DE906698C - Dampfkraftanlage mit zweckerforderlich zusammengesetzten Mischdaempfen - Google Patents

Description

• Dampfkraftanlage mit zweckerforderlich zusammengesetzten Mischdämpfen .Die Erzeugung von Mischdämpfen aus einem Gemenge von miteinander nicht dauernd mischbaren Flüssigkeiten ist vornehmlich in der Destillationstechnik bekannt.
• Der Gedanke der Erzeugung von Arbeit in Kraftmaschinen mittels solcher Dämpfe ist bereits bekannt, wobei die Dämpfe aus zwei Bestandteilen bestehen müssen, von denen der eine eine hohe Verdampfungswärme und der andere eine niedrige besitzen soll und die aus miteinander nicht dauernd mischbaren Flüssigkeiten in einem gemeinsamen Verdampfer erzeugt werden (deutschePatentschrift 464 3o1). Dabei ist die Bedingung gestellt, daß der Bestandteil mit der hohen Verdampfungswärme, beispielsweise Wasser, mit steigendem Anfangsdruck gewichtsanteilig schneller wächst als derjenige mit niedriger Verdampfungswärme, beispielsweise Benzol. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine wirtschaftliche Krafterzeugung, bei der Mischdämpfe der vorbeschriebenen Art als Betriebsmittel verwendet werden, nur gewährleistet ist, wenn beim Beginn der Expansion in der Kraftmaschine alle Bestandteile der Dampfmischung in möglichst trockengesättigtem Zustand sind, also ihre Mengen sich wie die Siededrücke der reinen Bestandteile bei der gegebenen Temperatur zueinander verhalten, mit anderen Worten, wenn der Dampf sich mit der Flüssigkeitsphase im Gleichgewicht befindet.
• Ein derart trockengesättigter Mischdampf stellt sich aber beim Betrieb unter Dampfentnahme nicht selbsttätig ein, sofern diese Dämpfe im gleichen Verdampfer erzeugt werden, da infolge der Diffusionswiderstände die Dampfbestandteile nicht genügend Zeit zum völligen Ineinanderschachteln haben und somit ein Mischdampf von stark wechselnder Zusammensetzung resultiert.
• Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei Erzeugung von Dämpfen aus den Flüssigkeitsbestandteilen, z. B. Wasser und Benzol, der Wasserdampfanteil stets dann zu hoch war, wenn aus dem gemeinsamen Verdampfer relativ größere Dampfmengen entnommen wurden, obwohl sich nach dem Gesetz von D a 1 t o n und A v o g a d r_o bei den gegebenen Temperaturen die Phasen von Flüssigkeit und Dampf im Gleichgewicht befinden müßten, was im Ruhestand,also bei geschlossenemDampfentnahmeventil, auch immer der Fall war.
• Die Sättigung der Dampfbestandteile erfordert infolge auftretender Diffusionswiderstände eine gewisse Zeit, die im Betrieb bei Dampfentnahme nicht in genügendem Maße zur Verfügung steht.
• Aus dieserErkenntnis wird gemäß derErfindung der Mischdampf nicht in einem einzigen Verdampfer erzeugt, sondern in zwei oder mehr Verdampfern, und zwar ist einer für die spezifisch sch-,verere Flüssigkeit und mindestens ein weiterer für die spezifisch leichtere vorgesehen.
• Die getrennt erzeugten Dämpfe werden über je einen Mengenmesser, an Hand dessen die Zusammensetzung einreguliert werden kann, einem Diffusionsapparat zugeführt und von dort als Mischdampf dem Verbraucher zugeführt.
• Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist der Umstand, daß der in der vorbeschrieberien Weise erzeugte Mischdampf je nach Betriebstemperatur entweder den Druck des einen oder den des anderen Einzeldampfes erhält und somit als in allen Bestandteilen leicht überhitzter Mischdampf dem Verbraucher zugeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Wärmeverluste durch Wärmeübergang an die Wände der Leitungen und Dampfmaschinen weitgehend durch die Überhitzungswärme gedeckt werden, ohne daß die Dämpfe zum Zweck der Trocknung und Überhitzung durch einen Überhitzer geleitet werden müßten. Für den Fall, daß die Überhitzung zu hoch ausfällt, ist ein Dampfkühler vorgesehen, in dem die überschüssige Überhitzungswärme an das als Kühlmittel verwendete Kondensat abgegeben wird.
• Mit der vorgenannten Maßnahme ist gleichzeitig die Bedingung erfüllt, daß der Mischdampf bei Beginn der Expansion in Kraftmaschinen möglichst trockengesättigt, d. h. also, daß die Zusammensetzung hierbei im Gleichgewicht mit der Flüssigkeitsphase entsprechender Temperatur sein soll.
• Die Dampfkraftanlage nach der Erfindung geht aus der schematischen Zeichnung hervor: In einem Primärkessel i, der feuerbeheizt sein kann oder durch eine andere Wärmequelle gespeist wird, wird Heizdampf oder Heizflüssigkeit von entsprechender Temperatur erzeugt und von dort in zwei Verdampfer 2 und 3 geleitet, in denen die Wärme an das zu verdampfende Medium übergeht; das Kondensat bzw. die abgekühlte Flüssigkeit fließt in den Primärkessel i zurück. Der in den Verdampfern :2 und 3 erzeugte Dampf strömt nach dem Passieren zweier Dampfmengenmesser q. und 5 in einen Diffusionsapparat 6, in dem die Mischung der Dämpfe erfolgt, und wird dann als Mischdampf über einen Dampfkühler 7 dem Verbraucher, beispielsweise einer Kraftmaschine 8, zugeführt. Nach seiner Zweckerfüllung wird der Mischdampf in einem Kondensator 9 verflüssigt und das entstandene Flüssigkeitsgemenge einem Trennapparat io zugeleitet, in dem sich das Gemenge in die einzelnen Bestandteile trennt. Der Trennapparat kann auf statischem oder dynamischem Prinzip beruhen oder eine Kombination beider sein. Speisepumpen ii und 12 saugen die getrennten Flüssigkeiten ab und drücken sie in die Verdampfer 2 und 3 zurück. Zur Verhütung des Überströmens der verschieden hochgespannten Einzeldämpfe von einem Verdampfer in den anderen sind Rückschlagventile 13 und 1q. vorgesehen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE. i. Dampfkraftanlage für Betrieb mit Mischdampf aus zwei miteinander nicht dauernd mischbaren Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dampfbestandteile in getrennten Verdampfern (2, 3) erzeugt, über Dampfmengenmesser (q., 5) zwecks Einstellung der quantitativen Zusammensetzung geführt, in einem Diffusionsapparat (6) vereinigt und als Mischdampf, gegebenenfalls in einem Wärmeaustauscher (7) durch Kondensat gekühlt, nach einer Kraftmaschine (8) geleitet werden.
2. 2. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Kraftmaschine (8) entspannte Mischdampf in einem Kondensator (9) niedergeschlagen und das Mischkondensat durch einen Trennapparat (io) in spezifisch schwerere und leichtere Flüssigkeit aufgeteilt wird und diese, getrennt von Speisepumpen (i i, i2), in die zugehörigen Verdampfer (2, 3) zurückgespeist werden.
3. 3. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennapparat (io) kaskadenartig angeordnete Trennwände besitzt, um die das Mischkondensat geführt wird, so daß es sich in die Einzelflüssigkeiten scheidet und diese getrennt abgeleitet werden. q..
4. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vereinigung der Dampfbestandteile die Mengen so gewählt werden, daß sich der entstehende Mischdampf in überhitztem Zustand befindet.
5. 5. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfer (2, 3) mittelbar beheizt werden.