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Dampfkraftanlage mit von einem Hochdrucknetz gespeister Dampfturbine und von einem Mitteldrucknetz gespeisten Dampfverbrauchern mit schwankendem Dampf- bedarf.
Die Erfindung betrifft Dampfkraftanlagen, bei weichen einerseits eine oder mehrere Hochdruck- turbinen von einem Hochdrucknetz und anderseits mit Mitteldruck und schwankendem Dampfbedarf ohne nennenswerten Gegendruck arbeitende Kolbendampfmaschinen, wie Schmiedehämmer, Schmiedepressen, Fördermaschinen od. dgl. von einem Mitteldrucknetz ais gespeist werden sollen. Die Erfindung
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und derselben Kesselanlage zu erzeugen, den für die Kolbenmaqchine benötigten Dampf vor dem Einlass in diese Maschinen erst im Hochdrucknetz nutzbringend auf die Mitteldruckspannung zu entspannen und auch den Abdampf der Kolbenmaschine noch nutzbringend zu verwerten. Ferner soll der Druck
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halten werden.
Dieser Zweck wird erfindungsgemäss zunächst dadurch erreicht, dass die Kolbendampfmaschinen als Druckminderer zwischen der Hochdruck-und der Niederdruckstufe einer Zweidruckturbine in der Weise betrieben werden, dass der Dampf dem Mitteldrucknetz arbeitleistend durch die Hochdruckstufe der Turbine zugeführt und aus den Kolbendampfmaschinen als Abdampf in die Niederdruckstufe der Turbine geleitet wird, nach dem er unter entsprechender Entspannung in den Kolbendampfmaschinen seine Arbeit geleistet hat. Dieses Verfahren würde sich mit gleichmässigem Kesselbetrieb ohne weiteres durchführen lassen, wenn der Dampfbedarf der Kolbendampfmaschinen gleichmässig wäre.
Doch lässt sich infolge des schwankenden Dampfbedarfes derselben der Kesseldrack bei gleichbleibender Dampferzeugung dann nicht ohne weiteres gleichmässig erhalten, wenn die Turbinenbelastung an sich gleichbleibt. Wenn man nämlich annimmt, anstelle der Kolbendampfmaschine trete eine entsprechende Mitteldruckstufe der Turbine und der Dampf leiste darin jeweils die gleiche Arbeit, die er in den Kolbendampfmaschinen innerhalb der dort gegebenen Expansionsgrenzen leistet, so ist der schwankende Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz gleichbedeutend mit etwa proportional zu den Schwankungen sich ändernder Turbinenleistung, also entsprechend sich ändernden Betriebsbedingungen für den Kessel.
Um derartige Änderungen der Betriebsverhältnisse zu vermeiden, d. h. den Kesselbetrieb gleichmässig und die Belastung der Turbine im ganzen gleichbleibend erhalten zu können, wird erfindungsgemäss die grösste, die Hoehdruckstufe der Turbine durchströmende Dampfmenge auf den mittleren Dampfbedarf der Kolbendampfmaschinen beschränkt und zur Deckung des Spitzenbedarfes im Mitteldrucknetz ein Wärmespeicher benutzt, der bei geringerem Verbrauch aus dem Hoehdrucknetz geladen wird. Die Frischdampffüllung der Turbine wird demnach durch den Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz bestimmt und darf nur so lange wachsen, bis sie die gesamte dem mittleren Verbrauch im Mitteldrucknetz angepasste, im Kessel erzeugte Dampfmenge beträgt.
Die Regelung der Füllung der Hochdruckstufe erfolgt vorteilhaft in Abhängigkeit vom Druck im Mitteldrucknetz, während die Füllung der Nierderdruckstufe der Turbine durch den Druck in der Abdampfleitung der Kolbendampfmaschine geregelt wird. Da der letztere von der Füllung der Hoehdruckstufe abhängig ist, sind beide Regler zweckmässig zwangläufig miteinander verbunden, so dass
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durch die doppelte Regelung eine erhöhte Sicherheit geboten wird. Die Ladung'und Entladung des Speichers erfolgt in Abhängigkeit . om Druck im Hochdrucknetz.
Durch die Erfindung werden wirtschaftliche Vorteile insbesondere dann erzielt, wenn man eine Anlage nach der Erfindung in Verbindung mit andern Maschinen betreibt, die von einem besonderen Dampfnetz gespeist werden. Man kann z. B. die Turbine dazu benutzen, einen elektrischen Stromerzeuger anzutreiben, der auf das von der Zentrale gespeiste Hauptnetz arbeitet. Wenn dabei die Kessel der Zentrale Mitteldrjckdampf liefern, so erzielt man den Vollteil, dass die Leistung, die von der Turbine mittels des wertvollen Hochdruckdampfes aufgebracht wird, von der Zentrale durch den weniger wirtschaftlichen Mitteldruckdampf nicht mehr aufgebracht zu werden braucht, dass also die Kessel der Zentrale entsprechend weniger Mitteldruckdampf zu erzeugen haben.
Selbst wenn aber die Zentrale mit Hochdruckdampf arbeitet und noch soviel Dampf liefern könnte, als nach künstlicher Druekminderung zum Betrieb der Schmiedemaschinen erforderlich ist, erzielt man immer noch den Vorteil, dass infolge der erfindungsgemäss vorgenommenen Verbindung von Zweidruckturbine und Kolbenmaschinen eine künstliche Druckverminderung und die damit verbundenen Verluste vermieden werden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Gemäss der Darstellung ist zwischen die Hochdruckstufe h und die Niederdruekstfe 'einer Zweidrückturbine, deren Hochdruckstufe vom Kessel k aus mit Dampf von etwa 30 Atm. gespeist wird, das etwa unter 10 Atm. stehende Mitteldrucknetz mit den Verbrauchern eingeschaltet, in der Weise, dass dem Mitteldruclmetz der Abdampf der Hochdruckstufe h zugeführt wird, während der Abdampf der Verbraucher v in die Niederdruckstufe n der Turbine geleitet wird. In die Zuleitungen der Turbinenstufen sind die Regelventile r, f1 eingebaut, deren ersteres durch den Dampfdruck im Mitteldrucknetz gesteuert wird, während das letztere durch den Dampfdruck in den Abdampfleitungen der Mitteldruckverbraucher gesteuert wird.
Beide Regler können ausserdem zwangläufig miteinander verbunden sein, wie in der Zeichnung gestrichelt angegeben ist. Von der vom Kessel gespeisten Hochdruckleitung führt
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ist, zu einem Dampfspeicher s, der ausserdem über die Leitung I mit vom Hochdrucknetz aus gesteuertem und auf Unterdruck ansprechendem Ventil f4 mit dem Mitteldrucknetz in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise dieser Anlage ist folgende : Die Dampferzeugung im Kessel 7c wird dem mittleren Bedarf im Mitteldrucknetz angepasst und der Dampf strömt unter normalen Verhältnissen durch das vom Druck im Mitteldrucknetz gesteuerte Ventil r in seiner Gesamtheit in die Hochdruckstufe der Turbine, woselbst er auf etwa 10 Atm. entspannt wird, um alsdann in das Mitteldrucknetz bzw. die Mitteldruckverbraucher za gelangen. Hier dehnt er sich, weitere Arbeit leistend, bis auf etwa Atmosphärendruck aus und tritt dann in die Niederdruckstufe der Turbine ein, um dort bis auf Kondensatorspannung zu expandieren.
Steigt der Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz über den der Erzeugung entsprechenden Normalbedarf, so sucht der im Mitteldrucknetz abnehmende Druck durch entsprechende Einstellung des Ventiles f die Füllung der Hochdruckstufe der Turbine zu vergrössern. Infolgedessen beginnt der Druck im Hochdrucknetz zu sinken, was zur Folge hat, dass das Ventil 1'4 der zum Mitteldrucknetz führenden Speicherleitung geöffnet wird, so dass der im Mitteldrucknetz fehlende Dampf nunmehr vom Speicher geliefert wird. Ist umgekehrt der Dampf bedarf-im Mitteldrueknetz geringer als der mittlere Verbrauch, oder die Ergänzung, so steigt der Druck im Mitteldrucknetz und in der Abdampfleitung.
Infolgedessen wird sowohl das Ventil r, wie auch das Ventil 1'1 nach Massgabe des steigenden Druckes geschlossen. Der Dampfdruck in der Hochdruckleitung wird daher über den Normaldruck steigen und infolgedessen wird das Ventil 1'3 der zum Speicher führenden Leitung geöffnet, so dass der Speicher geladen wird. Der Kesselbetrieb kann daher vollständig gleichmässig erhalten werden, da er nunmehr von dem schwankenden Verbrauch in der Mitteldruckleitung nicht mehr beeinflusst wird.