DE821494C - Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung - Google Patents

Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung

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DE821494C
DE821494C DEP17678D DEP0017678D DE821494C DE 821494 C DE821494 C DE 821494C DE P17678 D DEP17678 D DE P17678D DE P0017678 D DEP0017678 D DE P0017678D DE 821494 C DE821494 C DE 821494C
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DE
Germany
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turbine
steam
jet pump
nozzle
turbo jet
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Expired
Application number
DEP17678D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Richard Schiel
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Individual
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/02Arrangements of feed-water pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung Die Erfindung betrifft eine Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung, bei der die Dampfturbine, die Kreiselpumpe und der Injektor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
  • Man hat schon zur Kesselspeisung Einrichtungen verwendet, bei denen ein Injektor mit einer Kreiselpumpe kombiniert ist. Bei diesen Einrichtungen sitzt auf einer gemeinsamen Welle eine Dampfturbine und eine Kreiselpumpe, mit der das Wasser vorgepreßt und dann schließlich mittels des Abdampfes der Turbine durch einen Injektor in den Kessel gedrückt wird. Der Wirkungsgrad einer kleinen Kreiselpumpe und einer kleinen Dampfturbine ist aber bekanntlich gering, benutzt man die letztere zum Antrieb der ersteren, so hat man recht erhebliche Verluste in Kauf zu nehmen. Ein beträchtlicher Teil hiervon liegt schon in der Erwärmung und Abstrahlung der Gehäuse dieser Maschinen. Dieses Verfahren ist also nur dann aussichtsreich, wenn es gelingt, Pumpe und Turbine sowie Injektor zu einer möglichst geschlossenen kompakten Einheit mit geringer äußerer Oberfläche zu gestalten.
  • Nach einer weiteren bekannten Ausführung liegt in Ausführung dieses Gedankens eine Turbine auf gleicher Welle unmittelbar vor einer Kreiselpumpe, und der Abdampf der Turbine gelangt durch einen strahlenförmig angeordneten Düsenkranz in das Druckwasser der Pumpe, sei es nun unmittelbar vor oder in oder hinter der Pumpe. Handelt es sich hierbei in erster Linie um das Mischen von Abdampf und Wasser zwecks Erzielung eines hohen Vakuums hinter der Turbine oder zwecks Beschleunigung des Wassers in der Pumpe, so erscheint diese Bauart durchaus zweckmäßig. Der Wirkungsgrad der Düsen selbst ist aber ungünstig, schon darum, weil es sich um Düsenkränze, also mehrere Düsen handelt. Die benetzte Fläche vieler Düsen- ist im Verhältnis zu deren Querschnitt größer, also ungünstiger als bei einer einzigen.
  • Im Gegensatz hierzu steht die vorgeschlagene Turbostrahlpumpe, bei der erfindungsgemäß die Turbine einen festsitzenden Düsenkasten besitzt, auf dessen Frischdampfstutzen der als Hohlkörper ausgebildete Turbinenläufer gelagert ist, der sich in Achsrichtung zu einem Abdampfrohr verengt und am Ende die Abdampfdüse des Injektors bildet. Die Abdampfdüse wirkt auf Wasser ein, das schon unter Druck steht, um auch heißes Wasser zur Kesselspeisung heranziehen zu können. Die Pumpe wird auch durch eine Turbine betrieben, bei der aber nur ein geringer Druckabfall des Dampfes erzielt wird. Die Abdampfdüse liegt aber nicht radial zur Welle und von dieser abgesondert, sondern die Abdampfdüse selbst rotiert, und zwar um ihre Längsachse. Die Düsenwandung selbst bildet also die Welle für die Pumpe und gleichzeitig auch für die Turbine. Hierdurch wird bei bester Düsenwirkung eine denkbar gedrungene Einheit von Düse, Pumpe und Turbine gebildet, die kleine äußere Oberfläche und damit auch kleine Verluste nach außen hin ergibt. Diese Bauart ist nur möglich durch Verwendung einer Drehgehäuseturbine, bei der der Dampf von außen nach innen energieabgebend strömt, die keine gekrümmten Schaufeln besitzt und bei der ein Spalt, durch den der Dampf an den Schaufeln vorbeiströmen könnte, vermieden ist. Der einzige bewegliche Teil dieser Turbostrahlpumpe ist also ein Hohlkörper, der innen als Turbine, außen als Pumpe und mit seinem Ende als Abdampfdüse wirkt.
  • Abb. i zeigt eine der vielen möglichen Konstruktionsarten dieser Turbostrahlpumpe im Längsschnitt; Abb. 2 und 3 zeigen Schnitte A-A bzw. B-B der Abb. i ; Abb. 4 schildert in schematischer Form den Weg des Wassers und des Dampfes bei der Kesselspeisung mit der Turbostrahlpumpe, wobei aber, die in Wirklichkeit zu einer Einheit verschmolzenen Teile, nämlich Turbine, Pumpe und Düse, getrennt gezeichnet sind.
  • Hierin bedeuten i das druckdicht fest stehende Turbinengehäuse, 2 das Pumpengehäuse als Fortsetzung des Turbinengehäuses, 3 die Mischdüse als Fortsetzung des Pumpengehäuses 2, .4 den Düsenkasten, mit dem Turbinengehäuse i fest verbunden,, 5 der Turbinenläufer, 6 die ungekrümmteri Schaufeln des Turbinenläufers, 7 die Hohlwelle der Turbine, die gleichzeitig auch die Welle der Pumpe und gleichzeitig auch das Abdampfrohr für den Dampf bildet, 8 die Abdampfdüse, die mit der Mischdüse 3 den eigentlichen Injektor bildet,- wobei diese, Abdampfdüse die gleiche Drehzahl wie die Turbine und Kreiselpumpe hat, 9 die Laufschaufeln der Kreiselpumpe, io den ringförmigen Wassereintrittskanal, io' den ringförmigen Wasseraustrittskanal, i i das Zulaufrohr für das Wasser, 12 den Deckel des Turbinenläufers, mit den Schaufeln 6 fest verbunden und mit diesem mitdrehend, 13 die Frischdampfleitung, 14 die Leitung für das Wasserdampfgemisch, 'das den für die Speisung des Dampfkessels notwendigen Druck und Geschwindigkeit besitzt, 15 der Frischdampfstutzen, der außen die Stopfbüchse trägt, i 5a einen Satz Kugellager, 16 die Zuflußkanäle, 17 die Dampfdüsen, 18 eine wärmedichte Isolation; in Abbildung 4: i9 einen Dampfkessel, 20 eine Dampfturbine, 21 eine Kreiselpumpe, 22 einen .Injektor, 23 einen Behälter für heißes Speisewasser, 24 bis 28 Leitungen, (27 Leitung ins Freie), 29 ein Ventil, 3o ein Ventil, 31 eine Leitung für Wasser, 32 eine Welle für Turbine und Pumpe.
  • Diese Turbostrahlpumpe für Kesselspeisung arbeitet wie folgt: Der Frischdampf tritt (Abb. i) von oben durch die Frischdampfleitung 13 über die Dampfzutrittsleitung 15 und die Zuflußkanäle 16 ein und entspannt teilweise in den Düsen 17. Hierdurch entsteht ein kreisender Wirbel, der mit gleicher oder größerer Geschwindigkeit wie der Turbinenläufer 5 sich dreht. Nun dringt er zwischen die Schaufeln 6 von außen nach innen und gibt dabei so viel Energie ab, als zum Antrieb der Kreiselpumpe 9 benötigt wird. Von hier strömt der Dampf durch die hohle Welle 7 zur Abdampfdüse 8 dann mit Wasser vermischt und kondensierend in die Mischdüse 3 und von hier in die Speiseleitung 14, um schließlich in den Kessel zu gelangen.
  • Das heiße Wasser tritt durch das Zulaufrohr i i in den Verteilungskanal io ein, gelangt dann von hier durch die Laufschaufeln 9, nimmt an Druck und , Geschwindigkeit zu, wie bei den Kreiselpumpen üblich, und mischt sich schließlich in der Mischdüse 3 mit dem Dampf. Hierbei nimmt es erst an Geschwindigkeit zu, dann wieder ab, aber erreicht den nötigen Druck infolge des sich schlank erweiternden Kegels der Mischdüse. Der Raum zwischen Turbinengehäuse i und Turbinenläufer 5 ist mit Dampf gefüllt oder es besteht in ihm ein Vakuum zur besseren Verbütung von Wärmeverlusten.
  • Nach Abb.4 wird diese Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung verwendet, indem der Dampf des Kessels, für die Speiseeinrichtung bestimmt, den Dampfkessel verläßt, durch die Leitung 24 zur Turbine 20 gelangt von hier zum Injektor 22 über die Leitung 25, von hier über die Leitung 26 mit Wasser gemischt über Ventil 30 und Leitung 28 zum Kessel zurück. Das Wasser gelangt aus dem Behälter 23 über die Leitung 31 zur Pumpe 21 und von hier zum Injektor 22, wo es sich mit dem Dampf mischt. Wird Ventil 30 geschlossen und 29 geöffnet, so gelangt der Dampf, mit dem Wasser gemischt, über die Leitung 27 ins Freie. Dies ist zum Anlassen der Anlage notwendig. D,ie Turbine 20 ist mit der Pumpe 21 und dem Injektor 22 zu einer gedrungenen Einheit, eben zur beschriebenen Turbostrahlpumpe, zusammengefaßt.
  • Man kann bei der Vorrichtung, die den Gegenstand dieser Anmeldung bildet, die Entspannung des Dampfes ein- oder mehrstufig wählen bei entsprechender Änderung der Turbine. Man kann auch der Pumpe ein oder mehrere Stufen geben. Man kann ferner die gemeinsame Welle von Turbine und Pumpe gegebenenfalls noch mit einem Elektromotor kuppeln, um leichteres Anwerfen und gleichmäßigen Gang zu erzielen.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung, bei der die Dampfturbine, die Kreiselpumpe und der Injektor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine einen festsitzenden Düsenkasten (16) besitzt, auf dessen Frischdampfstutzen (15) der als Hohlkörper ausgebildete Turbinenläufer (5) gelagert ist, der sich in der Achsrichtung zu einem Abdampfrohr (7) verengt und am Ende die Abdampfdüse (8) des Injektors bildet.
  2. 2. Turbostrahlpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im Inneren des Turbinenläufers (5) angeordnete, fest stehende Düsenkasten (16) tangentiale Dampfaustrittsöffnungen (17) besitzt, die gegen die Schaufeln' des Turbinenläufers (5) gerichtet sind.
  3. 3. Turbostrahlpumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem als Turbinenwelle dienenden Abdampfrohr (7) eine Kreiselpumpe (9) befestigt ist, die einen in Richtung der Abdampfdüse des Injektors (8) liegenden Wasseraustrittskanal (iö) besitzt.
  4. 4. Turbostrahlpumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gehäuse (1, 2) für den Turbinenläufer (5) und für die Kreiselpumpe (9) an seinem Ende in eine zur Abdampfdüse (8) konzentrische Mischdüse (3) übergeht:
  5. 5. Turbostrahlpumpe nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Turbinengehäuse (i) und dem Turbinenläufer (5) entweder mit Dampf ausgefüllt ist oder in ihm ein Vakuum besteht.
  6. 6. Turbostrahlpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Anlassen die drehende Hohlwelle (7) entweder mit einem Elektromotor irgendwie verbunden ist oder daß hinter dem Injektor (22) eine Abzweigleitung (27) ins Freie führt, durch die der Dampf gemeinsam mit dem Wasser so lange, bis Turbine (20) und Pumpe (21) normale Arbeitsdrehzahj erreicht haben, ohne Gegendruck abströmen kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patenschrift Nr. 255 384.
DEP17678D 1948-10-10 1948-10-10 Turbostrahlpumpe zur Kesselspeisung Expired DE821494C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2344243A1 (de) 1972-09-05 1974-03-21 Ormat Turbines 1965 Ltd Strahlpumpe zum zufuehren von fluessigkeit mit niedrigem druck zu einem gefaess mit einem hohen druck

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE255384C (de) *

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DE2366607C2 (de) * 1972-09-05 1987-06-19 Ormat Turbines (1965) Ltd., Yavne, Il

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