-
Dampfkraftanlage mit mindestens zwei parallel geschalteten Speisewasserbehältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage mit mindestens zwei parallel
geschalteten Speisewasserbehältern, über deren Wasserspiegel sich ein Dampfpolster
befindet und -in: welcher min-Bestens einer Kesselspeisepumpe Speiseflüssigkeit
durch mindestens eine Zubringerpumpe über ein Rückschlagorgan zugeführt wird.
-
Die Verwendung von Zubringerpumpen und Rückschlagorganen zur Zuführung
der Speiseflüssigkeit zu Kesselspeisepumpen ist an sich bekannt. Nach dein bisherigen,
Stand der Technik waren bei Verwendung mehrerer Speisewasserbehälter eine oder mehrere
Pumpen durch eine gemeinsame Leitung mit diesen Behältern verbunden. Diese bekannte
Schaltung hatte den Nachteil, daß zwischen den Behältern ein Kurzschluß entstand,
in der Weise, daß durch die gemeinsame Leitung der Wasserinhalt .des Behälters mit
höherem Druck in den. Behältern mit geringerem Druck überlaufen konnte. Man war
.deshalb gezwungen, bei solchen Anlagen das Speisewasser getrennt dem einen: oder
dem anderen Behälter allein zu entnehmen.
-
Dieser Nachbeil wird durch die Schaltung nach .der Erfindung vermieden.
Hiernach wird an jeden Behälter mindestens eine Zubringerpumpe durch eine ihr selbständig
zugeordnete Leitung angeschlossen, wobei jede Zubringerpumpe über ein ihr eigens
zugeordnetes Rückschlagventil zur Speisepumpe fördert. Es entsteht hierdurch die
Möglichkeit, zur Speisung der Kesselanlage gleichzeitig
aus zwei
oder .mehreren Behältern Speiseflüssigkeit zu entnehmen, ohne das Überlaufen des
Flüssigkeitsinhaltes des einen Behälters ,in, den. anderen Behälter befürchten zu
müssen. Diese Möglichkeit ist besonders dann wertvoll, wenn sich in den verschiedenen
Behältern Speisewasser von verscb.iedener Temperatur oder von verschiedenem Reinheitsgrad
befindet.
-
Zweckmäßig wird eine Umschaltvorrichtung nach den Rückschlagventilen
angeordnet, mit deren. Hilfe die Förderleitung der Zubringerpumpen eines jeden Speisewasserbehälters
von der Zubringerleitung abgeschaltet und so an den Behälter angeschlossen -werden.
kann, daß der Behälterinhalt umgewälzt wird. Eine zweite Umschaltvorrichtung kann
vorgesehen sein, durch welche die Förderleitung mindestens einer an einen Behälter
angeschlossenen Zubringerpumpe .mindestens an einen zweiten Behälter angeschlossen.
werden kann., um Spiegelschwankungen:der Behälter auszugleichen.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend
an Hand der Zeichnung näher erläutert.
-
Die Hochdruckkessel i liefern über die parallelen Leitungen 2: Dampf
an zwei Hochdruckturbinen 3, von denen jede einen Stromerzeuger 4 antreibt. Der
Abdampf der Hochdruckturbine 3 gelangt in ein aus zwei parallelen Leitungen bestehendes
Mitteldrucknetz 5, an welches über die Zwischenüberhitzer 6 und die parallelen Ausgleichleitungen
7 die Niederdruckturbinen 8 angeschlossen sind. ' Die Zwischenüberhitzer 6 erhalten.
-über .die parallelen Leitungen. q aus, den Kesseln. i Hochdruckdampf, der
im Ü-berhitzer einen Teil seiner Wärme abgibt, dabei den Mitteldruckdampf überhitzt
und dann wieder zu den Kesseln zurückgeführt wird.
-
Nach der Entspannung in den Niederdruckturb nen 8 wird der Dampf in
den Kondensatoren. io niedergeschlagen und-das Kondensat durch die Kondensatpumpen
i i in, die Kondensatleitungen 12, 13 gefördert. Ein, Teil des Dampfes wird in den
Niederdruckturbinen 8 nicht auf den Kondensatordruck entspannt, sondern durch die
Zwischenentnah.meleitung 14,-n einen Vorwärm.#r 15 geführt. Die Pumpe 16 fördert
das aus dem Vorwärmedampf entstehende Kondensat gleichfalls in dieKondensatleitungen
12, 13.
-
Die Kondensatleitung 12 führt in den Speisewasserbehälter 17 und die
Kondensafleitung 13 in .den Spensewasserbehälter 18. An jeden Speisewasserbehälter
17 und 18 sind zwei selbständige Zubringerpumpen i9 und 2o bzw. 2.1 und 22 für die
Speiseeinrichtung angeschlossen. In den Förderleitungen z4, 2-,5,:27 und
2,8 der Zubringerpumpen 19 biss 22 ist je ein Rücksch.lagventil 33 bzw. 34 bzw.
35 bzw. 36 vorgesehen. Rückschlagorgane in den Saugleitungen dieser Heißwasser fördernden
Zubringerpumpen würden die Zuflußverhältnisse so stören, daß Ausdampfungen: stattfinden
würden, was zu Wasserschlägen führen müßte.« Die Zubringerpumpen i9 bis 22 sind
als langsam laufende einstufige Zentrifugalpumpen ausgebildet, die zweckmäßig, insbesondere
hei größeren Anlagen, von beiden Seiten -Wassereinläufe erhalten. Die Zuflußverhältnisse
werden dadurch noch verbessert, daß in die von den Speisewasserbehältern 17 bzw.
i8 zu den Zubringerpumpen i9 bis 22 führenden: Leitungen noch Kühler 37 eingebaut
sind. Diese Kühler -werden zweckmäßig als Oberflächenkühler ausgebildet; es könnte
zum Kühlen des Kondensats kälteres Kondensat zugemischt werden. Durch die Kühlung
wird vermieden, daß z. B. Druck- oder Temperaturänderungen in den Speisewasserbehä1tern
17 und i8 .den Zulauf zu -den. Zubringerpumpen stören.
-
Als Speiseeinrichtung sind drei Hochdruckspeisepumpen 23@ vorgesehen,
welche einzeln oder in Gruppen das Speisewasser den Hochdruckkesseln zuführen. Die
Zubringerpumpen i9 und 2o sind über die Leitungen 2.¢ und 25 an die Zubringerleitung
26 und -die Zubringerpumpen, 21 und. 22 über die Leitungen 27 -und 28 an die Zubringerleitung
29 angeschlossen. Jede Speisepumpe ist über eine eigene Leitung 30 mit den
Zubringerleitungen 26 und 29 in Verbindung. Die von den Speisepumpen geförderte
Flüssigkeit gelangt zunächst in eins Ausgleichsnetz 3i und aus diesem durch die
Speiseleitungen 32 zu den Hochdruckkesseln i.
-
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, werden alle wichtigen: Leitungsstränge,
z. B. die Hochdruckdampfletung 2, das Mitteldrucknetz 5, die Ausgleichsysteme 7,
das Kondensatleitungssystem 12, 13, das Zubringerleitungssystem 26, 29 und die Ausgleichsysteme
31, durch je zwei parallele Leitungsstränge-gebildet. Während des Betriebes, können
mit Hilfe von -geeigneten, in der Zeichnung nicht .dargestellten Umschaltorganen
Umschaltungen vorgenommen werden, so da.B während des Betriebes der Gesamtanlage
einzelne Leitungen, Pumpen. oder Überhitzer außer Betrieb genommen werden können,
Kontroll- und Reparaturarbeiten können dann, ohne die Gesamtanlage stillegen zu
müssen, vo@rgenommen werden. Außerdein ergibt sich die Möglichkeit, einzelne Maschinen,
Kessel oder Überhitzer, von anderen getrennt betreiben oder einzelne Pumpen als
Ersatz für andere Pumpen in Betrieb zu halten.
-
Durch den Anschluß selbständiger Zubringerpumpen an,die Speisewasserbehälter
wird der Vorteil erreicht, daß ein Verdrängen von Kondensat aus dem einen Behälter
in den anderen infolge nicht kontrollierbarer Betriebsverhältnisse verhindert -wird.
Außerdem können die Anfahrleitungen 3$, welche beim Inbetriebsetzen eines Kessels
die Flüssigkeit .und den Naßdampf ableiten, unmittelbar in die Behälter eingeführt
werden; ohne Störungen zu verursachen.
-
Die Speisewasserbehälter können auch als Dampfspeicher zur Wirkung
kommen, wenn ihr Dampfraum über die Leitungen 39 an das Mitteldrucknetz 5 angeschlossen
werden kann. Außerdem können .die Speisewasserbehälter, wenn erwünscht, nach dem
betrieben werden. Bei größerer Belastung der Anlage wird dann ein. höherer Druck
und bei kleinerer Belastung ein niedrigerer Druck im Behälter eingehalten. Bei Schiffsanlagen
können
.durch Schlinger- oder Stampfbewegungen des Schiffes keine Umlagerungen des Inhaltes
der Behälter eintreten.
-
Die Anlage kann so betrieben, werden, daß die Kondensatpumpen i i
nur in einen der Speisewasserbehälter 17 oder 18 fördern. Es. sind z. B. die Ventile
4o und 42 offen, während die Ventile 41 und 43 geschlossen sind. Das Speisewasser
wird dann nur in den: Behälter 17 gelangen. Um hierbei ein. Abkalten des Wassers
im Behälter 18 zu vermeiden, ist eine Umschaltvorrichtung notwendig, mit -deren
Hilfe .die Förderleitung der Zubringerpumpen des nicht für den Speisebetrieb herangezogenen
Behälters von der Zubringerleitung abgeschaltet und so an den: Behälter angeschlossen
werden kann, daß der Behälterinhalt umgewälzt wird.
-
Diese Umschaltvorrichtung weist das Durchflußorgan@ 45 auf. Ist das
Durchflußorgan 45 geöffnet, so fördern die Umwälzpumpen 2,i und, 22 das unten aus
dem Behälter 18 entnommene Wasser durch die Leitung 13 oben in den Dampfraum dieses
Behälters. Dabei entzieht das Wasser dem durch die Leitung 39 zugeführten
Dampf Wärme, so, daß eine Abkühlung des Behälterinhaltes, verhindert wird. DerBehälter
18 wirkt dabei auch als Dampfspeicher im Mitteldrucknetz 5. Dampfüberschußmengen
werden im Speicher niedergeschlagen; bei Dampfmangel wird dagegen dem Speicher Dampf
entnommen.
-
Durch entsprechende Umschaltung der Organe 40 bis 45 kann der Behälter
18 in Betrieb genommen: und, der Wasserinhalt des Behälters. 17 umgewälzt werden,
Zweckmäßig werden mindestens die Organe 4o bis 43 durch nicht gezeichnete Verriegelungsvorrichtungen
derart gegeneinander verriegelt, daß höchstens während. .des Umschaltens kurzzeitig
alle vier Organe ganz offen, sind, während zur Betriebszeit nur die Organe 4o und
42 oder nurdiei Organe4i und 43 geöffnet, die anderen aber geschlossen sind.
-
In der beschriebenen Anlage kommen die, Speisewasserbehälter 17 und
18 auch als Ausgleichs- bzw. Expansionsbehälter für den Wasserinhalt der Gesamtanlage
zur Wirkung. Um hierbei oder Überhaupt bei Parallelbetrieb der Behälter. Spiegelschwankungen
zu verhüten, ist eine Umschaltvorrichtung notwendig, mit deren Hilfe die Förderleitung
einer an den einen Behälter angeschlossenen Zubringerpumpe an ,den anderen Behälter
angeschlossen werden kann.
-
Diese Vorrichtung weist die Abschlußargane 4o und 41 in den Zubringerleitungen
26 bzw. 29 und die Abschlußorgane 42 und 43 in den 12 bz.w. 13 und die Absehlußorgane
48 und 49 in den Kreuzungsleitungen 5o und 51 auf. Beim Öffnen des Organs 48 wird
mit Hilfe der Zubringerpumpen i9 und 2o Wasser aus dem Behälter 17 über die Leitung
50 in den Behälter 18 gefördert. Umgekehrt kann beim Offnen des Organs 49
aus dem Behälter 18 durch die Pumpen 21 und 22 Flüssigkeit über die Leitung 51 in
den. Behälter 17 geleitet werden. Zweckmäßig sind .die Organe 48 und 49 selbsttätig
wirkend ausgebildet, so daß bei zu hohem Wasserstand im Behälter 17 selbsttätig
das Organ 48 geöffnet und das Organ 49 geschlossen wird, während bei zu hohem Wasserstand
im Behälter 18 das Organ 49 geöffnet und das Organ 48 geschlossen wird.
-
Die Steuerung der Organe 48 und 49 kann auch so erfolgen, daß bei
höchstem Wasserstand im Behälter 17 das Organ 48 und !bei höchstem Wasserstand im
Behälter 18 das Organ 49 geöffnet wird. Sollte in beiden Behältern gleichzeitig
der WasseT-stand der Höchstgrenze sich nähern, wird. durch ein nicht gezeichnetes
Ablaßventnl Wasser aus der' Anlage abgeführt.
-
Soll die Dampfspeicherwirkung .der Behälter 17 und 18 ausgenutzt werden,
so ist für die- Hochdruckturbinen, 3 eine Zuführun;gs-druckregelung notwendig, während
die Niederdruckturbinen 8 eine Geschwindigkeitsregelung erhalten.
-
Wird die Anlage im Gleitdruckverfahren betrieben, so erhalten auch
die Hochdruckturbinen .3 Geschwindigkeitsregler. Die Einlaßorgane der Niederdruckturbine
8 sind dann beim norrna,len. Betrieb vollständig geöffnet.
-
Die beschriebene Dampfkraftanlage wird 7weckmäßi;g Dampfkessel mit
geringem Flüssigkeitsinhalt, z. B. reine Röhrenkessel, besitzen, die besonders für
hohe und höchste Drücke geeignet sind. Außer Kraftmaschinen können. an solche Kessel
auch Heiznetze angeschlossen sein, wobei das Kondensat der Heiznetze wieder den:
Kesseln zugeführt wird. Insbesondere bei Anwendung von Heiznetzen können auch gesonderte
Dampfspeicher angeordnet sein.
-
Zum Ersatz von Speisewasserverlusten wird der Anlage Ersatzspeisewasser
zugeführt, welches durch Destillation oder chemischeAufbereitun:g hergestellt werden
kann. In, Anlagen, bei denen nicht alles Kondensat, zurückgeführt werden kann, können
besondere Niederdruckkessel vorhanden sein, aus denen Kondensat für die Hochdruckkessel
gewonnen wird. Die Niederdruckkessel können getrennt betrieben werden; sie können
aber auch z. B. an das Mitbeldrucknetz angeschlossen sein.
-
Für den Fall, d,aß die Kraftanlage keinen Fremdstromanschluß besitzt,
also als unabhängige Kraftanlage arbeitet, können, die Kondensatbehälter 17 und
18 auch als Flammrohrkessel ausgebildet sein. Für das Anfahren kann durch Beheizen
der Anlage Dampf zum Betrieb d;er Niederdruckturbinen 8 erzeugt werden. Der erzeugte
Strom gestattet, alle übrigen elektrisch getriebenen Hilfsmaschinen in Betrieb zu
nehmen.