DE818197C - Two-pressure boiler system for high-pressure locomotives - Google Patents
Two-pressure boiler system for high-pressure locomotivesInfo
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Description
Zweidruckkesselanlage für Hochdrucklokomotiven Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zweidruckkesselanlage für Hochdrucklokomotiven, bei welcher in bekannter Weise im Rauchgasweg hinter dem Hochdruckkessel ein Rauchröhrenniederdruckkessel eingeschaltet ist. Der Niederdruckkessel dient in der Hauptsache als Speisewasservorwärmer für den Hochdruckkessel; außerdem wird noch etwas Dampf für die Hilfsmaschinen aus ihm entnommen. Die bisher ausgeführten Hochdrucklokomotiven der Zweidruckbauart haben den an sie gestellten Anforderungen in betrieblicher Hinsicht im allgemeinen entsprochen, nur wurden Bedenken dahin geltend gemacht, daß die Bedienung und Überwachung einer solchen Lokomotive größere Anforderungen an das Bedienungspersonal stelle als eine übliche Lokomotive für niederen Druck. Der Druck im Niederdruckkessel ist bei den bisherigen Ausführungen von der Feuerführung und der Kesselbelastung abhängig. Da die Hilfsmaschinen, wie Speisepumpen, Luftkompressor für die Bremsen usw., zweckmäßigerweise mit Niederdruckdampf betrieben wurden, so stellte sich der Übelstand ein, daß durch die Druckänderung des Betriebsdampfes ein öfteres Nachregulieren der Frischdampfzufuhr für die Hilfsmaschinen notwendig wurde.Dual pressure boiler system for high pressure locomotives The present invention refers to a two-pressure boiler system for high-pressure locomotives in which in a known manner in the flue gas path behind the high pressure boiler a smoke tube low pressure boiler is switched on. The low-pressure boiler mainly serves as a feed water preheater for the high pressure boiler; In addition, there is still some steam left for the auxiliary machines taken from him. The previously executed high-pressure locomotives of the dual-pressure design have the requirements placed on them in operational terms in general complied, only concerns were raised about the operation and monitoring such a locomotive places greater demands on the operating personnel than a common low pressure locomotive. The pressure in the low pressure boiler is in the previous versions depending on the fire control and the boiler load. Since the auxiliary machines, such as feed pumps, air compressors for the brakes, etc., expediently were operated with low pressure steam, so the problem arose that through the pressure change in the operating steam requires more frequent readjustment of the live steam supply became necessary for the auxiliary machines.
Die Betriebsweise wird nun erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß bei fallendem Druck im Niederdruckkessel durch ein Druckreduzierventil automatisch Dampf vom Hochdruckkessel nach dem Niederdruckkessel übergeführt wird, so daß immer der gewünschte Kesseldruck aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird die Bedienung der Hilfsmaschinen, erleichtert.The mode of operation is now improved according to the invention in that automatically when the pressure in the low-pressure boiler falls by means of a pressure reducing valve Steam is transferred from the high pressure boiler to the low pressure boiler, so that always the desired boiler pressure is maintained. This way the operation the auxiliary machines, relieved.
Es ist bereits ein Zweidruckkessel für eine Hochdrucklokomotive bekanntgeworden. Im Niederdruckkessel wird jedoch eine starke Druckschwankung zwischen 15 und zo at zugelassen. Erst wenn der Druck für den Betrieb der Hilfsmaschinen auf den unteren Grenzwert gesunken ist, wird durch ein selbsttätiges Druckreduzierventil gedrosselter Hochdruckdampf nach dem im Führerhaus befindlichen Dampfverteiler übergeleitet. Auf den Druck im Niederdruckkessel selbst hat das Druckreduzierventil keinen Einfluß, und daher werden die mit der vorliegenden Erfindung angestrebten Vorteile nicht erreicht.A two-pressure boiler for a high-pressure locomotive has already become known. In the low-pressure boiler, however, a strong pressure fluctuation between 15 and zo at approved. Only when the Pressure for the operation of the auxiliary machines has dropped to the lower limit value is controlled by an automatic pressure reducing valve throttled high-pressure steam transferred to the steam distributor located in the driver's cab. The pressure reducing valve has no influence on the pressure in the low pressure boiler itself, and therefore, the advantages sought by the present invention will not be achieved achieved.
Vorteilhaft wird noch in der Überströmleitung hinter dem Druckreduzierventil ein Dampfbehälter eingeschaltet, aus welchem der gedrosselte Hochdruckdampf zum Betrieb der Hilfsmaschinen entnommen wird. Der Dampf kann aber auch in den Niederdruckkessel, und zwar in den Dampfraum wie auch in den Wasserraum eingeblasen werden; in letzterem Falle wird das Einblasrohr mit Verteilungsdüsen versehen, um stärkere Wasserschläge zu verhüten. Durch die Einschaltung eines Dampfbehälters wird der Vorteil erreicht, daß die durch die Drosselung entstandene Überhitzung des übergeschleusten Dampfes erhalten bleibt, so daß, selbst wenn der Hilfsmaschinendampf nicht aus einem Überhitzer entnommen wird, diese Hilfsmaschinen mit überhitztem Dampf betrieben werden. Gerade bei diesen unwirtschaftlichen Maschinen mit ihren großen Füllungen bringt schon eine verhältnismäßig niedrige Überhitzung eine sehr erhebliche Herabsetzung des Dampfverbrauchs.It is also advantageous in the overflow line behind the pressure reducing valve switched on a steam tank, from which the throttled high-pressure steam to Operation of the auxiliary machines is taken. The steam can also be fed into the low-pressure boiler, to be blown into the steam space as well as into the water space; in the latter Trap, the injection pipe is fitted with distribution nozzles to prevent stronger water hammer to prevent. By switching on a steam container, the advantage is achieved that the throttling caused the overheating of the steam that has passed through is maintained so that even if the auxiliary engine steam is not coming from a superheater is taken, these auxiliary machines are operated with superheated steam. Just With these uneconomical machines with their large fillings, it does a relatively low superheat a very significant reduction in the Steam consumption.
Diese automatische Aufrechterhaltung des Niederdruckkesseldruckes gibt aber noch einen neuen besonderen Vorteil. Da der Niederdruckkessel zur thermischen Speisewasseraufbereitung dienen sollte, so erfüllte er wohl bisher im regelmäßigen Betrieb einigermaßen seine Aufgabe; aber sobald der Kesseldruck durch irgendeinen Betriebsanlaß plötzlich abfiel, wurden die als Kesselschlamm ausgeschiedenen Kesselsteinbildner durch das Aufkochen des Kesselwassers wieder hochgewirbelt, und auf diese Weise gelangte dann doch verunreinigtes Speisewasser über die Speiseeinrichtungen in den Hochdruckkessel. Die Aufgabe des Niederdruckkessels wurde also in dieser Hinsicht nicht voll erfüllt. Man hat zwar schon vorgeschlagen, durch einen abgeteilten ringförmigen Raum im Niederdruckkessel den Kesselwasserschlamm aus dem Hochdruckspeisewasser auszuscheiden, aber das ist mit der bekannten Anordnung aus vorgenannten Gründen nicht zu erwarten. Deshalb bezieht sich ein weiterer Teil der Erfindung auf die Art der Speisewasserreinigung für den Hochdruckteil. Für den Hochdruckkessel ist dies ein sehr wichtiger Umstand, weil die Lokomotiven ja ohne Änderung der ganzen Betriebsverhältnisse im Eisenbahnbetrieb möglichst mit Rohwasser gespeist werden sollten.This automatic maintenance of the low-pressure boiler pressure but there is also a new special advantage. Since the low pressure boiler is used for thermal Should serve feed water treatment, so he probably fulfilled so far on a regular basis Operation to some extent its job; but as soon as the boiler pressure by any The reason for the operation suddenly ceased, the scale-forming agents separated out as boiler sludge became whirled up again by the boiling of the boiler water, and in this way then contaminated feed water got into the via the feed facilities High pressure boiler. The task of the low pressure boiler was so in this regard not fully met. It has already been proposed to use a divided ring-shaped Room in the low-pressure boiler removes the boiler water sludge from the high-pressure feed water to be eliminated, but that is with the known arrangement for the aforementioned reasons not to be expected. Therefore a further part of the invention relates to the Type of feed water cleaning for the high pressure part. For the high pressure boiler is This is a very important fact, because the locomotives do not change anything Operating conditions in railway operations are fed with raw water as far as possible should.
Die Beseitigung dieses Mangels geschieht dadurch, daß im Niederdruckkessel seitlich neben den Rauchrohren entweder an jeder Seite oder nur an einer Seite ein Schlammabscheideraum (Wasserklärraum) angeordnet ist, der sich über einen großen Teil der Kessellänge erstreckt, so daß die Wassergeschwindigkeit geringer ist als die Sinkgeschwindigkeit der Verunreinigungen. Die Wirkung dieser Absetzräume läßt sich noch dadurch verbessern, daß in ihrem oberen Teil zum Ausscheiden der Kesselsteinbildner Filtermasse in an sich bekannter Weise eingefüllt wird, die z. B. aus Koks oder Steinsplitt bestehen kann. Diese Füllung ruht auf einem Sieb, so daß sie nicht mit dem Speisewasser nach dem Hochdruckkessel mitgenommen werden kann. Zweckmäßigerweise werden nun die Außenwände dieser Räume nicht isoliert, sondern dem Fahrwind ausgesetzt, so daß das zur Hochdruckspeisepumpe fließende Speisewasser um einige Grade unterkühlt wird. Bei den in Frage kommenden Drükken von etwa 15 bis 2o at für den Niederdruckkessel machen 2° Unterkühlung schon einen Druckunterschied im Dampfdruck von etwa 1= at aus. Im Wasserraum der Speisepumpe wird auf diese Weise eine Dampfbildung vgrhindert und dadurch ihre Förderung sichergestellt.This deficiency is eliminated by the fact that in the low-pressure boiler on the side of the smoke tubes either on each side or only on one side Sludge separation room (water clarification room) is arranged, which extends over a large Part of the boiler length extends so that the water speed is less than the rate of descent of the impurities. The effect of these sedimentation rooms leaves can be improved by the fact that in their upper part to the excretion of the scale-forming agents Filter mass is filled in a known manner, the z. B. from coke or Stone chippings can exist. This filling rests on a sieve so that it doesn't come with can be taken along with the feed water after the high-pressure boiler. Appropriately the outer walls of these rooms are not isolated, but exposed to the wind, so that the feed water flowing to the high pressure feed pump is subcooled by a few degrees will. At the pressures in question of about 15 to 20 atm for the low-pressure boiler make 2 ° subcooling already a pressure difference in the vapor pressure of about 1 = at the end. This prevents the formation of steam in the water space of the feed pump thus ensuring their support.
Im Hochdruckdampfbetrieb ist es außerdem außerordentlich wichtig, die sauerstoffhaltige Luft aus dem Speisewasser zu entfernen, um die sonst im Hochdruckkessel auftretenden starken Korrosionen zu verhüten, was durch Vorwärmung des Speisewassers und die Entnahme von Dampf aus dem Niederdruckkessel erreicht wird. Durch alle diese Maßnahmen wird für den Hochdruckkessel ein einwandfreies Speisewasser gewonnen, das auch noch durch chemische Zusätze in bekannter Weise verbessert werden kann.In high pressure steam operation, it is also extremely important to remove the oxygen-containing air from the feed water in order to avoid the otherwise in the high-pressure boiler to prevent severe corrosion, which can be achieved by preheating the feed water and the extraction of steam from the low pressure boiler is achieved. Through all of these Measures, perfect feed water is obtained for the high-pressure boiler, which can also be improved in a known manner by chemical additives.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, z. B. beim Anfahren oder auf starken Steigungen, den im Niederdruckkessel gespeicherten Wärmevorrat durch Absenkung des Druckes zu einer zusätzlichen Dampfbildung heranzuziehen. In diesem Falle wird das Druckreduzierventil durch Handbetätigung eines Absperrventils o. dgl. Maßnahmen seitens des Lokomotivführers vom Führerstand aus außer Tätigkeit gesetzt, so daß dann für kurze Zeit der im Niederdruckkessel frei werdende Dampf mit für die verlangte Leistungssteigerung herangezogen werden kann. Wenn das automatische Überschleusen des Hochdruckdampfes in diesem Falle weiter vor sich ginge, so würde der Druck im Hochdruckkessel sinken, was in solchen Ausnahmefällen verhindert werden muß.In some cases it is advantageous e.g. B. when starting or on steep gradients, the heat stored in the low pressure boiler by lowering of the pressure to use for an additional steam generation. In this case it will the pressure reducing valve by manual actuation of a shut-off valve or similar measures put out of action by the engine driver from the driver's cab, so that then for a short time the steam released in the low-pressure boiler for the required Increase in performance can be used. If the automatic pass-through of the high-pressure steam continued in this case, the pressure in the High pressure vessels sink, which must be prevented in such exceptional cases.
In der schematischen Zeichnung sind die beschriebenen Einrichtungen dargestellt.In the schematic drawing are the facilities described shown.
A ist der Hochdruckkessel, im vorliegenden Beispielals Wasserrohrkessel mit Trommel A1 für 8o bis ioo at gedacht. Es könnte aber auch jede andere Hochdruckkesselbauart gewählt werden, ohne daß der Erfindungsgegenstand geändert wird. B ist der Rauchröhrenniederdruckkessel; C stellt schematisch den Vorratsbehälter für das Speisewasser auf dem Tender dar; D sind die Hochdruckspeisepumpen ; E ist eine der Niederdruckspeiseeinrichtungen, in diesem Falle ebenfalls eine Dampfpumpe, die zweite könnte auch ein Injektor sein. Die Kesselanlage wird durch den unterhalb der Feuerbuchse des Hochdruckkessels angebrachten, nicht dargestellten Rost oder durch eine Kohlenstaub- oder eine Ölfeuerung beheizt. Die Abgase des Hochdruckkessels gehen noch mit verhältnismäßig hoher Temperatur in die Rauchrohre des Niederdruckkessels, die ihrerseits die nicht dargestellten Rauchrohrüberhitzer (Hochdruckdampf- und Zwischendampfüberhitzer) enthalten. F ist ein Abdampfspeisewasservorwärmer.A is the high pressure boiler, in the present example as a water tube boiler with drum A1 intended for 8o to ioo at. However, any other type of high-pressure boiler could also be used can be selected without changing the subject matter of the invention. B is the smoke tube low pressure boiler; C schematically represents the feed water reservoir on the tender; D are the high pressure feed pumps; E is one of the low-pressure feed devices in this case also a steam pump, the second could also be an injector. The boiler system is attached through the under the fire socket of the high pressure boiler, grate, not shown, or heated by a pulverized coal or oil furnace. The exhaust gases from the high-pressure boiler are still at a relatively high temperature into the flue pipes of the low-pressure boiler, which in turn are not shown Flue tube superheater (high pressure steam and intermediate steam superheater) included. F is an exhaust steam feed water preheater.
Die Arbeitsweise der Anlage ist nun folgende: Die Niederdruckspeisepumpe E saugt durch Leitung i das Speisewasser aus dem Tenderbehälter C an und drückt es durch die Leitung 2 über das Speiseventil 3, Vorwärmer F und Leitung 3' in den Speisedom 4 des Niederdruckkessels. Im Wasserraum des Niederdruckkessels B sind Schlammabsetzräume 5 seitlich neben den Rauchrohren angebracht, die in ihren oberen Teilen Siebe 6 enthalten, auf welchen der Filterstoff, z. B. Koks oder Steinsplitt, gelagert ist. Die Innenwände 7 dieser Absetzräume sind bis etwas unter den niedrigsten Wasserstand im Niederdruckkessel hochgeführt. Das im Niederdruckkessel B erhitzte Wasser tritt nun aus dem beheizten Wasserraum von oben in die beiden Absetzräume 5 mit den Filtern, und von dort aus saugt nun eine der HochdruckspeisepumpenD durch Leitungen 8 u-id h' das Speisewasser für den Hochdruckkessel gereinigt an urd drückt es durch eine der Leitungen 9 oder 9' über Speiseventil io und io' in die Hochdruckkesseltrommel A, wo es verdampft und durch Leitung ii sowie Absperrorgan 12 über den Hochdrucküberhitzer zu der nicht dargestellten Hochdruckstufe der Lokomotivmaschine geleitet wird. Der Betriebsdampf für die Hilfsmaschinen wird nun vom Dampfdom 13 des Niederdruckkessels über Absperrventil 14 und Leitungen 15 und 15' zu den Speisepumpen D und E und etwaigen anderen Hilfseinrichtungen und eventuell auch zur Zugheizung durch Leitung 16 mit Absperrventil 17 geschickt. Um im Notfall auch mit gedrosseltem Hochdruckdampf die Hilfsmaschinen betreiben zu können, ist noch eine Hilfsleitung 18 mit Ventil i9 zwischen Dampfentnahmeleitungen ii und 15' eingeschaltet.The system now works as follows: The low-pressure feed pump E sucks through line i the feed water from the tender container C and pushes it through line 2 via feed valve 3, preheater F and Line 3 'into the feed dome 4 of the low-pressure boiler. In the water space of the low pressure boiler B are sludge settling rooms 5 attached to the side next to the smoke pipes, which in their Upper parts contain screens 6 on which the filter material, e.g. B. coke or stone chippings, is stored. The inner walls 7 of these sedimentation rooms are slightly below the lowest The water level in the low-pressure boiler is raised. The heated in the low pressure boiler B. Water now comes out of the heated water space from above into the two settling spaces 5 with the filters, and from there one of the high-pressure feed pumps D sucks through Lines 8 u-id h 'the feed water for the high-pressure boiler is cleaned and presses it through one of the lines 9 or 9 'via feed valve io and io' into the high-pressure boiler drum A, where it evaporates and through line ii and shut-off element 12 via the high-pressure superheater is passed to the high pressure stage, not shown, of the locomotive engine. Of the Operating steam for the auxiliary machines is now from the steam dome 13 of the low-pressure boiler Via shut-off valve 14 and lines 15 and 15 'to feed pumps D and E and any other auxiliary devices and possibly also for train heating through line 16 with Shut-off valve 17 sent. In order to use throttled high-pressure steam in an emergency To be able to operate auxiliary machines is still an auxiliary line 18 with valve i9 switched on between steam extraction lines ii and 15 '.
Zur Überführung von Hochdruckdampf nach dem Niederdruckkessel dient Leitung 20 mit Absperrventil 21 und automatischem Druckreduzierventil 22. Dieser gedrosselte Dampf geht zuerst in den Behälter 23; von dort wird er über Ventil 24 durch Leitung 25 entweder in das Wasser des Niederdruckkessels durch ein Düsenrohr 26 eingeblasen oder durch Leitung 27 und Ventil 25 in die Leitungen 15 und 15' eingelassen, um als Betriebsdampf für die Hilfsmaschinen zu dienen. Der Behälter 23 kann auch die Heißdampfsammelkammer des Niederdrucküberhitzers sein. Die Hilfsmaschinen können also entweder unmittelbar Dampf aus dem Niederdruckkessel erhalten oder, falls der erzeugte Niederdruckdampf nicht ausreicht, erhalten sie zu ihrem Betrieb gedrosselten Hochdruckdampf, der durch die Drosselung noch etwas überhitzt ist. Die Dampf überhitzer wie auch die Dampfzylinder sind, wie schon angedeutet, nicht dargestellt.Used to transfer high pressure steam to the low pressure boiler Line 20 with shut-off valve 21 and automatic pressure reducing valve 22. This throttled steam goes first into container 23; from there it is via valve 24 through line 25 either into the water of the low-pressure boiler through a nozzle pipe 26 blown in or let into lines 15 and 15 'through line 27 and valve 25, to serve as operating steam for the auxiliary machines. The container 23 can also be the superheated steam collecting chamber of the low-pressure superheater. The auxiliary machines can So either get steam directly from the low-pressure boiler or, if the If the low-pressure steam generated is insufficient, they get throttled for their operation High-pressure steam that is still somewhat overheated due to the throttling. The steam superheater as well as the steam cylinders, as already indicated, are not shown.
Für die Speisung wird ein nicht dargestellter Speisewasserregler verwendet, der auf ein Speiseventil 3 oder auf die Förderung der Hochdruckpumpe E in bekannter Weise einwirkt und von einem festen Ausdehnungskörper betätigt wird. Ein Schwimmerregler ist bei den Bewegungen des `'Wasserinhaltes schlecht geeignet. Der Kesselschlamm aus dem beheizten Niederdruckkesselraum kann durch Abschlammventil 29 und aus den Schlammabscheideräumen 5 durch Abschlammventile 30 von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Die Absetzbehälter sind durch Luken 31 zu reinigen. Durch die oberen Luken kann auch das Filtermaterial in gewissen Zeiträumen ausgewechselt werden. In der schematischen Zeichnung sind zu ihrer Vereinfachung nicht alle für den Betrieb erforderlichen Armaturen dargestellt.A feed water regulator, not shown, is used for the feed, which acts on a feed valve 3 or on the delivery of the high-pressure pump E in a known manner and is actuated by a fixed expansion body. A float regulator is poorly suited to the movements of the water content. The boiler sludge from the heated low-pressure boiler room can be drained from time to time through blowdown valve 29 and from the sludge separation rooms 5 through blowdown valves 30. The sedimentation tanks are to be cleaned through hatches 31. The filter material can also be replaced at certain times through the upper hatches. In order to simplify the diagram, not all of the fittings required for operation are shown in the schematic drawing.
Durch die beschriebene Erfindung ist die Bedienung der Hochdruckzweidruckkesselanlage so vereinfacht wie die eines gewöhnlichen Lokomotivkessels. Der Heizer hat nur auf den Wasserstand des Hochdruckkessels zu achten. Der Druck im Niederdruckkessel und die Niederdruckspeisung regulieren sich selbsttätig; außerdem sind die bestehenden Schwierigkeiten in der Speisewasserfrage behoben, und die Verwendung von ungereinigten Rohwässern ist zulässig.The described invention enables the operation of the high-pressure two-pressure boiler system as simplified as that of an ordinary locomotive boiler. The heater is only open to pay attention to the water level of the high pressure boiler. The pressure in the low pressure boiler and the low pressure feed regulate themselves automatically; also are the existing ones Difficulties in the feed water issue have been resolved, and the use of untreated Raw water is permitted.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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| DEH1590A DE818197C (en) | 1950-02-14 | 1950-02-14 | Two-pressure boiler system for high-pressure locomotives |
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| DEH1590A DE818197C (en) | 1950-02-14 | 1950-02-14 | Two-pressure boiler system for high-pressure locomotives |
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| DE818197C true DE818197C (en) | 1951-10-22 |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE818197C (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2283822A2 (en) | 2003-08-04 | 2011-02-16 | Bend Research, Inc. | Spray drying processes for forming solid amorphous dispersions of drugs and polymers |
| EP2548894A1 (en) | 2005-02-03 | 2013-01-23 | Bend Research, Inc. | Pharmaceutical compositions with enhanced performance |
-
1950
- 1950-02-14 DE DEH1590A patent/DE818197C/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| EP2283822A2 (en) | 2003-08-04 | 2011-02-16 | Bend Research, Inc. | Spray drying processes for forming solid amorphous dispersions of drugs and polymers |
| EP2548894A1 (en) | 2005-02-03 | 2013-01-23 | Bend Research, Inc. | Pharmaceutical compositions with enhanced performance |
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