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Kondensationsanlage mit Danipfstrahlluftputupe. Es sind Oberflächenkondensationsarilagen
bekannt, bei denen die Luft durch eineDampfstrahlluftpumpe abgesauggt wird, deren
Abdarnpf zwecks Wiedergewinnung der Verdampfungswärme durch das aus dem Hauptkondensator
geförderte Kondensat in einem Oberflächen- oder Einspritzkühler niedergeschlagen
wird, und bei denen ein Umlauf des Kondensates vom Warmwasserbehälter zum Hauptkondensator
je nach der Belastung der Hauptmaschine selbsttätig herbeigeführt oder unterbrochen
wird, damit einerseits bei geringer Belastung oder Stillstand der Hauptmaschine
genügend gekühltes Kondensat zum Niederschlagen des Strahlsaugerabdampfes vorhanden
ist, und damit anderseits von einer gewissen Belastungsstufe ab und bei Vollast
der Hauptmaschine die gesamte Wärme des Strahlsaugerabdampfes zur Erwärmung des
Speisewassers nutzbar gemacht wird. Bei den bekannten Vorrichtungen wird nun die
Umlaufleitung vom Warmwasserbehälter zum Hauptkondensator durch ein Schwimmerventil
geöffnet bzw. geschlossen, und durch dieses Schwimmerventil wird der beabsichtigte
Zweck meist nur in sehr unvollkom.-inener Weise erreicht. Der Wasserstand im Warmwasserbehälter
hängt nämlich nicht nur von der Menge des geförderten Kondensates ab, sondern er
kann auch von der Gesamtmenge des im Umlauf befindlichen Speisewassers, ferner.
von dem schnelleren oder langsameren Arbeiten der Kesselspeisepumpen und durch Schwankungen
des Wasserspiegels beeinflußt -werden, die durch irgendwelche Schwingungserscheinungen
verursacht sein können. Infolgedessen wird die Umlaufleitung bei Anordnung eines
Schwimmers vielfach zu Zeiten geöffnet sein, wenn sie geschlossen sein sollte und
umgekehrt.
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Die Erfindung bezweckt nun die Anwendung von Vorrichtungen, durch
welche die Umlaufleitung einerseits nur bei geringer Belastung oder Stillstand der
Hauptmaschine geöffnet und bei steigender Belastung mit Sicherheit wieder geschlossen
wird. Dies kann einmal dadurch erreicht werden, daß die Stellung des Absperrorgans
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in der Umlaufleitung in Abhängigkeit von der Temperatur des Kondensates
gebracht
wird, indem bei Überschreitung einer gewissen Temperatur
die Umlaufleitung geöffnet und bei fallender Temperatur wieder gesghlossen wird.
Das Absperrorgan kann aber auch der Belastung der Hauptmaschine entsprechend unmittelbar
dadurch betätigt werden, daß es mit einem Kolben verbunden wird, auf den der Dampfdruck
von einer solchen Stelle der Hauptmaschine wirkt, daß er mit steigender Belastung
ansteigt und umgekehrt. In beiden Fällen wird eine Bewegung des Absperrorgans entsprechend
der Belastung der Hauptmaschine gewährleistet, denn auch die Temperatur des Kondensates
hinter dem obenerwähnten Kühler kann nur bei steigender Belastung fallen und bei
sinkender Belastung ansteigen.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. a
ist der Hauptkondensator, aus dem durch die Leitung b die Luft durch die
Dampfstrahlluftpumpe c abgesaugt wird. Diese erhält ihren Zudampf durch die Leitung
d, während ihr Abdampf in den Kühler e gelangt, der hier als Oberflächenkühler
gedacht ist, aber auch als Mischkühler ausgeführt sein kann. Als Kühlwasser für
den Kühler dient das Kondensat, das durch die Kondensatpumpe f aus dem Kondensator
abgesaugt und in den Warmwasserbehälter g
gedrückt wird. Die Kondensatpumpe
kann eine Zentfifugal- oder eine Kolbenpumpe sein. Hinter dem Kühler e ist in die
Druckleitung der Kondensatpumpe die Vorrichtun- h eingebaut, welche den Durchfluß
durch Umlaufleitung i vom Warmwasserbehälter g
zum Kondensator a reg,-lt.
Sie besteht aus einem durch eine Membran k abgeschlossenen Behälter
1, der außen vom Kondensat bespült und innen zum Teil mit einer leicht siedenden
Flüssigkeit, z. B. Äther -iit, gefüllt ist. Die Druckleitung der Kondensatpumpe
kann hier so ausgebildet sein, daß der Behälter außen möglichst von allen Seiten
vom Kondensat bespült wird, um den Wärmeaustausch zwischen Kondensat und Äther zu
fördern. Mit der Membran ist durch eine Spindel ein Ventil n in der Umlaufleitung
verbunden. Eine Feder o ist bestrebt, dieses Ventil zu schließen. Nimmt nun das.aus
dem Kühler e kommende Kondensat eine höhere Temperatur an, so verdampft der im Behälter
1 befindliche Äther teilweise und nimmt einen der Temperatur genau entsprechenden
Druck an. Dadurch wird die Membran durchgebogen und das Ventil it um einen bestimmten
Betrag geöffnet. je höher die Kondensattemperatur steigt, um so höher steigt der
Ätherdruck und um so weiter wird das Ventil geöffnet. Dadurch fließt aber eine größereWassermenge
in den Kondensator zurück, wird dort gekühlt und setzt durch Vermehrung der Kondensatmenge
dessen Temperatur hinter dem Kühler c herunter. Es stellt sich so schließlich
ein Beharrungszustand ein, bei dem das Kondensat den Kühler mit einer von der Belastung
der Hauptmaschine nur wenig abhängigen Temperatur verläßt. Die Wärme des Abdampfes
der Dampfstrahlluftpumpe wird also bei jeder Belastung der Hauptmaschine soweit
wie möglich ausgenutzt. Die höchste Temperatur, die man zulassen will, läßt sich
durch die Spannung der Feder o, die durch die Mutter p verändert werden kann,
beliebig einstellen. Von einer gewissen Belastung der Hauptmaschine ab ist das Ventil
n ganz geschlossen, die Temperatur des aus dem Kühler kommenden Kondensates niedriger,
bei Stillstand der Hauptmaschine ist umgekehrt das Ventil ganz geöffnet, die Temperatur
des Kondensates am höchsten. Betriebsstörungen können daher nicht eintreten. Die
Belastung der Hauptmaschine bzw. die Kondensattemperatur hinter dem Kühler, von
der ab das Ventil in der Umlaufleitung ganz geschlossen ist, hängt von der Einstellung
der Federkraft ab. Von dieser Belastungsstufe ab bis zur Höchstlast sinkt die Kondensatteniperatur
schneller als von Leerlauf bis zu dieser Belastungsstufe. Das Ventil n kann .auch
als entlastetes Doppelsitzventil ausgeführt oder es kann statt dessen ein Schieber
vorgesehen werden. Die Feder o muß dann entsprechend schwächer sein.
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Für den Fall, daß der Hub der Meinbran zur vollen Öffnung des Umlaufventils
nicht ausreicht, kann auch die in Abb. 2, dargestellte Anordnung benutzt
werden. Hier öffnet die Membran ein Hilfsventil q, das den Eintritt irgendeiner
Druckflüssigket, z. D. Drucköl, durch die Leitung r unter den Kolben s steuert,
der mit dem Ventil n in der Umlaufleitung verbunden ist. Der Ab-
lauf der
Druckflüssigkeit ist z. B. durch eine Schraubet gedrosselt, so daß sich
je nach der Üffnung des Hilfsventilsq in dem Raum unter dem Kolbens ein bestimmter
Druck einstellt, der die in ihrer Spannkraft durch die Mutterit verstellbare Federv
zusammendrückt und das Ventilut um einen bestirnrnten Betrag öffnet. Es entspricht
also auch hier jeder Temperatur des Kondensates und damit jeder Stellung der- Membran
eine ganz bestimmte Öffnung des Umlaufventils. Der Einbau der Vorrichtung in die
ganze Anlage erfolgt in derselben Weise wie bei der Vorrichtung in Abb-. i.
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In Abb- 3 ist eine Anordnung dargestellt, welche besonders
Anwendungl, finden kann, wenn die Hauptmaschine eine Dampfturbine ist, die in der
Abbildung als Schiffsturbine mit Vor- und Rückwärtsturbine angenommen ist.
Das
Doppelsitzventil a, in der Umlaufleitung b, vom Warmwasserbehälter c, nach
dem Kondensator d, ist hier mit zwei Kolben el und e, verbunden, die sich
in entsprechenden Zylindern bewegen). Durch die Federf, wird das Ventil offen gehalten.
Der Raum unterhalb der Kolben ist durch. die Leitung g, mit dem Kondensator
verbunden, der Raum oberhalb des Kolbens el ist durch die Leitung h, mit der Vorwärtshauptturbine
i, derjenige des Kolbens e. durch die Leitung k,
mit der Rückwärtshauptturbine
i, verbunden, und zwar sind die Verbindungsleitungen an Stellen angeschlossen, an
denen der Dampfdruck mit der Belastung der Turbine ansteigt, also bei einer Turbine
mit Aktionsrad, z. B. wie in der Abbildung dargestellt, an die Kammer hinter dem
Aktionsrad. Bei einer Turbine ohne Aktionsrad kann der Anschluß vor dem ersten Laufkranz
oder an einer beliebigen Druckstufe erfolgen. Wird nun z. B. die Vorwärtsturbine
belastet, so stellt sich ein bestimmter Kammerdruck ein, der den Kolben el entgegen
der Kraft der Feder nach unten drückt und das Ventil um einen gewissen der Belastung
entsprechenden Betrag schließt. Die Kraft der Feder ist so bemessen, daß von einer
gewissen Belastung ab, bei welcher die Kondensatmenge für den in , dieser
Abbildung- nicht dargestellten Kühler ausreicht, das Ventil durch den Kammerdruck
ganz geschlossen wird. Die Belastung, bei welcher dies eintritt, kann durch Verstellen
der Federkraft mittels der Mutterk, nach Belieben eingestellt werden. Wird anderseits
die Rückwärtsturbine belastet, so wird das Ventil durch den auf den Kolbene, wirkenden
Kammerdruck der Rückwärtsturbine je nach dem Belastungsgrad geschlossen.
Bei Stillstand beider Turbinen wird das Ventil durch die Feder ganz offen gehalten.
Der Kolbene, ist größer als der Kolbene, dargestellt, weil in der Regel der Kammerdruck
der Vorwärtsturbine bei gleicher Dampfmenge höher als derjenige der Rückwärtsturbine
ist. Ist keine Rückwärtsturbine vorhanden, so kann der Kolbene, mit Zubehör natürlich
fortfallen, Auch7 bei dieser Anordnung wird nur so viel Wasser durch die Umlaufleitung
in den- Kondensator zugesetzt, daß zum Niederschlagen des Abdampfes der Dampfstrahlluftpumpe
gerade genügend Kondensat durch den Kühler fließt. Es wird daher bei jeder Belastung
der Hauptmaschine der größtmögliche Teil der Abdampfwärme der Dampfstralilluftpilmpe
nutzbar gemacht, und es werden durch das selbsttätige Öffnen und Schließen des Ventils
Betriebsstörungen unmöglich gemacht.
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Ist die Hauptmaschine eine Kolbenmaschine, so kann auch in diesem
Falle der Raum oberhalb des Kolbens e, mit einem Raum der Hauptmaschine verbunden
werden, in dem der Druck entsprechend der Belastung ansteigt, z. B. mit einem Aufnehmer.
Für Vorwärts- -und Rückwärtsgang ist dann nur der Kolben e. erforderlich.