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Vorrichtung zur Entwässerung von Dampfleitungen. Das Hauptpatent q.o6
612 beschreibt eine Vorrichtung zur Entwässerung von Dampfleitungen, bei der das
sich bildende Kondensat unter Vermeidung von Kondenstöpfen über eine besondere Hilfsspeisepumpe
in die Hauptspeiseleitung und dann in die Kesselanlage zurückgeführt wird, dergestalt,
daß merkliche Entspannungen des Kondensats verhindert werden. Der technische Wert
einer solchen Vorrichtung liegt insbesondere darin, alle Energieverluste infolge
nutzloser Wärmeabgabe auf den geringsten Wert zu beschränken. Das Wesen der Erfindung
beruht darauf, die einzelnen Entwässerungsstellen der Hauptdampfleitung über besondere
Hilfsröhrleitungen an eine Sammelleitung anzuschließen, die in den in der Strömungsrichtung
des Dampfes benachbart gelegenen Wasserabscheider oder Dampfsammler mündet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vervollkommnung der in den
Grundzügen beschriebenen Vorrichtung. Bei Kraftmaschinen, die gegen Wasserschläge
u. dgl. besonders empfindlich sind, beispielsweise Dampfturbinen, hat es sich nämlich
als wünschenswert herausgestellt, die Entwässerung weiterzutreiben, als dies mit
der im Hauptpatent beschriebenen Vorrichtung der Fall ist. Schwierigkeiten sind
zu überwinden, sobald es sich um Großkraftanlagen mit einer ganzen Anzahl von Maschinen
handelt, die aus der gleichen Kesselanlage gespeist werden und in den verschiedensten
Gruppen periodisch parallel arbeiten. Eine besondere Lösung verlangt bei derartigen
verzweigten Großkraftanlagen die Aufgabe, das betriebssichere Arbeiten der Entwässerungsvorrichtungen
auch für die Fälle zu gewährleisten, daß eine Reihe von Kraftmaschinen mit voneinander
verschiedenen Anfangsdrücken arbeitet; in diesen Fällen liefern nämlich Wasserabscheider
oder Dampfsammler Kondensat unter verschiedenem Druck, und die Gesamtheit dieser
Kondenswasserteilflüsse soll einheitlich durch eine Rückspeisepumpe in die Hauptspeiseleitung
gefördert werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Vielzahl wirkungsgleicher Wasserabscheider
oder Dampfsammler hintereinander so geschaltet, daß eine Kaskade entsteht, und es
wird weiterhin die Kondensatableitung des in der Strömungsrichtung letzten Wasserabscheiders
oder Dampfsammlers zu einem Standrohr geführt, von dem aus eine Rückspeisepumpe
das Kondensat über eine Hilfsspeiseleitung in die Hauptspeiseleitung fördert. Nach
der Erfindung wird weiterhin, um die Förderhöhe der Rückspeisepumpe so niedrig als
möglich zu halten, die Einmündungsstelle der Hilfsspeiseleitung in die Hauptspeiseleitung
so nahe als möglich an die Dampfkessel herangerückt.
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Es hat sich gezeigt, daß eine dergestalt angeordnete Entwässerungsvorrichtung
mit Vorteil Anwendung bei weitverzweigten Großdampfkraftanlagen finden kann. Lm
den schwierigen Verhältnissen bei erfahrungsgemäß rigorosem Betriebe solcher Großkraftanlagen
dauernd
verläßlich zu entsprechen, wird erfindungsgemäß eine Vielzahl der beschriebenen
Einzelanordnungen einander parallel geschaltet, so daß eine Anzahl aus Kaskaden
bestehender Serienstränge von Entwässerungsleitungen vom gemeinsamen Kesselraum
bis zum ebenfalls gemeinsamen Standrohr parallel liegen, von dem aus das Kondensat
der wiederum gemeinsamen Hauptspeiseleitung zugedrückt wird.
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Die Zuführung des Kondensats aus den jeweiligen in der Strömungsrichtung
letzten Wasserabscheidern oder Dampfsammlern in das gemeinsame Standrohr bietet
hierbei keine Schwierigkeiten, solange die Druckunterschiede nicht mehr als höchstens
etwa zwei Meter Wassersäule betragen. In einer großen Zahl von Fällen wird sich
eine derartige verhältnismäßig geringe Druckdifferenz jedoch nicht betriebssicher
einhalten lassen, und es werden dann besondere Vorkehrungen notwendig in bezug auf
die Zuführung der Kondensatteilflüsse zum Standrohr. Gemäß der Erfindung wird bei
unter verschiedenen Drucken stehenden, parallel arbeitenden Einzelvorrichtungen
jeweils das Kondensat durch Speiseregler nach dem Standrohr überschleust. Dies erweist
sich auch als vorteilhaft bei Kraftanlagen mit gleichmäßig beanspruchten Maschinensätzen,
wenn örtliche Verhältnisse eine solche Aufstellung der Rückspeisepumpe bedingen,
daß bereits hierdurch eine Druckdifferenz unvermeidbar wird, die den Wert von zwei
Meter Wassersäule übersteigt.
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Damit sämtliche Kondensatleitungen ständig Dampfwasser ableiten können,
muß nun dafür gesorgt werden, daß der Druck im gemeinsamen Standrohr etwa o,5 .bis
i Atm. geringer ist als der jeweils niedrigste Betriebsdruck einer Kondensat abführenden
Leitung. Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß in das Standrohr Kühlwasser
eingespritzt, und eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Kühlwasser der Hauptspeiseleitung entnommen wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Menge des in das Standrohr einzuspritzenden
Kühlwassers in Abhängigkeit vom Betriebsdruck des Standrohres geregelt. Diese Regelung
kann erfindungsgemäß weiterhin selbsttätig erfolgen.
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Die Abbildungen veranschaulichen schematisch die erfindungsgemäße
Vorrichtung in zwei Ausführungsbeispielen. Insbesondere zeigt Abb. i das Leitungsschema
einer Entwässerungsvorrichtung, bei der vom Dampfkesselhaus bis zum gemeinsamen
Standrohr zwei parallele Vorrichtungen verlaufen, deren jede aus zwei kaskadenartig
hintereinander geschalteten Wasserabscheidern oder Dampfsammlern mit zugehörigen
Verbindungsleitungen und Absperrorganen besteht, und Abb. a das Leitungsschema des
Schlußteiles einer Entwässerungsvorrichtung für zwei mit verschiedenen Drucken arbeitende
Aggregate.
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In Abb. i sind die beiden vom Kesselhaus kommenden Dampfleitungen
mit i bezeichnet; diese münden j e in einen Wasserabscheider oder Dampfsammler
f bzw. d. In den unteren Teil eines jeden dieser Wasserabscheider
oder Dampfsammler f bzw. d mündet ferner eine Entwässerungsleitung
6, die, wie es im Hauptpatent ausführlich erläutert worden ist, zweckmäßig mit der
zugehörigen Dampfleitung parallel verläuft. Sowohl die Dampfleitung i als auch die
zugehörige Entwässerungsleitung 6 sind im Regelfalle als Ringleitungen ausgebildet,
und bei dem weiteren Ausbau der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dieses Grundsätzliche
beibehalten.
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Die beiden Wasserabscheider oder Dampfsammler f bzw.
d sind durch eine Leitung i i, die ein Absperrorgan e enthält, verbunden.
Gleiche Leitungen ii mit Absperrorganen e führen außerdem von den Dampfräumen der
Wasserabscheider oder Dampfsammler f bzw. d über Absperrorgane e in
die Dampfräume weiterer, den ersten Abscheidern oder Dampfsammlern f bzw. d zugeordneten
und ihnen wirkungsgleichen Wasserabscheidern oder Dampfsammlern f, f bzw.
d, d. Entsprechend der eben gekennzeichneten Dampfleitung führen auch Entwässerungsleitungen
66, die ebenfalls Absperrorgane enthalten, vom unteren Teile der ersten Wasserabscheider
oder Dampfsammler f bzw. d
zum unteren Teile der kaskadenartig hinter ihnen
angeordneten Wasserabscheider oder Dampfsammler f; f bzw. d, d. Von
dem Dampfraum dieser sogenannten zweiten Wasserabscheider oder Dampfsammler
f, f bzw. d, d
führen Dampfleitungen i ii zu den Dampfverbrauchern
V, beispielsweise Dampfturbinen, gegebenenfalls unter Einschaltung je einer Trockenvorrichtung
unmittelbar vor dem Einlaß in die Einzelaggregate. Von den untersten Teilen dieser
zweiten Wasserabscheider oder Dampfsammler f, f bzw. d, d führen Entwässerungsleitungen
666 zweckmäßigerweise über Rückschlagventile zu einem gemeinsamen Standrohr s, von
dem aus das Kondensat über die Leitung Y mittels der Rückspeisepumpe R in die Hilfsspeiseleitung
h gedrückt wird, die in der Nähe des Kesselhauses in die Hauptspeiseleitung H mündet.
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Da der Dampfdruck in den sogenannten ersten Wasserabscheidern oder
Dampfsammlern f bzw. d etwas niedriger ist als in den Zudampfleitungen
von den Kesseln, so strömt ständig Dampfwasser ab. In den Abscheidern f bzw. d vereinigt
sich der Wrasen des Kondensats mit dem Hauptdampf; das Kondensat wird durch die
Leitung 66 nach den sogenannten zweiten Abscheidern f, f bzw. d, d
geleitet, in
denen wiederum ein etwas geringerer Druck herrscht
als in den sogenannten ersten Abscheidern f bzw. d. Infolge dieses
Druckgefälles entsteht ebenfalls in den Abscheidern =f, f
bzw. d, d
ein -.''rasen, der sich hier dem Hauptdampf beimischt, während das Kondensat aus
diesen sogenannten zweiten Abscheidern f, f
bzw. d, d dem gemeinsamen
Standrohr s zugeführt wird.
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Eine Anlage entsprechend dem Schema der Abb. i kann nun betriebssicher
nur in solchen Fällen arbeiten, in denen der Druck in den sogenannten letzten Abscheidern
bei gleichzeitigem Betriebe der über sie gespeisten Aggregate annähernd gleich ist.
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Es können noch Druckdifferenzen bis zu 2 m Mrassersäule zugelassen
werden, und derartige Druckdifferenzen sind unvermeidlich, da man nicht immer in
bezug auf die Aufstellung der Rückspeisepumpe R freie Hand hat. In allen Fällen,
in denen jedoch höhere Druckdifferenzen als etwa 2 m Wassersäule auftreten, muß
die Vorrichtung nach dem Schema der Abb. i ergänzt werden, wie es schematisch durch
die Abb. 2 veranschaulicht wird, die sich ebenfalls auf zwei Dampfverbraucher bezieht.
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Das unter verschiedenem Druck durch die Leitungen 666 ankommende Kondensat
wird hierbei zunächst den sogenannten Speisereglern TI' zugeführt, die es nach dem
gemeinsamen Standrohr s überschleusen. Sollen nämlich Kodensatleitungen, im bezeichneten
Beispiel die beiden von den sogenannten letzten Wasserabscheidern oder Dampfsammlern
kommenden Leitungen, ständig Dampfwasser ableiten, so muß der Druck im Standrohr
s etwa o,5 bis iAtm. geringer gehalten werden als der niedrigste Betriebsdruck aller
angeschlossenen Kondensatleitungen. Um dies zu erreichen, wird Wasser von niedriger
Temperatur in das Standrohr s eingespritzt. Im Beispiel der Abb.2 wird dieses Kühlwasser
über die Leitung k von der Hauptspeiseleitung H abgezapft, und zwar in der Nähe
des Ausflusses aus der letzten Druckstufe der Hauptspeisepumpe P. Das Kühlwasser
bewirkt, daß der durch die abgesperrten Schleusen etwa noch hindurchtretende Dampf
und ebenso auch jeder sich bildende «'rasen so weit niedergeschlagen wird, bis das
erforderliche Druckgefälle erreicht ist. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit regelt
man die 'Menge des in das Standrohr s über die Leitung k einzuspritzenden Kühlwassers
in Abhängigkeit vom Betriebsdruck des Standrohres, gegebenenfalls durch selbsttätige
Regeleinrichtungen.
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Die Durchgangsöffnungen der einzelnen Dampfwasserschleusen sind unter
Berücksichtigung des jeweiligen Dampfgefälles zu bestimmen. Die ununterbrochene
Rückförderung des @V assergemisches aus dem Standrohrs über die Leitungen
r und h in die Hauptspeiseleitung H und damit in den Kesselraum erfolgt dann
wie im Beispiel der Abb. i durch die Heißwasserkreiselpumpe R, deren Leistung so
bemessen sein muß, daß ein sogenannter niedrigster Wasserstand im Standrohrs betriebssicher
aufrechterhalten werden kann.