Grenzdampfkraftanlage, bei der der erzeugte Grenzdampf vor Eintritt
in die zur Druckminderung dienende Kraftmaschine überhitzt wird Bei dem Grenzdampfverfahren
wird Dampf gewissermaßen durch einen Grenzübergang im kritischen Punkt erzeugt,
d. h. das Verfahren wird so geleitet, daß das Arbeitsmittel unmittelbar aus dem
flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeht, ohne daß die bekannten Siedeerscheinungen
entstehen, die sich aus der Trennung von Dampf und Flüssigkeit ergeben.Limit steam power plant in which the limit steam generated before entry
in the engine used for pressure reduction is overheated in the limit steam process
is steam generated by a border crossing at the critical point, so to speak,
d. H. the process is conducted in such a way that the work equipment is directly from the
liquid changes into the vapor state without the known boiling phenomena
arising from the separation of vapor and liquid.
Wenn es auch möglich ist, mit dem hohen Druck, unter dem dieses Verfahren
zur Dampferzeugung verläuft, unmittelbar eine Kraft-naschine zu betreiben, so zieht
man .es doch im allgemeinen vor, den Gebrauchsdruck, mit dem der Dampf verarbeitet
wird, niedriger zu legen, da hierdurch die Schwieirigkeiten im Aufbau der Maschine
geringer werden. Der Erzeugungsdruck muß also auf den Gebrauchsdruck herabgesetzt
werden. Man hat zunächst daran gedacht, ein Drosselventil zur Druckminderung zu
verwenden. Drosselventile sind aber für diese höchsten Drücke sehr schwierig zu
bauen und unterliegen infolge der großen Dichte des Dampfes einem starken Verschleiß.
Außerdem geht das Drosselgefälle verloren. Wenn es auch nur gering ist, so stellt
es doch einen Verlust dar. Man hat nun zwar bereits auch vorgeschlagen, das Drosselventil
durch eine Kraftmaschine zu ersetzen, um die genannten Verluste möglichst herabzusetzen.
Besonders vorteilhaft kann man diesen Verlust herabmindern, wenn man bei Grenzdampfanlagen,
bei denen eine nicht unerhebliche Pumpenleistung zum Zuführen und zum Hindurchdrücken
des Speisewassers durch den Dampferzeuger aufzubringen ist, die das Drosselventil
ersetzende Hilfsdampfkraftmaschine zum Antreiben der Speisepumpe des Dampferzeugers
benutzt. Wenn die als Druckminderorgan dienende Kraftmaschine auch verhältnismäßig
einfach aufgebaut werden kann, da an ihren Wirkungsgrad keine allzu hohen Forderungen
gestellt zu werden brauchen, so muß doch berücksichtigt werden, daß die Maschine
für den hohen Erzeugungsdruck bemessen ist. Durch die Erfindung soll der Vorteil,
der sich aus der Verwendungeiner Hilfsdampfkraftmaschine als Ersatz für ein Drosselorgan
ergibt, gewahrt werden; es sollen aber gleichzeitig die Schwierigkeiten, die sich
bei dieser Anordnung ergeben, verringert werden, und zwar dadurch, daß gemäß der
Erfindung der erzeugte Grenzdampf vor Eintritt in die zur Druckminderung dienendeKraftmaschine
unter gleichzeitiger Druckabsenkung überhitzt wird. Wesentlich ist dabei, daß die
Druckabsenkung im L?berhitzer nicht, wie es früher vorgeschlagen wurde, so - weit
getrieben wird, daß das Gesamtdrosselgefälle durch den Überhitzerwiderstand aufgebracht
wird,- sondern es wird im überhitzer nur so viel Druckgefälle vernichtet, als zur
Erzielung eines einfachen und billigen Aufbaues der Hilfskraftmaschine erforderlich
ist. Außerdem ergibt sich bei der Erfindung die günstige Wirkung, daß das in der
Kraftmaschine zu verarbeitende
Druckgefälle so bemessen werden
kann, daß es gerade zur Deckung der Pumpenleistung ausreicht, so daß überschußenergie
an der Welle der Hilfsmaschine nicht zur Verfügung zu stehen braucht. Dieser Fall
bietet nämlich gewisse Schwierigkeiten, da man im allgemeinen die Druckmindermaschine
als Schnelläufer bauen muß und dann freie Energie über das Ritzel weiterleiten müßte.
Die Herstellung von derartigen Getrieben für größere Leistung stößt auf eine ganze
Reihe von Schwierigkeiten, die man aber vermeiden kann, wenn man der Druckmindermaschine
nur so viel Gefälle zuweist, als die Pumpe Leistung erfordert.If it is also possible, with the high pressure under which this procedure is carried out
runs to generate steam, to operate a prime mover directly, so pulls
one generally suggests the working pressure with which the steam is processed
is to be placed lower, as this reduces the difficulties in the construction of the machine
decrease. The pressure of production must therefore be reduced to the pressure of use
will. It was initially thought of adding a throttle valve to reduce pressure
use. Throttle valves are very difficult to close for these highest pressures
build and are subject to heavy wear due to the high density of the steam.
In addition, the throttle gradient is lost. If it is even a little, ask
it is a loss. It has already been proposed that the throttle valve
to be replaced by a prime mover in order to reduce the mentioned losses as much as possible.
This loss can be reduced particularly advantageously if, in the case of limit steam systems,
where a not inconsiderable pump power for feeding and pushing through
of the feed water is to be applied by the steam generator, which is the throttle valve
Replacement auxiliary steam engine for driving the feed pump of the steam generator
used. If the engine serving as a pressure reducing element is also proportionate
can be set up easily, since the demands on their efficiency are not too high
need to be provided, it must be taken into account that the machine
is dimensioned for the high generation pressure. The invention should have the advantage
resulting from the use of an auxiliary steam engine as a replacement for a throttle device
results, to be preserved; but at the same time the difficulties that arise
result in this arrangement, be reduced, namely in that according to the
Invention of the generated limit steam before entering the engine used to reduce the pressure
is overheated with a simultaneous reduction in pressure. It is essential that the
Pressure reduction in the superheater does not, as was suggested earlier, so far
is driven that the total throttle gradient is applied by the superheater resistor
- but only as much pressure gradient is destroyed in the superheater as at
Achieving a simple and cheap structure of the auxiliary engine required
is. In addition, the invention has the beneficial effect that the in the
Power machine to be processed
Pressure gradient can be measured in this way
can that it is just sufficient to cover the pump output, so that excess energy
need not be available on the shaft of the auxiliary machine. This case
namely offers certain difficulties, since one generally uses the pressure reducing machine
must build as a fast runner and then have to pass on free energy via the pinion.
The production of such gearboxes for greater power comes up against a whole
Set of difficulties that can be avoided by using the pressure reducing machine
only assigns as much slope as the pump requires.
In der Abb. i ist das neue Verfahren schaubildlich dargestellt. Das
Arbeitsmittel wird, nachdem es unter 2z5 Atm. auf mindestens 374° erhitzt worden
ist, einem überhitzer zugeleitet, dessen Rohre so bemessen sind, daß in ihm bei
Vollast ein Druckabfall bis auf i55Atm. bei gleichzeitiger überhitzung auf etwa
450° (PunktA) eintritt. Mit diesem Zustand gelangt das Arbeitsmittel in die Vorschaltturbine,
in der sein Druck bis auf iooAtm. bei q.00° gemindert wird (Punkt B). Mit diesem
Zustand gelangt es in die Hauptmaschine, in der es zunächst bis auf 2 i Atm. entspannt
wird (Punkt C) ; es wird dann je nach Bedarf wieder überhitzt (Punkt 1?) und wird
dann weiteren Verbrauchern, die reine Kraft- oder reine Wärmeverbraucher sein können,
zugeführt.The new process is shown graphically in Fig. I. That
Working equipment is after it is below 2z5 Atm. has been heated to at least 374 °
is fed to a superheater, the tubes of which are dimensioned so that in it at
Full load a pressure drop down to i55Atm. with simultaneous overheating to about
450 ° (point A) occurs. In this state, the working fluid enters the upstream turbine,
in which its pressure up to iooAtm. is reduced at q.00 ° (point B). With this
State it enters the main engine, in which it is initially down to 2 atm. relaxed
will (point C); it is then overheated again as required (point 1?) and becomes
then other consumers who can be pure power or pure heat consumers,
fed.
Das Schaltbild einer derartigen Kraftanlage zeigt die Abb. 2. Flüssiges
Arbeitsmittel wird durch die Pumpe 2 einem Speisewasserbehälter entnommen und unter
mindestens kritischem Druck in ein Rohrsystem i gedrückt, das durch einen Brenner
3 bis auf mindestens kritische Temperatur des Arbeitsmittels erhitzt wird. Der im
Rohrsystem i erzeugte Dampf durchströmt dann den überhitzer 14, dessen Rohre so
bemessen sind, daß in ihm ein bestimmter Druckabfall, z. B. bis auf 155 Atm. entsprechend
Abb. i, eintritt. Nach Minderung seines Druckes gelangt das Arbeitsmittel zur Vorschaltdrosselmaschine
4., die die Pumpenantriebsleistung deckt. Die eigentliche Kraftmaschine der Anlage
ist mit 5 bezeichnet. Sie ist für einen Anfangsdruck gebaut, der wesentlich niedriger
liegt als der Druck, mit dem der Dampf den Iiberhitzer i q. verläßt. Die erforderliche
Druckminderung wird in üblicher Weise durch die Drosselmaschine 4 hervorgerufen.
6 bedeutet einen Zwischenüberhitzer, der durch einen Brenner 7 beheizt wird, ä eine
Leitung, die zu weiteren Verbrauchern führt.The circuit diagram of such a power plant is shown in Fig. 2. Liquid
Working fluid is taken from a feed water tank by the pump 2 and under
at least critical pressure is pressed into a pipe system i, which is passed through a burner
3 is heated to at least the critical temperature of the working medium. The im
The steam generated by the pipe system i then flows through the superheater 14, the pipes of which are shown in this way
are dimensioned that in it a certain pressure drop, z. B. up to 155 atm. corresponding
Fig.i, enters. After reducing its pressure, the working fluid reaches the series throttle machine
4. Covering the pump drive power. The actual powerhouse of the plant
is denoted by 5. It is built for an initial pressure that is much lower
than the pressure at which the steam hits the superheater i q. leaves. The required
The pressure reduction is brought about in the usual way by the throttle machine 4.
6 means a reheater heated by a burner 7, a
Line that leads to other consumers.
In dem Schaubild in der Abb. i ist gestrichelt eine Abänderung des
Verfahrens dargestellt, und zwar derart, daß die Eintrittstemperatur des Arbeitsmittels
in die Vorschaltmaschine und in die Hauptmaschine annähernd die gleiche ist. In
diesem Falle ist der Eintrittsdruck in die Vorschaltmaschine höher, aber die Expansionsendtemperatur
geringer. Würde man in diesem Falle den Dampf aus der Vorschaltmaschine unmittelbar
in die Hauptmaschine abgeben, so würde der Entspannungsvorgang bis weit in das Sättigungsgebiet
hinein verlaufen. Die sich hieraus ergebende Gefährdung der Hauptmaschine wird dadurch
vermieden, daß das Arbeitsmittel nach Verlassen der Vorschaltmaschine vor Eintritt
in die Hauptmaschine erneut überhitzt wird.In the diagram in Fig. I, the dashed line is a modification of the
Process shown, in such a way that the inlet temperature of the working medium
in the upstream machine and in the main machine is approximately the same. In
In this case, the inlet pressure in the upstream machine is higher, but the expansion end temperature
less. In this case you would get the steam from the ballast directly
into the main engine, the relaxation process would extend far into the saturation area
run into it. The resulting risk to the main engine is thereby
avoided that the work equipment after leaving the ballast before entry
in the main engine is overheated again.
In der Abb. 2 sind zwei Ventile 9 und i o dargestellt. Diese beiden
Ventile dienen zur Steuerung der Anlage bei Teilbelastungen. Die im Diagramm dargestellten
Verhältnisse gelten für Vollbelastung. Da dementsprechend bei Teilbelastungen irgendwelche
Steuerungen vorgesehen werden müssen, um die Anlage dem veränderten Bedarf anzupassen,
so kann man entweder die Dampfzufuhr zur Hauptmaschine oder die Dampfzufuhr zur
Vorschaltmaschine steuern. Die eine Möglichkeit besteht darin, daß man das Ventilg
als Druckminderventil ausbildet, wie es durch die gestrichelte Linie i i angedeutet
ist, d. h. also, die Drosselmaschine q. erhält stets Dampf von einer Spannung, die
die Normalspannung der Maschine nicht überschreiten kann. Will man dagegen einen
Wärmestau vom Kessel freihalten, so kann man das Ventil 9 als überströmventil ausbilden,
wie es die Linie 12 angibt. In diesem Fall ändert sich der Eintrittsdruck des Dampfes
in die Vorschaltmaschine, so daß der Wärmestau jetzt in der Vorschal_tmaschine liegt.
Man kann auf das Ventil 9 vollkommen verzichten und dafür das Ventil i o als Druckminderventil
anwenden, dessen Abhängigkeit durch die Linie 13 angedeutet ist. Gegebenenfalls
können naturgemäß die beiden Ventile 9 und i o gleichzeitig angewendet werden.In Fig. 2 two valves 9 and i o are shown. These two
Valves are used to control the system in the event of partial loads. The ones shown in the diagram
Conditions apply to full load. Since, accordingly, with partial loads, any
Controls must be provided in order to adapt the system to the changed requirements,
so you can either use the steam supply to the main engine or the steam supply to the
Control ballast. One possibility is that the Ventilg
trains as a pressure reducing valve, as indicated by the dashed line i i
is, d. H. so, the throttle machine q. always receives steam from a tension that
cannot exceed the normal voltage of the machine. But if you want one
Keep heat build-up from the boiler, so you can train the valve 9 as an overflow valve,
as indicated by line 12. In this case the entry pressure of the steam changes
in the upstream machine, so that the heat build-up is now in the upstream machine.
The valve 9 can be completely dispensed with and instead the valve i o as a pressure reducing valve
apply, the dependency of which is indicated by the line 13. Possibly
the two valves 9 and i o can of course be used at the same time.
Da, wie bereits gesagt, eine Steuerung der Dampfzufuhr durch die Ventile
9 und io in einem der Teile der Anlage einen Wärmestau hervorruft, so können gleichzeitig
mit diesen Ventilen die der Dampferzeugung dienenden Einrichtungen, z. B. Speisung
und Feuerung, geregelt werden.There, as already said, a control of the steam supply through the valves
9 and io causes a build-up of heat in one of the parts of the system, so can at the same time
with these valves, the steam generating facilities such. B. Supply
and firing.