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Kondensatableitungsanlage für eine Mehrzahl von Dampfverbrauchern
und gegebenenfalls Dampfleitungen Die Erfindung betrifft eine Kondensatableitungsanlage
für eine Mehrzahl von Dampfverbrauchern und gegebenenfalls auch Dampfleitungen,
deren Kondensatableitungen von den Dampfverbrauchern zu einem gemeinsamen, tiefliegenden
Kondensatsammelbehälter führen, in den das Kondensat über in den Behälter ragende
Rohrstutzen einströmt und aus dem das angesammelte Kondensat durch einen tiefer
als die Einlaßstutzen in den Behälter hineinragenden Auslaßstutzen durch den Druck
innerhalb der Anlage zu einem höher liegenden gemeinsamen Kondensatableiter gefördert
wird.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, den Dampfverbraucher einer Anlage
an einen tiefliegenden Kondensatsammelkessel anzuschließen, in den die Flüssigkeit
eines oder mehrerer weiterer Apparate dicht unter der Oberkante des Kessels einströmt
und der einen in den Kessel hineinragenden Auslaßstutzen aufweist, so daß die sich
im Kessel ansammelnde Flüssigkeit durch den Druck innerhalb der Anlage zu dem höher
liegenden gemeinsamen Kondensatableiter gefördert wird. Es wird jedoch in der einschlägigen
Technik stets darauf hingewiesen, daß es zu empfehlen sei, jede einzelne Entwässerungsstelle
für sich mit einem Kondensatableiter auszurüsten, da nur dann die Verhältnisse in
der Kondensatableitung einwandfrei auf dieBetriebsverhältnisse abgestimmt werden
können und vor allem nur in diesem Falle auch die Drosselung eines Dampfverbrauchers
ohne störenden Einfluß auf andere Abflußstellen bleibt. Tatsächlich ergibt ein Kondensatsammelbehälter
der genannten Art gewisse Nachteile, wenn einzelne, durch ihn zusammengefaßte Dampfverbraucher
nicht
gleichmäßig belastet sind; insbesondere treten beim Anfahren einer solchen -Anlage
Kon= densatschläge auf, selbst wenn der Sammelbehälter an der tiefsten Stelle der
Anlage angeordnet ist: Beim Anfahren sind nämlich die Kondensatleitungen wie auch
der Sammelbehälter im wesentlichen voll Wasser gefüllt, und die ersten aus den Dampfverbrauchern
austretenden Dampfblasen bewirken die unerwünschten Kondensätschläge.
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Es ist ferner bekannt, bei der Einzelentwässerung von Dampfverbrauchern
einen Sammeltopf für das Kondensat vorzusehen, der bei tiefliegendem Kondensatabfluß
eines Dampfverbrauchers verwendet werden soll. Es handelt sich in diesem Falle nicht
um einen Sammeltopf im eigentlichen Sinne, sondern um einen einfachen Entwässerungstopf,
von dem aus das Kondensat eines einzigen Dampfverbrauchers nach oben gefördert wird.
Auch bei diesem Entwässerungstopf befindet sich der Kondensateinlaß oben im Topf
bzw. ganz dicht unter der Oberkante desselben. Auch in dieser Literaturstelle wird
empfohlen, jede -EntW-ässerungsstelle für sich mit einem Kondensatableiter auszurüsten.
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Schließlich ist ein Kondenstopf mit einem unten offenen, bis dicht
über den Boden reichenden senkrechten Rohr bekannt, das in seinem oberen Teil innerhalb
des Behälters eine Durchtrittsöffnung für den Dampf aufweist und oberhalb des Kondenstopfes
in einen Auffangbehälter einmündet, in welchem ein topfförmiger Kolben angeordnet
ist, der über eine Ventilfeder die Kondensatabflußleitungverschließt. EineDampf-undLuftabführung
ist bei diesem Kondenstopf nicht vorgesehen.
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Die Kondensatableitungsanlage gemäß der -Erfindung für eine Mehrzahl
von Dampfverbrauchern und gegebenenfalls auch Dampfleitungen, deren Kondensätableitungen
von den Dampfverbrauchern zu einem gemeinsamen, tiefliegenden Kondensatsammelbehälter
führen, in den das Kondensat über in 'den Behälter ragende Rohrstutzen einströmt
und aus dem das angesammelte Kondensat durch einen tiefer als die Einlaßstutzen
in den Behälter hineinragenden Auslaßstutzen durch den Druck innerhalb der Anlage
zu einem höher liegenden gemeinsamen Kondensatableiter gefördert wird, ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Köndensatableitungen der auf gleicherHöhe angeordnetenDampfverbraucher
in je einem vorzugsweise als Kondensatheber wirkenden Kondensatsammelbehälter zusammengefaßt
sind und die von den Kondensatsammelbehältern ausgehenden Leitungen zu einer Sammelleitung
vereinigt sind, die über einen Kondensatableiter und ein Rückschlagventil in einen
weiteren, zur Hebung des Kondensates In einen Speisewasserbehälter dienenden Sammler
mündet. Erfindungsgemäß sind die Öffnungen der Kondensateinlaßrohre und der in die
Sammelbehälter bzw. in den Sammler hineinragenden Einlaßstutzen vorzugsweise so
tief angeordnet, daß im oberen Teil der Sammelbehälter bzw. des Sammlers ein nach
oben abgeschlossener Dampf- bzw. Luftraum entsteht, dessen Größe mindestens 1/4,
vorzugsweise lla bis 1/2 des Behälterinhalts beträgt. Ein eine solche Größe besitzender
Pufferraum ist bisher bei Kondensatbehältern nicht vorgeschlagen worden. Zweckmäßig
sind die Öffnungen der Kondensatäuslaßstutzen in den Sammelbehältern bzw. dem Sammler
dicht unter oder in Höhe der Öffnungen der Einlaßrohre angeordnet: Bei waagerechter
Lage der Kondensateinlaßrohre ist es vorteilhaft, vor ihren Öffnungen in den Sammelbehältern
_ schräge Prallbleche anzuordnen. Zweckmäßig sind die Kondensateinlaßstutzen im
Sammler rechtwinklig, in Richtung des Auslaßstutzens weisend, abgebogen. Die Vereinigung
der Kondensatleitungen der einzelnen, mit unterschiedlichen Dampfdrücken arbeitenden
Anlageteile zur gemeinsamen Kondensatleitung erfolgt zweckmäßig in an sich bekannter
Weise derart, daß eineLeitung in die andere mittels Venturirohren, Düsen od. dgl.
Einstrom- und Leitorganen hineingeführt ist.
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In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Fig. i zeigt die Kondensatableitungsanlage gemäß der Erfindung in
schematischer Darstellung; Fig.2 zeigt einen Kondensatsammelbehälter in Seitenansicht,
teilweise im Schnitt; Fig. 3 ist eine Stirnansicht zu Fig. 2; Fig.4 ist der Kondensatsammler
in Seitenansicht, teilweise im Schnitt dargestellt; Fig. 5 ist eine Stirnansicht
zu Fig.4, teilweise im Schnitt; Fig.6 bis io zeigen verschiedene Formen der Vereinigung
der Kondensatableitungen der einzelnen Dampfverbraucher bzw. -gruppen zur Kondensatsammelleitung
zum Kondensatsammler.
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Die Dampfanlage nach Fig. i umfaßt mehrere Dampfverbraucher mit unterschiedlichem
Wärmebedarf und in beliebigerArt derAufstellung. i sind Deckenlufterhitzer, 2 ist
ein Gegenstromapparat und 3 ein Heizkörper. Die Dampfverbraucher i sind an der Decke
montiert, während die Dampfverbraucher 2 und 3 auf dem Fußboden bzw. an der Wand
angeordnet sind. Der von einem Dampferzeuger gelieferte Dampf wird über eine Rohrleitung
4 den Dampfverbrauchern i, 2 und 3 zugeführt. Die Regelung der Dampfverbraucher
i, 2 und 3 erfolgt durch bekannte Regelventile 5. Das Kondensat der Dampfverbraucher
i fließt über Rückschlagventile 6, die ein Rückwärtsbeheizen eines Dampfverbrauchers
bei Abstellen oder Regulieren desselben verhindern, und einzelne, mit Gefälle verlegte
Rohrleitungen 7 in einer für diese Verbraucher gemeinsamen, gleichfalls mit Gefälle
verlegten Kondensatsammelleitung 8 zu einem Kondensatsammelbehälter 9. Die Dampfverbraucher
2 und 3 geben ihr Kondensat durch die Rohrleitungen io an einen für sie gemeinsamen
Kondensatsammelbehälter i z ab. Die Kondensatsarrimelbehälter sind jeweils an der
tiefsten Stelle der zu entwässernden Dampfverbraucher i sowie 2 und 3 angeordnet.
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Die Kondensatsammelbehälter g und i i können eine beliebige Form aufweisen.
Nach Fig. 2 bestehen
sie aus einem liegenden zylindrischen Behälter,
dessen Einlaßöffnungen 12, durch die die Kondensate in die Behälter eintreten, so
angeordnet sind, daß die Unterkante der Öffnungen 12 nur wenig höher liegt als die
Ausmündung des in den Behälter hineinragenden Auslaßstutzens 13. Vor den Einlaßöffnungen
12 sind Prallbleche 14 eingebaut. Seitlich in den Stirnwänden der Sammelbehälter
g und i i sind zwei Reinigungsöffnungen 15 vorgesehen, die durch Stopfen
16 oder Flanschabschlüsse verschlossen sind.
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Der Kondensatsammelbehälter g ist in einer hochliegenden, für dieDampfverbraucher
i gemeinsamen Kondensatleitung eingebaut. Er bewirkt somit nur eine Pufferwirkung
für den auftretenden unterschiedlichen Kondensatanfall. DerKondensatsammelbehälter
i i hingegen ist in einer tiefliegenden Kondensatleitung io eingebaut. Er hat den
auftretenden unterschiedlichen Kondensatanfall zu puffern bzw. zu steuern und geräuschlos
zu heben. Da die Kondensatleitungen mit Gefälle verlegt sind, befinden sich die
Sammelbehälter an der tiefsten Stelle des jeweiligen Anlagenteils. Alles angefallene
Kondensat durchströmt daher die Kondensatsammelbehälter. Etwa mitgeführte Schmutzteilchen
lagern sich in den Kondensatbehältern ab. Die Prallbleche 14 verhindern, daß das
Kondensat bei Stillstand des an der Gegenseite des Kessels arbeitenden Anschlusses
in diesen hineingeschleudert wird. Mitgeführter Dampf weicht zwischen der Stirnwand
und den Prallblechen der Kondensatsammelbehälter nach oben. Beim Durchfließen der
Sammelbehälter erfährt das Kondensat infolge des Auftreffens auf das Prallblech
und der O_uerschnittsvergrößerung eine Geschwindigkeitsverminderung, wodurch abermals
die mitgeführten Verunreinigungen gezwungen werden, sich auf dem Boden der Sammelbehälter
g und i i abzusetzen. Durch die in die Sammelbehälter hineinragenden Auslaßstutzen
13 stellt sich in den Sammelbehältern ein bestimmter Kondensatspiegel ein. Da der
Druck in der Kondensatleitung praktisch gleich dem Dampfdruck ist und der Dampf
selten eine restlose Kondensation erfährt - es sei denn beim Anfahren der Anlage
-, entsteht oberhalb des Kondensatspiegels, gegeben durch die Anordnung der Einlaßstutzen
12, ein annähernd ebenso großes Dampfpolster, das, solange die Dampfverbraucher
arbeiten, nicht entweichen kann, weil der Behälter über dem Kondensatspiegel nach
oben abgeschlossen ist. Dieses Dampfpolster ist infolge seiner Elastizität in der
Lage, sich zusammenzuziehen oder auszudehnen. Der in den Dampfverbrauchern nicht
restlos kondensierte Dampf gelangt somit mit den Kondensaten in die Sammelbehälter;
er würde beim Auftreffen auf die Kondensatspiegel den bekannten Wasserschlag verursachen.
Dieses wird jedoch durch die Komprimierfähigkeit des Dampfpolsters verhindert.
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Der Kondensatsammelbehälter i i arbeitet in gleicher Weise wie der
Sammelbehälter g, zusätzlich werden jedoch die .anfallenden Kondensate geräuschlos
und schnell gehoben und weiter abgeleitet, ohne daß eine von außen herangeführte
Treibenergie in Anspruch genommen wird.
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Der in der Dampfleitung herrschende Druck setzt sich, vom Dampfverbraucher
ausgehend, auch in der Kondensatleitung bis in die Kondensatsämmelbehälter g, i
i usw., abzüglich der Reibungsverluste, fort. Er wirkt somit auch noch in den Kondensatsammelbehältern
und drückt auf deren Kondensatspiegel. Da sich der Druck stets auf dem Wege des
geringsten Widerstandes zu entspannen sucht, wird das Kondensat des Sammelbehälters
i i gezwungen, in die Steigeleitung 17 einzutreten, wo es gemäß Dampfdruck steigt.
Durch das Steigen entsteht ein Druckabfall gemäß der zu überwindenden Höhe.
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Über die Steigeleitung 17 und die Verbindungsleitung 18 fördert der
Kondensatsammelbehälter i i das Kondensat zu der allen Dampfverbrauchern 1, 2 und
3 gemeinsamen Kondensatsammelleitung ig, zu welcher sich an der Stelle 2o die Kondensatleitungen
8 und i8 vereinigen, und über diese Sammelleitung ig fließt das Kondensat alsdann
einem in beliebiger Entfernung angeordneten Kondensatableiter 22 zu, dem ein Kondensatbeobachtungsgerät21
vorgeschaltet und einRückschlagventil 23 nachgeschaltet ist. Bei der gezeigten Anordnung
ist angenommen, daß noch weitere zusammenhängende Gruppen von Dampfverbrauchern
vorhanden sind, deren Kondensatableitungen 24 zu den zugehörigen Sperrorganen 22
und 23 führen. Das Rückschlagventil23 verhindert - falls die betreffende ganze Gruppe
nicht arbeitet, jedoch die zu entwässernden Gruppen der Leitungen 24 arbeiten, oder
umgekehrt - den Kondensateintritt in die nicht arbeitende Gruppe.
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Das Kondensat aus allen Kondensatsammelleitungen ig und 24 gelangt
in einen gemeinsamen Kondensatsammler 25, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Die
Einlaßstutzen 26 des Sammlers 25, an die die Kondensatleitungen ig und 24 angeschlossen
sind und deren Zahl sich nach den jeweiligen Erfordernissen richtet, ragen tief
in den Kondensat= Sammler 25 hinein und sind am Ende mit Rohrbögen 27 ausgerüstet,
die in Richtung zum Auslaßstutzen 28 des Sammlers 25 weisen, so daß sich ein Dampf-
bzw. Luftpolster bildet. Der Auslaßstutzen 28 ragt gleichfalls tief in den Sammler
25 hinein, ähnlich wie bei den Kondensatsammelbehältern g und i i. An der tiefsten
Stelle des Sammlers 25 ist ein Reinigungsstutzen 29 angeordnet, der auch als Kondensatmengenmeßstutzen
Anwendung finden kann und mit einem üblichen Blindflansch verschlossen ist. Vom
Auslaßstutzen 28 gelangen alle Kondensate über die Hauptkondensatleitung31 zu einem
vorzugsweise hochliegenden Kesselspeisewasserbehälter. Es erübrigt sich die Verwendung
einer Pumpe, die das Kondensat vom üblicher Weise tiefliegenden Kondensatsammelbehälter
zum hochliegendenKesselspeisewasserbehälter fördert. Dies ist von Vorteil, da ein
Speisen der Kesselanlagen aus tiefliegenden Behältern erhebliche Schwierigkeiten
bereitet, weil die Pumpen wegen der geringen Zulaufhöhe nicht
in
der Lage sind, das 8o bis 9o° heiße Kondensatanzusaugen. Man hilft sich dann häufig
dadurch, daß man die Temperatur des heißen Kondensates durch Zuspeisen von Kaltwasser
heruntersetzt, was jedoch eine Kalorienvernichtung bedeutet und einen zusätzlichen
Brennstoffbedarf bedingt.
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Nach Schließen eines Dampfregelventils 5 wird das noch anfallende
Kondensat aus dem entsprechenden Dampfverbraucher abgesaugt, bis der Kondensatspiegel
im Sammelbehälter g oder i i die Unterkante des in den Sammelkessel hineinragenden
Auslaßstutzens i3 erreicht hat. Die Kondensatleitungen sind somit trocken und unterliegen
fast keiner Korrosion. Beim Anfahren der Anlage oder eines einzelnen Dampfverbrauchers
tritt ein schnelles Beheizen ein, da die Kondensatleitungen kondensatfrei sind.
Durch die Aufnahmefähigkeit der Kondensatsammelbehälter und zufolge ihrer ausgleichenden
Wirkung wird auch der Kondensatableiter weitgehend entlastet, der sich auch bei
starkem Kondensatanfall nicht mehr verschlucken kann. Auch für einen starke fluktuierenden
Betrieb wirkt der Sammelbehälter ausgleichend, so daß sich auch bei schwankendem
Betrieb der einzelnen Dampfverbraucher eine kontinuierliche Arbeitsweise ergibt.
Durch Einschaltung der Sammelbehälter wird also der Betrieb solcher Anlagen in vieler
Beziehung verbessert und vereinfacht.
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An die Kondensatleitungen 7, 8, 1o, 17 und 18 und die Kondensatsammelleitung
i9 können zusätzlich auch die Entwässerungsstutzen von Dampf-, leitungen, die vor
Einmündung in die Kondensat-' zweckmäßig eine Einschnürung erfahren, angeschlossen
sein.
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In Fig. 6 bis io sind verschiedene Formen der Vereinigung der Kondensatleitungen
der einzelnen Dampfverbraucher zur Kondensatsammelleitung i9, der Stelle 2o der
Fig: i, veranschaulicht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 strömt das Kondensat der mit geringerem
Dampfdruck arbeitenden Teile der Anlage durch die Leitung 32. Die Kondensatleitung
33 der mit höherem Dampfdruck arbeitenden Teile der Anlage, insbesondere der tiefer
gelegenen Teile derselben ist in die Leitung 32 mittig hineingeführt und endet in
eine Düse 34. Die sich an die Vereinigungsstelle der beiden Kondensatleitungen 32,
33 anschließende Kondensatsammelleitung 35 bildet dicht im Anschluß an die Vereinigungsstelle
eine konische Erweiterung 36. An der Vereinigungsstelle verringert sich der Durchflußquerschnitt
der Leitung 32 um den Querschnitt der Leitung 33. Diese Querschnittsverringerung
verursacht in bei Dampfmeßapparaten, wie Düsen, Stauscheiben oder Venturirohren,
an sich bekannter Weise eine Erhöhung der Geschwindigkeit des in der Leitung 32
strömenden Mediums bei gleichzeitigem Druckabfall desselben. Es entsteht an derVereinigungsstelle
eineEjektorwirkung, die bewirkt, daß das Kondensat der Leitung 32 das der mit geringerem
Dampfdruck arbeitenden Anlageteile, das Kondensat der Leitung 33 das der mit höherem
Dampfdruck arbeitenden Anlageteile mitreißt. Zufolge der anschließenden konischen
Erweiterung 36 der Sammelleitung 35 setzt sich die Geschwindigkeitszunahme wieder
in Druckenergie um. Die Umwandlung von Druckenergie in Geschwindigkeitsenergie verläuft
um so vollständiger, je günstiger der übergang 36 zur Leitung 35 gestaltet ist.
Der bleibende Druckverlust beträgt maximal ,etwa I O °/o.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform mündet die -das Kondensat
der mit geringerem Dampfdruck arbeitenden Anlageteile führende Leitung 32 in ein
Venturirohr 37 aus, an das sich die Sammelleitung 35 anschließt. In den sich konisch
erweiternden Teil des Venturirohres 37 ist eine Kondensatleitung 33 der mit höherem
Dampfdruck arbeitenden Anlageteile eingeführt. Die Sammelleitung 35 kann auch, wie
gestrichelt gezeichnet, im Anschluß an das Venturirohr 37 zunächst ein sich konisch
erweiterndes Rohr 38 bilden, um die Rückwandlung von Geschwindigkeitsenergie in
Druckenergie zu begünstigen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die das Kondensat der mit
geringerem Dampfdruck arbeitenden Teile der Anlage führende Leitung 32 an der Einführungsstelle
der das Kondensat der mit höherem Dampfdruck arbeitenden Anlageteile führenden Leitung
33 und ebenso die anschließende Sammelleitung 35 zylindrisch gestaltet. Die Leitung
33 bildet, mittig in der Leitung 32 verlaufend, ein Düsenrohr 39. Um die
Ejektorwirkung zu begünstigen, sind an der Innenwandung des unischließenden Rohrteiles
der Leitung 32 schraubengangförmig verlaufende Vertiefungen 40 oder entsprechende
Rippen vorgesehen, ähnlich den Zügen und Feldern eines Gewehrlaufes.
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In Fig. g ist dieAusgestaltung der Vereinigungsstelle der Kondensatleitungen32,
33 nachArt eines Dampfstrahlapparates veranschaulicht. DieLeitung 32 des Dampf-Kondensat-Gemisches
der mit geringerem Dampfdruck arbeitenden Anlageteile mündet innerhalb eines Gehäuses
41 in eine Düse 42 aus; innerhalb des Gehäuses 44 in welches die Kondensatableitung
33 der mit höherem Dampfdruck arbeitenden Teile der Anlage einmündet, fließt das
Dampf-Kondensat-Gemisch der Leitung 32 auf eine kurze Strecke frei, um alsdann in
eine Auffangdüse43 einzutreten, an die sichdieKondensatsammelleitung 35 anschließt.
Auf der kurzen freien Strecke reißt das Dampf-Kondensat-Gemisch der Leitung 32 das
Kondensat der Leitung 33 mit.
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Bei der in _Fig. io veranschaulichten Ausführungsform strömt das Kondensat
der mit geringerem Dampfdruck arbeitenden Anlageteile durch die Leitung 44, die
einen kleineren Querschnitt besitzt als die Leitung 45, durch die das Kondensat
der mit höherem Dampfdruck arbeitenden Anlageteile strömt. Die Leitung 44 ist in
die Leitung 45 hineingeführt und mündet in dieser in ein in ihr mittig angeordnetes,
düsenförmig gestaltetes Rohr 46 aus: An die Leitung 45 schließt sich die Köndensatsammelleitung
47 an. Um die Strömungsverhältnisse zu begünstigen, sind auf der Innenwandung des
düsenförmigen Endes 46 der
Leitung 44 schraubenförmige Vertiefungen
oder Rippen 48 vorgesehen.