PL7284B1 - Kociol o wysokiem cisnieniu. - Google Patents

Description

Technika parowa rozwija sie w kierun¬ ku wzrostu przegrzewania i cisnienia pary.W urzadzeniach kotlowych dotychczaso¬ wych wydaje sie praktycznem ograniczyc cisnienie do 20 — 25 atm. Mozna to uzi- saidnic teni, ze wspólczynnik przewodnic¬ twa cieplnego miedzy gazami ogrzewaj ace- mi i woda jest bardzo niski, wskutek czego stosunkowo male nawet ilosci pary wyma¬ gaja bardzo duzej powierzchni ogrzewal¬ nej, która mozna wytworzyc tylko zapomo- ca budowy skomplikowanej, jak np. przez wielkie dna lub czesci denne, przez stoso¬ wanie w kotle rur bez szwów i t d. Kociol, zbudowany w ten sposób, posiada zawsze miejsca, gdzie moga latwo powstac nie¬ szczelnosci; trudnosci staja sie tern wiek¬ sze, im wyzsze jest cisnienie pary. Dalsze trudnosci powstaja jeszcze wskutek tego, te przy cisnieniach wyzszych grubosc bla¬ chy kotla winna byc odpowiednio wieksza, a wskutek tego w materjale wystepuja znaczne napiecia, gdyz czesci te poddane sa bezposrednio dzialaniu zaru spalin.Wobec powyzszego technika budowy kotlów zatrzymala sie na cisnieniu pary, które uwaza sie obecnie za maksymalne.Jednak z zastosowaniem pary o wyso-kiem cisnieniu, np. o cisnieniu 100—200 atm i wyzej, zwiazane sa znaczne korzysci* Nawet w urzadzeniach opartych tylko na skraplaniu, mozna otrzymac wydajnosc znacznie wieksza przez zastosowanie prze¬ grzewania zwyklego z podobnie wysoko przegrzanej pary, niz z pary o cisnieniu 20—25 atm. Wynalazek niniejszy zapewnia jednak korzysci jeszcze wieksze, gdyz nic nie staje na przeszkodzie, nietylko podniesc bardzo znacznie cisnienie pary, lecz takze powaznie podwyzszyc stopien przegrzania, przyczem zastosowanie dysz Lavala przed pierwszym wirnikiem turbiny obniza, wsku¬ tek oddania wielkiej ilasci ciepla*, przegrzac nie i przeksztalca je w szybkosc, nim para napotka lopatki, Korzysci sa jeszcze znaczniejsze w u- rzadzeniach budzacych coraz to wieksze zainteresowanie techniczne, a mianowicie w instalacjach stosujacych pare do celów napedu i ogrzewniczych. W instalacjach po¬ dobnych pary nie doprowadza sie dó ni¬ skiego cisnienia, panujacego w turbinach ze skraplaczami, wskutek czego zysk procen¬ towy przy stosowaniu cisnienia bardzo wy¬ sokiego jest daleko wiekszy, niz to bywa w podobnych urzadzeniach. Ma to w tym wzgledzie powazna donioslosc dla przemy¬ slu wielkiego, spozywajacego ogromne ilo¬ sci pary odlotowej do wirników, i gdzie wskutek tego turbiny pracuja czestokroc przy cisnieniu reakcyjnem wynoszacem 4—6 atm.Wynalazek niniejszy dotyczy kotla, który przy zupelnem wykluczeniu mozliwo¬ sci wybuchów, wytwarza w sposób tani i ekonomiczny pare o cisnieniu bardzo Wy¬ sokiem i wysokiem przegrzaniu. Wynala¬ zek ten powinien znalezc szerokie zastoso¬ wanie, szczególnie w urzadzeniach juz istniejacych. Przy rozwazaniu tych oko¬ licznosci nie nalezy zapominac, ze urzadze¬ nia tego rodzaju pochlaniaja wielkie kapi¬ taly na paleniska, ruszty lancuchowe lub mechaniczne, ekonomajzery, urzadzenia do ciagu sztucznego, budowle, kominy i t. d., nie liczac jeszcze drogich kotlów. Wynala¬ zek posiada te szczególna zalete, która wy¬ róznia go przed innemi, iz mozna go stoso¬ wac do urzadzen juz istniejacych.Wynalazek korzysta ze znanej zasady, polegajacej na zastosowaniu ciala inaczej osrodka posredniczacego w przenoszeniu ciepla miedzy kotlem wlasciwym i czescia urzadzenia kotlowego, która czerpie cieplo z gazów paleniskowych. Znane obecnie sposoby budowy kotlów tego rodzaju, za¬ opatrzonych w osrodek przekazujacy cie¬ plo, zmierzaly jednak nie do wytwarzania pary o wysokiem cisnieniu i nie nadawaly sie do celu niniejszego.W przeciwienstwie do konstrukcyj zna¬ nych, kociol o wysokiem cisnieniu, zbudo¬ wany wedlug wynalazku niniejszego, skla¬ da sie z wezownicy, otoczonej osrodkiem nagrzanym do wysokiej temperatury i po¬ siadajacym w temperaturze tej stan plyn¬ ny o stosunkowo niskiem cisnieniu pary badz tez otoczonej para tego osrodka, przyczem do jednego konca rzeczonej we¬ zownicy wprowadza sie zapomoca pompy lub podobnego urzadzenia wode pod cisnie¬ niem bardzo wysokiem, a z drugiego jej konca odbiera sie pare o bardzo wysokiem cisnieniu. Najkorzystniej jest zbudowac wezownice jednolicie, aby posiadala jak najmniej szwów i polaczen. Wezownice mozna równiez zastosowac do kotlów o bar¬ dzo wielkiej powierzchni ogrzewalnej i ma¬ lych wymiarach, a wskutek tego zabezpie¬ czyc sie od wybuchu, i osiagnac szczególnie korzystne przewodnictwo cieplne. Mozna ja wykonac ze stali, zelaza, miedzi lub innego odpowiedniego materjalu. Do jednego kon¬ ca wezownicy pompuje sie wode w ilosci pdpowiadajacej ilosci pary potrzebnej w danej chwili, a z drugiego konca wyplywa strumien pary o cisnieniu zadanem i prze¬ grzaniu okresl on cm przez temperature cia¬ la posredniczacego w przekazywaniu cie¬ pla.W charakterze podobnego ciala posred¬ niczacego (w przekazywaniu ciepla) stosu¬ ja sie z korzyscia metale, jak np, cynk, olów, glin oraz stopy grupy metali latwoto- pliwych, które tern samem w temperaturze zwyklej pozostaja w stanie stalym; badz tez stosuje sie oleje o wysokim punkcie wrzenia, roztwory wodne soli i t, d. Nadaje sie tu równiez z dobrym skutkiem siarka lub inne materjaly. Ciala te mozna stoso¬ wac badz pod cisnieniepi atmosferycznem, badz w temperaturze, która odpowiada co najwyzej cisnieniu maksymalnemu, na któ¬ re zostaly obliczone czesci kotla, stykaja¬ ce sie z gazami paleniskowemi, W kotle zaopatrzonym w cialo posredniczace panu¬ je wskutek* tego cisnienie stosunkowo ni¬ skie, odpowiadajace co najwyzej cisnieniu w kotle, podczas gdy wysokie cisnienie pa¬ ry ogranicza sie do wezownicy.Aby zrozumiec istote wynalazku, nale¬ zy przedewszystkiem objasnic, w jaki spo¬ sób wynalazek stosuje sie do kotlów o konstrukcji znanej, np, do kotla kornwalij- skiego, przedstawionego w przekrojach po¬ przecznym I podluznym na fig. 1 i 2, Kociol wypelnia sie do poziomu h — h osrodkiem posredniczacym w przenoszeniu ciepla i nagrzewa w sposób zwykly. Spali¬ ny prowadzi sie z rusztu kotla przez rure plomienna e, poczem ewentualnie w ten lub inny sposób okolo plaszcza kotlowego, jak równiez okolo den przedniego i tylnego.Palenisko ogrzewa znajdujacy sie w kotle osrodek (posredniczacy) w przekazywaniu ciepla do temperatury odpowiedniej, np, 400° C, a w pewnych wypadkach q wiele wyzej, np, do 600 — 700°, W opisie poniz¬ szym przyjeto, ze temperatura kotla pozo¬ staje na poziomie 400°.W osrodku posredniczacym umieszcza sie kociol wysokiego cisnienia, skladajacy sie z wezownicy ogrzewanej VS, do której ewentualnie doprowadza sie wode pompa P2 z ekonoma j zera juz istniej apego. Woda doprowadzona do wezownicy posiada ci¬ snienie malo co wyzsze od pary, która ma¬ my czerpac .z kotla, odpowiednio do strat przy przeplywie przez wezownice, Z prze¬ ciwleglego konca wezownicy odbiera sie przez rure u pare o cisnieniu zadanem np, 100 — 200 atm i temperaturze, odpowiada¬ jacej np, temperaturze osrodka posredni¬ czacego w danym przeto wypadku okolo 400°, Pompa P2 moze czerpac wode badz ze zbiornika, badz tez, jak powyzej z ekono¬ ma j zera, zasilanego w sposób zwykly pom¬ pa zasilajaca kotla, w którym przeto zacho¬ wane zostaje stale cisnienie, jakie pano¬ walo tam przed dokonana przebudowa, Z obliczen urzadzen takiego rodzaju wynika, ze powierzchnia wezownicy moze byc o wiele mniejsza od powierzchni kotla, co pochodzi stad, ze przewodnictwo cieplne osrodka pomocniczego przez scianki we¬ zownicy jest znacznie korzystniejsze, niz przewodnictwo ciepla ze spalin do kotla.Powierzchnia wezownicy wynosi wobec te¬ go w wiekszosci wypadków kilka zaledwie procentów powierzchni ogrzewalnej kotla i wezownica ta moze sie czestokroc skladac (fig, 3) z rury o zwoju pojedynczym. Po¬ niewaz powierzchnia ogrzewalna wezowni¬ cy wypada tak mala, mozna przeto wyko¬ nac ja z jednego kawalka rury o srednicy bardzo malej, co pozwala zastosowac na¬ der wysokie cisnienie, jak to wzmiankowa¬ no powyzej.Fig, 4 uwidocznia zastosowanie wyna¬ lazku do kotla wodnorurkowego, przyczem kociol przedstawiono w przekroju podluz¬ nym. VS oznacza wezownice, P2 pampe, E — ekonomaj zer, a P± — zwykla pompe zasilajaca, czerpiaca wode ze zbiornika C.Cisnienie, na jakie zbudowane sa ekono¬ maj zer i kociol, zostaje przeto zachowane, podczas gdy pompa P2 wytwarza cisnienie wieksze o cisnienie, niezbedne do wyrówna¬ nia strat w przewodach.Fig, 5 i 6 wskazuja inne umieszczenie wezownicy w kotle. Mianowicie wezownica — 3 —niekoniecznie musi byc zanurzona w sa¬ mym osrodku posrednim, lecz równiez do¬ brze i w przestrzeni zajetej przez pare wy¬ tworzona z pomienionego osrodka.Fig. 5 uwidocznia urzadzenie tego ro¬ dzaju w kotle lankasterskim. Kociol wy¬ pelnia sie osrodkiem pomocniczym do po¬ ziomu h—h, a powyzej w przestrzeni, za¬ jetej przez pare powstala z csrodka o ci¬ snieniu odpowiadajacem nasyceniu w da¬ nej temperaturze, umieszcza sie wezowni- ce a b z rury, zwinietej w jeden lub kilka zwojów, w przestrzeni parowej. Wode do¬ prowadza sie w punkcie a, a w punkcie b odbiera sie pare.Fig. 6 wyobraza podobne urzadzenie w wypadku kotla wodnorurkowego. Kociol wypelniony jest osrodkiem posredniczacym tylko do poziomu h—h, a w przestrzeni pa¬ rowej osadzona jest wezownica w sposób odpowiedni, zasilana w punkcie a woda i oddajaca pare w punkcie 6.Przestrzen parowa kotla dziala w da¬ nym wypadku w charakterze skraplacza przeponowego, kociol zas wysokiego cisnie¬ nia w charakterze wezownicy chlodzacej.Wytwarzajace sie skropliny splywaja w postaci kropel zpowrotem do cieczy po¬ sredniej i wracaja ponownie do przestrze¬ ni „wodnej'* kotla.Fig. 7 uwidocznia istniejace urzadzenie parowe, w którem zastosowano Wynalazek.B oznacza baterje kotlów, w której kociol P uwidoczniono w przekroju podluznym.Przypuscmy, ze kotly zbudowane sa na 16 atm cisnienia, a para doplywa przewodem L; do turbin Tlf T2, z których jedna, np. 7^ pracuje ze skraplaczem, druga zas T2 sta¬ nowi turbine o przeciwcisnieniu, zaopatru¬ jac ze swej strony w pare maszyne papier¬ nicza lub inna. Skropliny ze skraplacza K turbiny 7\ i z maszyny papierniczej M do¬ staja sie przewodem L2 do zbiornika zasi¬ lajacego C, skad pompa P1 tloczy wode przewodem L3, w którym cisnienie wynosi powyzej 16 atm i przez ekonomajzer E zpowrotem do kotla P. Urzadzenie to zo¬ staje w mysl wynalazku zmienione w spo¬ sób nastepuj acy.Kociol P jak równiez i kotly pozostale, albo niektóre tylko z nich napelniaja sie calkowicie lub czesciowo odpowiednim srodkiem, sliizacym do przenoszenia ciepla, np. cynkiem. Usuwa sie przewód L4 i za¬ miast przez tenze wode z ekonomaj zera E doprowadza sie pompa P2 i przewodem L5 do wezownicy VS, umieszczonej w sposób Wskazany powyzej w czesci górnej kotla.Przewód miedzy kotlem i parowodem Lx zostaje równiez usuniety i pare np. o 200 atm cisnienia i temperaturze 400° z we¬ zownicy doprowadza sie przewodem L0 do turbiny T3, w której energja cieplna zawar¬ ta w parze przeistacza sie na energje me¬ chaniczna, przekazywana pradnicy G3. Z turbiny T3 para odlotowa przedostaje sie do przewodu L7 i przewodu Lu w którym cisnienie wynosi 16 atm. Pare te zuzywa sie, jak i przedtem, w turbinach f1 i T2.Nic naturalnie nie staje na przeszko¬ dzie zuzytkowaniu calkowitego spadku ci¬ snienia w jednej tylko turbinie. W razie podobnej zmiany urzadzenia kotlowego i turbinowego wydajnosc centrali zwiekszy sie o mniej wiecej 25°/0 przy poprzedniem .zuzyciu wegla; badz tez mozna zachowac poprzednia wydajnosc, zaoszczedzajac o- kolo 25°/0 paliwa. Nalezy podkreslic, ze za¬ wartosc ciepla w parze o cisnieniu 200 atm i temperaturze 400° jest nawet nieco mniej¬ sza, niz w parze stosowanej przedtem o ci¬ snieniu 16 atm i temperaturze 400°.Wynalazek mozna oczywiscie zastoso¬ wac i do innych urzadzen kotlowych, jak równiez mozna budowac kotly specjalne w celu zastosowania zasady wynalazku. PL PL

Claims (2)

1. Z a s t r z e ze nie patentowe. Kociol o wysokiem cisnieniu, znamien¬ ny tern, ze posiada wezownice w postaci ru- — 4 —ry zanurzanej badzto w osrodku sUnie na¬ grzanym, a w temperaturze stosowanej, plynnym o stosunkowo niskiem cisnieniu pary, badzto w [parfce piowsitalej z tegoz osrodka, do jednego konca której to wezo- wnicy wprowadza sie, zapomoca pompy lub przyrzadu podobnego, wode pod ci¬ snieniem bardzo wysokiem, a z dj-ugieg,o konca odbiera pare o cisnieniu bardzo Wy¬ sokiem, przyczem w charakterze zbiornika na osrodek posredniczacy w przewodzeniu ciepla mozna zuzytkowac kazdy kociol niskoprezny. Aktiebolaget Vaip orackumulator. J. Ruths. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. %Do opisu patentowego Nr 7284. Ark. i. JZ&: 9. JZ&S ? =v ~V3 zt& 4. ^ 1 TS J_ v. r\ | n7 n-^ "N * #'amK^ws^ Do opisu patentowego Nr 7284. Ark.

2. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL