DE623578C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf Kraftanlagen, die nach dem Zweistoffverfahren arbeiten. Besondere Vorteile bietet die Erfindung jedoch im Zusammenhang mit dem in der Be-Schreibung und den Zeichnungen genannten Quecksilberdampfkessel.

Der Zweck, Gegenstand und die Vorteile der Erfindung werden besser erkannt werden, nachdem zunächst die bisher bekannten Mehrstoffverfahren beschrieben werden.

Es ist vorgeschlagen worden, einen Quecksilberdampfkessel mit einem Kondensatordruck von 0,07 ata entsprechend einer Kondensationstemperatur von 237⁰ C zu betreiben. Die bei der Kondensation des Quecksilbers frei werdende Wärme wird auf Wasser übertragen. In dem Quecksilberkondensator wird Dampf von etwa 25 bis 28 ata, erzeugt. Dieser Dampf wird dann in einem üblichen Überhitzer, der mit den Gasen des Quecksilberkessels beheizt wird, überhitzt. Der überhitzte Dampf wird z. B. in einer Dampfturbine mit Kondensation ausgenutzt.

Der Nachteil dieses bekannten Quecksilberdampfverfahrens ist der, daß ein großer Teil der Kohlenwärme noch in dem Kondensator der Wasserdampfturbine verloren geht. Der Wirkungsgrad dieser Anlage müßte um so größer werden, je höher die anteilige Wärmeleistung der Quecksilberanlage wäre.

Bei dem Wunsche, diese Leistung der Quecksilberanlage ohne zu große Heizfläche möglichst groß zu machen, stößt man nun auf erhebliche Schwierigkeiten. Man hat Luftvorwärmer verwendet, um möglichst große Unterschiede zwischen den Temperaturen der Rauchgase und der Feuerraumwände zu schaffen. Bei hoher Luftvorwärmung stieg jedoch der Verschleiß der gemauerten Brennkammerwände stark.

Die Entwickelung führte nun dazu, die Brennkammer durch wasserdurchflossene Kühlrohre zu schützen. Die Kühlanlage arbeitet mit demselben Druck wie der im Quecksilberkondensator erzeugte Dampf, also bei 25 bis 28 ata. Der Dampf aus der Brennkammerkühlanlage und aus dem Quecksilberkortdensator wurde- gemeinsam in einem Überhitzer auf die gewünschte Überhitzungstemperatur gebracht und in einer Kondensationsturb'ine ausgenutzt.

Bei einer solchen Anlage wird die anteilige Leistung der Quecksilberanlage stark beeinträchtigt. Die zwar immer noch vorhandene gewisse Steigerung des Gesamtwirkungsgrades wird in manchen Fällen kaum die durch den Quecksilberteil bedingte Umständlichkeit rechtfertigen.

Man hat nun daran gedacht, die Brennkammer anstatt mit wasserdurchflossenen

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Rohren mit von cpecksüfaerdurchfLossenen Rohren auszukleiden. Obwohl vom theoretischen Standpunkt dies sicherlich die richtigste Lösung wäre, ergaben sich jedoch bei einer solchen Bauart Schwierigkeiten,, die dies Verfahren wenigstens bei dem jetzigen Stand der Entwickelung als unmöglich erscheinen lassen. Infolge der für die gute Verbrennung der Brennstoffe erforderlichen geto -wissen Bauhlahe der Brennkammer müßten die Quecksilberrohre solche Längen haben, daß sich innerhalb des Rohres erhebliche Druckunterschiede einstellen wurden. Je Meter Höhe ändert sich der Druck dm Rohr um 0,35 bis 0,42 atm. Damit ergeben sich stark verschiedene Siedetemperaturen, die das Rohr wieder unzulänglich beanspruchen.

Die vorliegende Erfindung will nun den Gesamtwirkungsgrad der Anlage dadurch steigern, daß einem Quecksilberdampfkessel ein Brennkammerwasserdampfkessel vorgeschaltet wird, der mit erheblich höherem Druck arbeitet als dem Druck des im Quecksilberkondensator gebildeten Wasserdampfes. Durch dieses Verfahren wird einmal die Brennkammer gekühlt, jedoch die in der Brennkammerkühlanlage entstandene Dampfmenge zunächst in einer Hochdruckturbine ausgenutzt, bevor sie sich mit dem im Qu.ecksilberkondensator entstandenen Wasserdampf mischt und dann weiter in einer Mitteldruckturbine verarbeitet wird. Durch diese Vereinigung eines Hochdruckwasserkessels mit einer Hochdruckwasserdampfturbine, eines Quecksilberdampfkessels mit einer Quecksilberdampfturbine und eines MitteldrucküberMtzers mit einer Mitteldruckwasserdampfturbine mit Kondensation wind eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades der Anlage erreicht.

Die Art und Weise, wie sich diese Erfindung baulich durchführen läßt, läßt sich am besten an Hand der Zeichnungen erläutern: Abb. ι stellt einen Schnitt durch eine Kesselanlage gemäß der Erfindung dar. Die Feuerungswände haben die Bezeichnung 6. Der Quecksilberkessel bildet die obere Begrenzung der Brennkammer. Er besteht aus der Trommel 7 und einer Anzahl herabhängender Rohre 8. Die Quecksilfoerrohre werden durch die durch den Auslaß 9 nach oben strömenden Gase beheizt. Die Bauart der Rohre 8 ist in der¹ Abb. S gezeigt. Das Rohr setzt sich zusammen aus einem äußeren Rohr 8° und eimern inneren 8⁶. Das Quecksilber fließt von der Trommel 7 durch das innere Rohr 8⁶ nach unten und kehrt! zur Trommel durch den ringförmigen Querschnitt im Rohr 8^S zurück.

Hinter dem Gasaustrittsquerschnitt ist ein

So Lufterhitzer 10 gezeigt, dessen Durchbildung nicht erläutert zu werden braucht. Hinter dem Lufterhitzer befindet sich der Schornstein oder ein Saugzug 11. Der Luftvorwärmer hat einen Lufteinlaß 12 und einen Luftaustritt 13. An diesen schließt sich die zurBrennkammerführendeHeißluftleitungan. Der Quecksilberdampf fließt ausi der Trommel 7 durch die Dampfleitung 14 zu der Quecksilberturbine 15. Die Schaufeln dieser Turbine sind in der Abbildung mit 16 bezeichnet worden. Hinter der Turbine 15 ist der Quecksilberkondensatorkessel 17. Das Quecksilber wird durch das in den Rohren 18 sich befindende Wasser kondensiert. Die Rohre 18 können an dem einen Ende geschlossen sein, so daß sie mit dem anderen Ende main einer Rohrwand 19 befestigt sind. Ein Quecksilbervorwärmer 21 befindet sich im Rauchgasstrom unmittelbar hinter dem Quecksilberkessel.

Der obere Teil des Quecksilberkondensators hat eine Kammer 22, die als Wasser- und Dampfbehälter dient. Das Wasser wird an der Stelle 23 zugeführt. Die Dampfentnahme geschieht bei 24. Der sich bei einem Kondensationsdruck des Quecksilbers von 0,07 ata einstellende Wasserdampfdruck im Kondensator beträgt etwa 25 bis 28 ata. Dieser Dampf wird durch die Leitung 24 zu dem Nickeldrucküberhitzer 25 geführt und dann durch Leitung 27 zur Nickeldruckdampfturbine 26. Die Brennkammerkühlanlage besteht aus RoTbxen29; die oberen Sammelkasten 30 und 31 dieser Rohre haben Steigleitungen 32 zur Trommel 33. Der· gebildete Hochdruckdampf wird durch die Leitung 34 fum Überhitzer 35 geleitet, der in der Abbildung als, Strahlungsüberhitzer ausgebildet ist. Nach Überhitzung fließt er durch Leitung 36 zur Hochdruckturbine 37. Der Abdampf der Hochdruckturbine fließt durch Leitung 38 und vereinigt sich mit dem Dampf aus dem Quecksilberkondensatorkessel. Beide Dampfmengen zusammen fließen durch den Nickeldruckdampfüberhitzer 25. Die Hochdruckturbine ist derart gebaut, daß ihr Abdampf dem Druck des Quecksilberkondensatorkessels ungefähr entspricht. Damit ergibt sich, daß der Brennkammerhochdruckkessel mit einem Druck von etwa 42 bis 140 atm arbeitet.

Nach Ausnutzung des Dampfes in der Turbine 26 wird er im Kondensator 39 kondensiert. Das Wasser fließt zum Hochdruckkessel durch die Rohre 40 und 41 zurück und auch zu dem Kondensatorkessel durch die ^ίχ5 Rohre 40 und 23. Es mag noch erwähnt werden, daß die Brennkammerkühlanlage Rücklaufrohre 42 zwischen der Hochdrucktroml 33 und. den unteren Sammelkasten 43 haben kann. .

Die Anlage nach Abb. 2 ist in vielen Punken der Anlage nach Abb. 1 ähnlich. Daher

brauchen hier nur die unterschiedlichen Merkmale beschrieben zu werden.

In Abb. 2 ist der Hochdrucküberhitzer 44 zwischen dem Quecksilbervorwärmer 21 und dem Mitteldrucküberhitzer 25 angeordnet worden. Der Hochdrucküberhitzer wird durch Leitung 45 aus der Trommel 33 gespeist. Durch Leitung 46 fließt der hoch überhitzte Dampf! zur Turbine 37. In der Brennkammer sind gewisse Änderungen vorgenommen worden. Die Rückwand der Brennkammer ist im Gegensatz zu Abb. 1 durch wasserdurchflossene Rohre 29" geschützt.

In der Anlage nach Abb. 3 fördern die Hochdrucksiederohre 29, 29^s in eine Trommel 33^a. Der Hochdruckdampf fließt in den Überhitzer 44° durch Leitung 49 und wird dann in einem Dampferhitzer 50 ausgenutzt. Dieser Erhitzer besteht aus Rohren 51, die der Hochdruckdampf umspült. Der Dampf fließt <dann weiter durch Rohre 52 zur Hochdruckturbine 53. Der Abdampf fließt durch Rohre 54 und vereinigt sich mit dem Mittelas druckdampf in Rohre 24. Beide fließen dann durch in Rohre 51 und von hier durch die Rohrleitung 55 zur Mitteldruckturbine 56. Das Kondensat aus der Turbinei 56 wird zur Trommel 33° und zum Quecksilberkondensatorkessel zurückgeleitet.

Die Anlage nach Abb. 4 ähnelt derjenigen nach Abb. 3 mit dem Unterschied, daß die Leitungen 57, 58 und 59 den Fluß des Hochdruckdampfes durch den Erwärmer 50 ermöglichen, bevor der Dampf in dem Hochdrucküberhitzer 54^a überhitzt wird.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nach den Abb. 1 bis 4 ermöglichen es, entsprechend den verschieden gewünschten Drücken und Temperaturen, die Heizflächen gegeneinander anzupassen. In allen Fällen ist dem Quecksilberkessel ein Brennkammerwasserdampfkessel mit hohem Druck vorgeschaltet, um den Wirkungsgrad der Anlage zu steigern. -

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, an Stelle von Quecksilber und Wasser andere zweckmäßige Flüssigkeiten zu wählen, beispielsweise kann Diphenoloxyd oder eine ähnliche Flüssigkeit in der Brennkammerkühlanlage verwendet werden. Ferner kann die Brennkammerrohranlage nur als dampfdurchflossene Anlage ausgebildet werden. Beide Arten sind durch die Erfindung abgedeckt, da sich diese auf ein Zweistoffverfahren bezieht, bei dem die Brennkammer durch eine Hochdruckkühlanlage geschützt wird und diet Verbrennungsgase erst dann den Quecksilberkessel oder ähnliche Kessel durchströmen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zweistoffdampfkraftanlage, bestehend aus einem Quecksilberdampfturbinenteil, in dessen Kondensator Wasserdampf für eine Wasserdampfkraftanlage erzeugt wird, und einem die Wände der Brennkammer des Quecksilberdampfkessels gleichzeitig kühlenden Wasserrohrkessel, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Wasserrohrkessel der Brennkammer erzeugte Dampf zunächst eine Hochdruckturbine betreibt und dann mit dem im Quecksilberkondensator entwickelten Wasserdampf gemischt in einer Mitteldruck· turbine weiter ausgenutzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen