Dampferzeugungsanlage. Bei den heute üblichen Dampferzeugern ist die Schwankung des Kesseldruckes je weilig von vier Grössen abhängig, nämlich von der zu einer bestimmten Zeit dem Kessel entnommenen Dampfmenge, von der zur sel ben' Zeit von dem Kessel aufgenommenen Wärmemenge und schliesslich von der Tempe- rafur und' der Menge des gerade in den Kessel eingespeisten Speisewassers.
Die vorliegende Erfindung bezweckt ein neues Prinzip für die Dampferzeugung an zugeben, wobei der Entnahmedampfdruck in ganz anderer Weise festgelegt wird, als bisher.
Die Erfindung bezieht sich auf Dampf erzeugungsanlagen mit indirekter Beheiznug, also beispielsweise auf Kessel, bei denen zwischen dem Feuerherd und dem eigent lichen dampferzeugenden Teil (--in schwer siedendes Zwischenmittel eingeschaltet ist, das die Wärme von den Feuergasen über nimmt und auf den dampferzeugenden Kessel- teil . überträgt, der seinerseits entweder in dem flüssigen, nicht siedenden oder sieden den Mittel selbst oder in den Dampf dieses Mittels eingebettet sein kann.
Der Erfindungsgegenstand ist - dadurch gekennzeichnet, dass als Speisepumpe für den dampferzeugenden Teil der Anlage eine Zentrifugalpumpe Verwendung findet, durch deren Charakteristik bei annähernd konstanter Tourenzahl der Druck des Entnahmedampfes je nach der Menge des durch die Pumpe geförderten Wassers automatisch gegeben ist, wodurch ein vollständig automatisches Zusamrneriai-beiteri zwischen Wasserzufuhr, Dampfentnahme und Dampfdruck erzielt wird.
In der Abb. 1 der Zeichnung ist der Er findungsgedanke in einer beispielsweisen Aus- führungsforin schematisch wiedergegeben; Die Abb. 2 zeigt die Kurve der Charakter istik bei der Einrichtung nach Abb. 1 Ver wendung findenden Zentriftrgalpumpe, wobei jedoch gleich hervorgehoben werden soll, dar'> diese Charakteristik nach Belieben,
den jeweiligen Anfoiderungen entsprechend ge- w ililt werden kann.
Es sei zttn:iclist die Einrichtung nach Abb. 1 erläutert In der Zentriftigalpumpe A wird das aus dein Behälter I3 angesaugte Wasser auf den gewünseliteil Dampfdruck gebracht und mit diesem Druck derb Dampferzeuger C zuge führt.
Der Dampferzeuger bestellt bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Rohrschlange, die in einem Behälter I' ge lagert ist, in dem entweder eine nicht siedende oder eine siedende Flüssigkeit oder Dampf einer solchen vorhanden ist. Dieser Dampf kann nicht nur durch direkte Belleizung des Behälters oder in einem mit dein Behälter verbundenen Dampfkessel erzeugt werden, sondern er kann zum Beispiel auch in einem mit dem Behälter verbundenen Wärme speicher entwickelt werden.
Das zu verdamp fende Wasser durchfliesst die Rohrschlange C und wird in ihr allmählich in Dampf über geführt und als solcher durch die Leitung D entnommen und den Verbrauchern, in vor liegendem Falle der Dampfmaschine .E zu geführt.
Die Regelung der Brennstoffzufuhr zum Primärkessel kann in gewöhnlicher Weise, zum Beispiel nach dem Druck des Zwischen mittels, bezw. nach der Temperatur desselben erfolgen. Das voll der Pumpe in den Sekun därkessel C hineingedrückte Speisewasser be ginnt zu koellen gerade bei der Sättigungs temperatur, die dem jeweiligen Pumpendruck entspricht. Die Wärmeaufnahme des Sekun- därkessels richtet sich ganz automatisch nach dem Verbrauch all Dampf.
Wird dem Kessel mehr Dampf entnommen, so nimmt die Wasserförderung der Pumpe zu; infolge dessen steigt der Wasserstand und infolge der durch das Steigen des Wasserstandes hervorgerufenen Vergrvsserung der wasserbe rührten Heizfläche wird automatisch die Dampfentwicklung in demselben Masse ver grössert.
Naturgemäss muss die Heizfläche des Kessels C so bemessen sein, dass auch bei der grüssten Dampfentnalinie die dieser Dampf- entrialinie entsprechende Wassermenge finit Sicherheit in dein Kessel in Dampf über geführt werden kann,- was aber bei den be reits bekannten Anordnungen des Erfinders.
bei denen der kleine Dampferzeuger in einer nicht siedenden oder in einer siedenden Flüssigkeit oder il' dein Dampf einer solchen eingebettet ist, leicht erzielt werden kann. da hierbei die Wärinelibergangszahl eine ausserordentlich viel hi)liere ist als bei ge wöhnlichen Kesseln und infolgedessen die Kesselheizfläche eine weit kleinere.
Weil bei der Dainpferzeugungsanlage der Wasserspiegel im Kessel C. soweit von einem ausgeprägten WasserspieZel überhaupt ge sprochen werden kann, bei stärkerer Dampf entnahme automatisch steigt, bei geringerer dagegen automatisch fällt, ist die indirekte Beheizung durch ein Zwischenmittel, dessen Höchsttemperatur ei ne gewissezuläss ige Grenze nicht überschreiten kann, angezeigt,
da sonst der nur mit Dampf gefüllte Teil des Kessels verbrennen könnte.
Wie bereits erwiihnt. zeigt die Abb. '? die Charakteristik der Pumpe A, und zwar bei konstanter Drehzahl derselben. Der voll der Pumpe ausgeübte Druck ist als Funktion der Wassermenge, oder was in diesem Falle dasselbe bedeutet, als Funktion der Dampf menge aufgetragen.
Die Abbildung lässt erkennen, dass sich.- wenn keine Dampfentnalinie stattfindet, ein gewisser Druck Po einstellt, der sieh der Charakteristik der Pumpe entsprechend 1111i der Dampfentnahme ändert.
Gleichgewichtszustaild vorausgesetzt. ent spricht der Pumpendruck. von Druckverlusten in den Leitungen zunäeh:t abgesehen, genau dem gewünschten Entnahmedruck.
Wird beispielsweise dein Kessel eine Dampfmenge entnommen, die der von der Pumpe gelieferten Wasserniellge (2, ent spricht, (Abb. 2), so ist der Dampfdruck. wenn wir uns auf dein ansteigenden Ast der Pumpencharakteristik befinden. abgesehen voll Leitungsverlusten gleich i),.
Wird jetzt dein Kassel mehr Dampf Bit- nominell; zum Beispiel eilie Dampfmenge, die der Wassermenge (2.= @ Abb. '_') gleich ist. #o fällt zunächst der Dampfdruck in der Ent nahmeleitung D des Kessels. Dies hat zur Folge, dass der Wa-##erdurcligang durell den Kessel infol;;
e des geringeren Degendrucke beschleunigt wird, wodurch eine grölaere @Va:- sermenge durch die Pumpe hindurch fliesst. (Zustand: Wassermenge Q2, Druck 1)22).
Bei kleiner Dampfentnahme wird nahezu die ganze Rohrschlange mit Dampf gefüllt sein und der Wasserstand sehr tief, bei spielsweise bei x-x liegen. Bei grösster Dampf - entnahme steigt der Wasserstand beispiels weise bis auf die Linie y-J. Der Wasser stand im Kessel und mit ihm die wasser berührte Heizfläche verändert sieh also je nach der Kesselbelastung, was eben eine in direkte Feuerung des Kessels, wie bereits angegeben, notwendig erscheinen lässt.
Ein sogenanntes "Puinpen@r der Zentrifügalkessel- speisepumpe ist nicht zu befürchten, da der von der Pumpe gespeiste Kessel C, in dem die Dampferzeugung vor sich geht, ja keine nennenswerte Wassermenge enthält.
In allen Fällen wird der Druck des ent nommenen Dampfes einzig und allein durch den Pumpendruck bestimmt, der sich ent sprechend der Charakteristik der Pumpe je nach der jeweiligen Wasser- bezw. Dampf lieferung ändern kann. Nehmen wir beispiels weise an, dass die Temperatur des Zwischen mediums 4500 sei und dass der Druck der Zentrifugalpumpe etwa 200 Atrn. betrügt.
In diesem Falle wird der Dampf nicht bei einer ,der Temperatur von 4500 entsprechen den Temperatur erzeugt sondern vielmehr bei der dein Druck von 200 Atin. entsprechen den Sättigungstemperatur, das heisst bei etwa 364o, und in dem nicht wasserberührten Teil des Kessels wird der Dampf etwa bis auf 450' überhitzt. Wird die Dampfentnahme verkleinert, so erniedrigt sich dadurch der Wasserstand bezw. die wasserberührte Heiz fläche, aber immer noch bleibt der Druck des- erzeugten Dampfes durch den Druck der Zentrifugalaumpe bestimmt.
Bei gänzlich ab gestellter Dampfentnahme bleibt der Kessel mit überhitztem Dampf von einem Drucke von etwas weniger als 200 Atni. aber einer Temperatur von etwa 450" gefüllt. )Man würde vorerst vermuten, dass man durch Steigerung der Temperatur des Zwi schenmittels bezw. dessen Dampfes die Dampf entwicklung des kleineren Kessels steigern Dünnte. Dies ist jedoch nicht der Fall.
Würde man durch irgend eine Anordnung die Tem peratur des Zwischenmittels von beispiels weise 450' auf 500') erhöhen, so würde dies nur zur Folge haben, dass der Wasserstand des kleineren Kessels dementsprechend sinken würde bezw. dass die wasserberührte Heiz fläche- sich verkleinern und die Überhitzung des Dampfes etwas steigen würde. Wenn also die Temperatur des Zwischenmittels zu- oder abnimmt, so verkleinert oder vergrössert sich die wasserbenetzte Heizfläche im Kessel C selbsttätig.
Die Dampfentwicklung und der Druck des Dampfes bleiben jedoch nach wie vor nur abhängig von der Pumpenliefe- rung, die durch diese Temperaturänderungen' ja nicht beeinflusst wird. Wird aber aus dem kleinen Kessel mehr Dampf entnommen, so steigt automatisch die Wasserlieferung im selben )Masse, also auch die Wärmeentnahme aus dem Primärkessel I', weshalb diesem selbstverständlich in irgend einer Weise mehr Wärme, beispielsweise durch die Feuergase, zugeführt werden inuss. Diese Zuführung von Brennstoff hat je nach der Speicherfähigkeit des Primärkessels früher oder später zu er folgen.
Bei den vom Annielder angegebenen Anordnungen ist gewöhnlich ein so grosses Speichervermögen vorhanden, dass recht grosse Schwankungen im Sekundärdampfverbrauch ei-folgen können, ohne dass die Feuerung ge regelt werden muss.
Bei den vorstehenden Ausführungen sind eventuelle Druckverluste zunächst unberück- sichtigt gelassen. Will man diese beücksich- tigen, so ist lediglich zu beachten, dass der jeweilige Entnahmedampfdruck gleich dem Pumpendruck vermindert um den event. Druckverlust in den Leitungen ist.
Durch geeignete Wahl der Charakteristik der Pumpe kann bewirkt werden, dass der Druck des entnommenen Dampfes, zur Deckung der Druckverluste in den Zuleitungen zu den Maschinen, bei steigendem Dampfbedarf so gar zunimmt.
Selbstverständlich kann die Pumpe A < las Speisewasser auch einem Econoiniser ent- nehmen.