-
Dampfkraftanlage Im Patent 703 388 wird der Vorschlag gemacht, die
Lastschwankungen einer Dampfkraftanlage nicht, zvie es sonst üblich ist, durch .den
Regler der Kraftmaschine auszugleichen, sondern .den Kessel mit veränderlicher Charakteristik
zu fahren, d. h. den Erzeugungsdruck des Dampfes bei im wesentlichen gleichgehaltener
Temperatur abhängig von den Belastungsschwankungen so. einzuregeln, daß das der
Dampfkraftmaschine zuströmende sekundliche Dampfvolumen (m3/Sek.) im wesentlichen
konstant bleibt. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß bei einem solchen Betrieb einer
Dampfkraftanlage die Hilfsmaschinen nach anderen Gesichtspunkten ausgelegt und gefahren
werden müssen als bei normalen Kraftanlagen, denn es muß jetzt eine lastabhängige
Steuerung eingeführt werden, und zwar mindestens für einen Teil der Hilfsmaschinen,
zu denen insbesondere die Kesselspeisepumpe gehört. Der lastabhängige Betrieb der
Hilfsmaschinen muß aber außerdem wirtschaftlich sein, damit .die Hilfsmaschinenleistung
nicht einen ungebührlich hohen Betrag der Gesamtleistung der Anlage ausmacht. Im
Anspruch 6 des Hauptpatents wird daher vorgeschlagen, die Hilfsturbine, die an eine
Stufe der Hauptturbine angeschlossen ist, im wesentlichen mit konstantem sekundlichem
Eintrittsdampfvolumen zu betreiben.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß man einen sehr einfachen und dabei äußerst
wirtschaftlichen lastabhängigen Betrieb der Hilfsmaschinen erreichen kann, wenn
diese gemäß der Erfindung parallel zu einem Teil des Entspannungsverlaufes der Hauptkraftmaschine
geschaltet sind und ihren Dampf ohne steuernde Organe aus der Hauptmaschine erhalten.
-Im folgenden seien zwei Fälle erläutert, nämlich einmal die Parallelschaltung der
Hilfsmaschine zu Mitteldruckstufen der Kraftmaschine und zweitens .die Parallelschaltung
zu Niederdruckstufen. Der erste Fall ist in der Abb. r dargestellt. Die Kraftanlage
umfaßt die mit veränderlichem Druck betriebene Kesselanlage r, die als Zweizylindermaschine
ausgebildete Hauptkraftmaschine 2 mit dem Stromerzeuger 3, die Hilfskraftmaschine
q. zum Antrieb der Kesselspeisepumpe 5, die unter Umständen noch mit einer elektrischen
Maschine 6 gekuppelt sein kann,
die Vorwärmer ; und ä und einen
Dampfkühler 9. Die übrigen Teile der Anlage, wie Kondensationsanlage, Kondensatentlüftung,
hondensatsammelbehä lter usw., bedürfen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
keiner besonderen Erläuterung. Die Maschine 2 wird, wie bereits gesagt, mit veränderlichem
Druck gefahren, d. h. die Lastschwankungen werden nicht durch den Regler io ausgeglichen,
sondern dadurch, daß der Druck des den Kessel verlassenden Dampfes mit der Last
geändert wird. Das Ventil io ist jedoch nicht bedeutungslos, sondern es dient dazu,
die schnellen Lastschwankungen auszusteuern, denen der Kessel nicht ohne weiteres
nachfolgen kann, und außerdem wirkt es als Sicherheitsventil, sofern ihm nicht ein
besonderes Sicherheitsventil vorgeschaltet ist. Entsprechend den Lastschwankungen
der Maschine 2 maß sich auch die Leistung der Maschine .4 ändern. Diese ist parallel
zu einigen Stufen der Maschine 2 geschaltet, und zwar erhält sie ihren Arbeitsdampf
aus der Anzapfleitung i i und gibt ihren Abdampf über die Leitung 12 in den Entspannungsverlauf
der Maschine 2 zurück. Auch vor der Maschine .4 ist ein Ventil 13 vorgesehen, das
entweder ein reines Sicherheitsventil sein kann oder wie im Falle des Ventils i
o zum Aussteuern kleinerer Lastschwankungen herangezogen werden kann. Mit den Lastschwankungen
der Maschine 2 und den damit verbundenen Änderungen des Frischdampfdruckes ändert
sich nach bekannten Vorgängen auch der Entnahmedruck in der Leitung i i. Die ITaschine
4. wird also in gleicher Weise wie die Maschine :2 mit veränderlicher Charakteristik
gefahren, und zwar, da das Gefälle zwischen den Leitungen i i und 12 verhältnismäßig
klein ist, mit einer großen Dampfmenge. Große Dampfmenge mit kleinem Gefälle ergibt
aber eine wirtschaftlich arbeitende Maschine. Somit zeigt es sich, daß gerade diese
Anordnung sehr geeignet erscheint, Hilfsmaschinen in Kraftanlagen mit veränderlichem
Druck einfach und wirtschaftlich zu fahren.
-
Die Abbildung läßt noch einen weiteren Vorteil einer solchen Anordnung
erkennen. Es ist vielfach erforderlich, das Speisewasser für die Kesselanlage vorzuwärmen,
und zwar unter Anwendung des Regenerativverfahrens, d. h. durch Anzapfdampf aus
der Kraftmaschine. Wenn man, wie es Abb. i zeigt, die Hilfsmaschine 4 parallel zur
Vorwärmer stufe 7 oder zu zwei * Vorwärmerstufen 7 und S schaltet, so entlastet
man die Maschine 2 von zusätzlichen Abzapfstutzen, d. h. man kann die gleichen Anzapfleitungen
für den Betrieb der Hilfsmaschine und für die Vorwärmer verwenden. i Da die Hilfsmaschine
4 nach den ersten Stufen der Hauptmaschine abgezweigt ist, so könnte es vorkommen,
daß nach Abschaltung der :Maschine 2 durch das Ventil io über die Anzapfleitungen
Dampf in die Hauptmaschine -zurückströmt. Um das zu verhindern, sind die Ventile
14 und 15 vorgesehen, die unter Umständen vom Regler 16 des Ventils io gesteuert
werden können. Um einen Betrieb der Hilfsmaschine auch nach Abstellung der Hauptmaschine
zu ermöglichen, ist eine über den Dampfkühler 9 geführte Frischdampfleitung 17 vorhanden,
die zur Hilfsmaschine 4 führt. Die Dampfzufuhr aus dem Frischdampfnetz kann selbsttätig,
wie es die Einlußlinie 27 andeutet, durch ein Ventil 26 gesteuert werden. Außerdem
besitzt die Maschine 4 eine zum Kondensator i<S .der Maschine 2 führende Leitung
i9 mit einem unter Umständen selbsttätig arbeitenden Absperrventil2o, um den Abdampf
der Maschine unmittelbar abführen zu können.
-
Die Schaltung nach der Abb. 2 stimmt mit der nach der Abb. i insofern
überein, als die Hilfsmaschine 4 wiederum parallel zu Stufen der Hauptmaschine 2
geschaltet ist. Ein Unterschied besteht insofern, als die Maschine 2 in diesem Falle
als Dreizylindermaschine ausgebildet und die Maschine parallel zum Mitteldruckzylinder
geschaltet ist. Die Parallelschaltung zur Vorwärmerstufe 7 ist in diesem Falle nicht
vorhanden, vielmehr ist für diese eine besondere Anzapfleitung 21 vorgesehen. Außer
der Hilfsmaschine 4 ist noch eine Hilfsmaschine 4" vorhanden. Die anzutreibenden
Hilfsmaschinen sind in diesem Falle aufgeteilt, und zwar ist mit der Maschine 4
die Kesselspeisepumpe 5 und mit der Maschine 4u ein Gebläse 5" für die Feuerung
gekuppelt. Eine andere Aufteilung wäre die Aufteilung in drehzahlkonstante und drehzahlveränderliche
Hilfsmaschinen. Diese Schaltung hat eine weitere Ausbildung erfahren, und zwar um
i sie für besonders schnelle Lastschwankungen besonders günstig zu gestalten. Die
Maschinen 4 und 4, sind nämlich nicht nur an die Anzapfleitung i i, sondern über
die Leitungen 22 und 23 auch noch an die Frischdampf- i Leitung 24 angeschlossen.
Ventile 25 und 25,
ermöglichen eine Umschaltung von der Leitung i i auf die
Leitung 24 und umgekehrt. Bei dieser Schaltung kann man, wenn es erforderlich ist,
die Maschinen 4 und 4" von i der Leitung geringeren Druckes i i abschalten und sie
auf die Hochdruckleitung 24 umschalten, so daß es möglich ist, den Druck, mit dem
diese beiden Maschinen arbeiten, plötzlich erheblich zu steigern. Hiermit ist aber
eine i: starke Leistungssteigerung verbunden, die insbesondere dann erwünscht sein
kann, wenn
z. B. ein fahrendes Schiff plötzlich von Marschfahrt
auf Fahrt mit äußerster Kraft übergehen soll.