CH137548A - Höchstdruckdampfanlage. - Google Patents

Description

      Höchstdrnckdampfanlage.            DieErfindung    betrifft eine     -IE[öchstdruck-          da.mpfanlage,    bei welcher ein Teil des Wär  megefälles in einer     mehrgehäusigen        Turbine     ausgenutzt, der     übrige    Teil desselben da  gegen für Herstellungsvorgänge,. Heizzwecke  und dergleichen     verwendet    wird.  



  Bei solchen Anlagen gehen grössere Men  gen Kondensat für die     Speisung    der     Höchst-          druckdampfanlage    verloren, da das Konden  sat des für Heizzwecke, Herstellungsvor  gänge und dergleichen     verwendete.        Dampfes     für gewöhnlich nicht rückgewonnen werden  kann und es ist infolgedessen das verlorene       Kondensat    durch Zusatzwasser zu ersetzen.  



  Zweck der Erfindung     ist    nun, eine       Höstdruckdampfanlage    der     erwähnten        Art    zu  schaffen, welche auch bei Verwendung  von     nicht        destilliertem        Zusatz-Speisewasser          einen    einwandfreien     Betrieb    bei höchstem  Wirkungsgrad der     Anlage,    grösster Betriebs  sicherheit und     geringen    Anschaffungsko  sten     gewährleistet.    Um dies zu erreichen,

         tritt    bei     einer    Anlage der eingangs erwähn-         ten        Art,    bei welcher teilweise reines Kon  densat     und    teilweise     Zusatzwasser    zur Spei  sung von     Dampferzeugern    zur Verwendung  kommt, nach der     Erfindung    der aus dem       Kondensat    erzeugte hochgespannte Dampf  nach erfolgter teilweiser Expansion in einer  ersten Turbine und nachdem er zwischen  überhitzt worden ist, in den Wasserraum  eines mit Zusatzwasser gespeisten Behälters  aus,

   wo er seine     Überhitzungswärme    abgibt  und dadurch die Verdampfung eines Teils  des     Waüserinbaltes    dieses Behälters bewirkt.  Im weiteren     gelangt    nach der     Erfindung    der  im     letztgenannten        Behälter    erzeugte Dampf  gemeinsam mit dem dem Behälter aus der  vorgeschalteten     Turbine    zuströmenden Dampf       in:    einen weiteren     Zwischenüberhitzer    und  von     dort    zu den     weiteren        Ausnutzern    des       Wärmegefälles.     



  Bei einer Anlage dieser     Art    lässt sich  für die Verdampfung des     Kondensates    ein  Hochdruckkessel     verwenden,    der lediglich  aus einem     Rohrschlangensystem    besteht, an      dessen     Eintrittsende        das    Speisewasser unter  hohem Druck     eingepresst        und    dann vorzugs  weise ohne Sieden in den     dampfförmigen    Zu  stand übergeführt wird. Solche aus Rohr  schlangen bestehende Kessel weisen bekannt  lich den Vorteil auf, dass sie das Vorsehen  von Trommeln entbehrlich machen und in  folgedessen billig sind.

   Im weiteren besteht  bei solchen     Rohrschlangenkesseln    keine     Ex-          plosionsgefahr        und    ihr Wirkungsgrad: ist  hoch.     Rohrschlangenkessel    lassen sich aber  nicht     verwenden,    sobald in denselben auch  Zusatzwasser zu verdampfen ist, das heisst  wenn die ganze in der Anlage zu erzeugende  Dampfmenge in einem solchen Kessel zu er  zeugen ist, da sich dann     Kesselsteinsalze    in  den Rohrschlangen, sowie in den Kanälen  der     Turbinenschaufelung    ablagern würden.

    Eine     Ablagerung    von     Yesselsteinsalzenkann     aber leicht ein Platzen der Rohre zur Folge  haben und bedingt ferner eine Verstopfung  der Turbinenkanäle, sowie Korrosionen in  der     Schaufelung.    Diese Übelstände lassen  sich vermeiden, wenn man dem Rohrsystem  eine     Destillationsanlage    für das Zusatzwas  ser vorschaltet.

   Eine solche Anlage, welche       beispielsweise    mit Entnahme- oder Abdampf  beheizt werden kann, erfordert jedoch ein  Temperaturgefälle an den Wärmeaustausch  flächen     zwischen        R.eizclampf    und     Brüden-          dampf,    so     da.ss    ein Teil des Wärmegefälles  für die Krafterzeugung verloren geht. Au  sserdem sind     Destillationsanlagen    teuer. An  derseits haben sich ,die vorgeschlagenen che  mischen Reinigungsverfahren für das Zusatz  wasser als ungenügend     erwiesen.     



  Gegenüber bekannten     Anordnungen,    bei  denen die ganze benötigte Dampfmenge in  einem Behälter     dadurch    erzeugt wird, dass  überhitzter Dampf in einen Wasserinhalt  dieses Behälters eingeführt und dessen Über  hitzungswärme zur Verdampfung eines Teils  des Wasserinhaltes benutzt     wird        (Löffler-          Kessel),    bietet die Anlage nach der Er  findung ebenfalls Vorteile.

   Bei einer     Dampf-          erzeugungsanlage    System     Löffler,    wo der  Wasserbehälter nicht der unmittelbaren Ein  wirkung von     Feuergasen.        ausgesetzt    ist, lässt    sich allerdings die gesamte Dampfmenge im  Behälter erzeugen,     selbst    wenn gar kein Kon  densat für die Kesselspeisung verfügbar ist  und die ganze Anlage mit     Frischwasser    (das  chemisch     bcha.ndelt    wurde) gespeist wird.

    Es muss aber bei einer solchen Anlage eine  Dampfmenge ständig umgewälzt werden,  welche     etwa    viermal grösser ist, als     die    ab  gegebene     Kutzdampfmenge.    Die für das Um  wälzen dieser Dampfmenge     benötigte    Pumpe  verbraucht eine     verhältnismässig    grosse Lei  stung, was einen Verlust bedeutet, und  ausserdem bereiten     Da,mpfumwälzpumpen    bei  grossen Dampfmengen Schwierigkeiten, wenn  die im Wirkungsgrad guten Kolbenpumpen  verwendet werden, während bei Verwen  dung von Kreiselpumpen die Stopfbüchsen  erhebliche Verluste bedingen.

   Ausserdem be  darf es einer grossen Anzahl teurer Dampf  trommeln, um die ganze benötigte Dampf  menge mittelst     Umwälzdampf    zu erzeugen.  



  Es kommt     nun    häufig vor, dass nur ein  Teil des in einer Dampfanlage erzeugten  Dampfes für     Herstellungsvorgänge,    Heiz  zwecke und dergleichen verwendet wird,     untl     infolgedessen der     gesamten    Speisewasser  menge eine verhältnismässig     geringe        Meng:-          (vielleicht    1/4 bis     './z)        Frischwasser    zuzu  setzen     ist.    In einem solchen Falle würde  eine nach dem     Umwälzverfahren    arbeitende  Anlage zu teuer werden, während anderseits  die     Zusatzwassermenge    ;doch zu gross ist.

    um ohne Nachteil einen aus     Rohrschlangen     sich zusammensetzenden Kessel verwenden  zu können. Zur Ausfüllung dieser Lücke  kann nun bei einer     Dampfanlage    nach vor  liegender Erfindung ein nur aus Rohrschlan  gen bestehender Kessel angeordnet sein; in  welchem der aus reinem Kondensat be  stehende     Speisewa.sserteil    erzeugt wird.

   Der  in einem solchen Kesselerzeugte Dampf ho  her Spannung wird dann, nachdem er in  einer Turbine Arbeit     geleistet    hat und nach  dem er zwischenüberhitzt worden ist, als       Wärmreträger    für die Verdampfung des in  einen nicht unmittelbar geheizten Behälter  eingeführten     .Zusatzwassers        verwendet.    Bei  der neuen Anlage wird     insofern    eine neue      technische Wirkung     erzielt"    als es möglich  ist, ohne     Umwälzpumpe    auszukommen und       trotzdem    das Zusatzwasser einwandfrei in  einem nicht     unmittelbar    beheizten Behälter  zu verdampfen, während es möglich ist,

   den  aus reinem Kondensat bestehenden Speise  wasserteil in     Rorschlangen,    ohne Dampf  trommeln     verwenden    zu     müssen,    zu -verdamp  fen.  



  Es sind     allerdings    bereits auch Dampf  erzeugungsanlagen bekannt, bei denen zwei  Dampferzeuger     derart    miteinander gekoppelt  sind, dass das im zweiten Dampferzeuger  zur Verwendung     kommende    Mittel durch die  Abwärme des ersten     Dampferzeugers    da  durch zum Verdampfen     gebracht    wird, dass  jenes     Mittel    im flüssigen Zustand in einen  Behälter geleitet wird, in dem     eine    Schlange  angeordnet ist.

   durch die das aus einer Tur  bine austretende Mittel des ersten Dampfer  zeugers strömt und     da=bei    seine     Verdamp-          fungswärme    durch die     ,Schlange    hindurch an  die im Behälter enthaltene Flüssigkeit ab  gibt.

   Abgesehen davon, dass hier jeder der  beiden Dampferzeuger ein geschlossenes Sy  stem bildet, also das     Mittel    des ersten Dampf  erzeugers nirgends unmittelbar mit     dein:     Mittel des zweiten Dampferzeugers in Be  rührung kommt, weist eine solche Anlage  den     Nachteil    auf,, dass im ersten Dampfer  zeuger     auf    einen Teil des Wärmegefälles,  was dessen Ausnutzung in der Turbine an  betrifft, auf Kosten des in der Heizschlange  benötigten Wärmegefälles zu verzichten ist.

         Dieser    Nachteil ist umso schwerwiegender,  als     das    aus der Turbine     ausströmende.    Mittel  vor dem Eintritt in die Schlange nicht zwi  schenüberhitzt wird und das Wärmegefälle  in der Schlange daher verhältnismässig gross  sein     muss'.     



  Schliesslich weist eine Anlage nach der  Erfindung gegenüber     Da.mpferzeugungsan-          lagen,    bei welchen Dampf     in.    einer Rohr  schlange erzeugt, sowie überhitzt und dann  in den Wasserraum eines mit Zusatzwasser  gespeisten Behälters eingeführt wird, den  Vorteil auf, dass in den nur mit Zusatzwas  ser gespeisten Behälter     ausschliesslich    in    einer Turbine entspannter Dampf     eintritt,    so  dass der Behälter, was die Wandstärken an  betrifft, erheblich kleiner bemessen werden  kann,     als    bei den bekannten     Ausführungen,     und infolgedessen billiger, sowie zudem noch  betriebssicherer ausfällt.  



  Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise       Ausführung    einer     Höchstdruckdampfanlage     nach der Erfindung     schematisch    veranschau  licht.  



  Der in einem als Rohrschlange ausgebil  deten     Höchstdruckkessel        g    erzeugte     und    in  einem     Überhitzer        U,    überhitzte Dampf ex  pandiert zunächst in einer ersten Turbinen  stufe     T"    welche zwecks Ersparung langer  Rohrleitungen vorteilhaft in der Nähe des  Kessels K aufgestellt     wird    und einen eigenen  Generator oder eine Hilfsmaschine antreiben  kann.

   Nach der teilweisen Expansion in der  ersten Turbinenstufe     T1    wird der Dampf in  einem zweiten     Überhitzer        U2    überhitzt     und     hierauf in den Wasserraum eines Behälters  B eingeführt. In diesem Behälter B gibt er  seine Überhitzungswärme an dessen Wasser  inhalt ab     und    bringt dadurch     einen;    Teil  desselben zum Verdampfen. Der aus dem Be  hälter B ausströmende Dampf wird in einem  weiteren     Überhitzer        U3    nochmals überhitzt  und dann in zwei Stufen in Turbinen     T=     und     T3    entspannt.

   Zwischen den in Reihe ge  schalteten Turbinen     TP    und<I>T</I> kann der  Dampf zwischenüberhitzt werden, zu wel  chem Zweck ein mit Frischluft beheizter       Zwischenüberhitzer    Z vorgesehen ist. Der  aus der Turbine     T3    austretende Dampf wird  in einem Kondensator C niedergeschlagen  und das in letzterem gewonnene Kondensat       mittelst    Leitung 1 in den     Höchstdruckkes-          sel    K gespeist.<B>1,</B> bezeichnet eine an die  Turbine     TZ    angeschlossene Entnahmelei  tung, welche zu nicht gezeigten Dampfver  brauchern führt, während<B>1,</B> eine zum Spei  sen des Behälters B mit Zusatzwasser die  nende Leitung bezeichnet.

   Das dem Kessel       g    zugeführte Speisewasser und das dem  Behälter B zugeführte Zusatzwasser wer  den mit     Anzapfdampf    in     Vorwärmern        V1,          V2,        V3,        bezw.        V,,        V,        VE    vorgewärmt.

        Die     Vorwärmer        V,    bis     VE    können auch  durch die     Abhitze    der Rauchgase beheizt  werden; die     Überhitzer        U1,        U,.,    und     U3    kön  nen durch die Feuergase des Kessels     K,          bezw.    durch dessen Rauchgase beheizt     Eier-          den,    oder aber     mittelst        .eigener        Feuerung,     was die     Regulierung    erleichtert.

   Die Regu  lierung der Turbinen     Tl,        T,!    und     T3    kann  vorteilhaft in der Weise erfolgen, dass bei  abnehmender Leistung zunächst das     Einlass-          ventil    (nicht gezeigt) der Turbine     TG          T & ,    schliesst,     hierauf    das Ventil der Turbine       TZ    und erst zuletzt das Regulierventil der  Turbine     T,    Im allgemeinen wird     man    durch  die     Turbine        T,    die     Grundbelastung,    durch  die Turbinen     T.,

      T; die veränderlichen     Be-          lastungen    aufnehmen lassen. Wird in die Lei  tung     h        einRegulierventil        eingebaut    und     dieses     Ventil in Abhängigkeit vom Druck, be  ziehungsweise der Temperatur im Behäl  ter B reguliert, so wird es möglich sein, den  Druck im Behälter B angenähert konstant  zu erhalten. Das genannte Regulierventil       kann,    auch in Abhängigkeit vom Wasser  stand im Behälter B eingestellt werden.  Auch kann die Turbine     TZ    den Entnahme  druck zwischen den Turbinen     112    und     T,     konstant halten.  



  Der Behälter B     wirkt    als Speicher und  gleicht kleinere Schwankungen aus. Dieser  Behälter B, in     welchem.    beispielsweise ein  Druck von 80     Atm.    herrscht, wird ausser  Bereich der Feuergase an passender Stelle  aufgestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Höchstdruckdampfanlage, bei der ein Teil des Wärmegefälles in einer mehrge- häusigen Turbine ausgenützt, der übrige Teil desselben für Herstellungsvorgänge, Heizzwecke und dergleichen verwendet wird, und bei welcher teilweise reines Kon densat und teilweise Zusatzwasser zur Spei sung von Dampferzeugern zur Verwendung kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Kondensat erzeugte hochgespannte Dampf nach erfolgter teilweiser Expansion in einer ersten Turbine, und nachdem er zwischenüberhitzt worden ist, in den Was serraum eines mit Zusatzwasser gespeisten Behälters austritt,

   wo er seine Überhit zungswärme abgibt und dadurch die Ver dampfung eines Teils des Wasserinhaltes dieses Behälters bewirkt, und dass der in diesem Behälter erzeugte Dampf gemeinsam mit dem Behälter aus der vorgeschalteten Turbine zuströmenden Dampf in einen wei teren Zwischenüberhitzer und von dort zu den weiteren Ausnutzern des Wärmegefälles gelangt. UNTERANSPRüCHE 1. Höchstdruckdampfanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzwasser vor dem Eintritt in den Behälter durch einen Vorwärmer geht, der mit Abdampf der dem Behälter vor geschalteten Turbine. geheizt wird.

   2. Höchstdruckdampfanlage nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Zutrittes von Zusatz wasser in den Behälter in Abhängigkeit mindestens einer der Grössen erfolgt: Druck im Behälter, Temperatur, Wasser stand im Behälter.