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Dampfanlage.
Bei den meisten Dampfkessel- und Dampfmaschinenbetrieben ist es bekanntlich nicht möglich, die Dampferzeugung der Zeit nach mit dem Dampfbedarf genau in Übereinstimmung zu bringen. Während dieser letztere zwischen einem Höchstwert und Null in häufig unvorherzusehender Weise schwanken kann, kann diesen Schwankungen die Dampferzeugung nicht ohne weiteres angepasst werden, denn die Feuerung benötigt erhebliche Zeit, um in einen andern Zustand versetzt zu werden. Man hat schon lange versucht, diesen Übelstand durch betriebliche oder bauliche Massnahmen zu verringern.
Bekanntlich könnten nämlich die Kessel kleiner gemacht und im Brennmaterial grosse Ersparnisse erzielt werden, wenn es gelingen würde, die Feuerung gleichmässig zu betreiben oder wenn die Möglichkeit bestünde, beständig zu Zeiten geringen Dampfbedarfes den Überschuss an erzeugtem Dampf aufzuspeichern und umgekehrt zu Zeiten grösseren Bedarfes den Ausfall aus dem so geschaffenen Vorrat zu decken. Die hiefür gemachten Vorschläge gehen vielfach darauf hinaus, in besonderen Speichern Wasser unter dem Kesseldruek gleichem oder annähernd gleichem Druck und entsprechend hoher Temperatur anzusammeln, das entweder unmittelbar zur Dampflieferung herangezogen wird oder aber als hocherhitzte Speisewasser in den Dampfkessel zu Zeiten hohen Dampfbedarfes eingeführt wird.
Bei solchen Anlagen, die mit einem Speicher der letzterwähnten Art ausgerüstet sind, wird durch die Massnahmen gemäss der Erfindung eine gesteigerte Überlastungsfähigkeit des Kessels herbeigeführt. Nach der Erfindung wird in dem Speisewasserbehälter, in welchem das Wasser unter Kesseldruck oder annähernd gleich hohem Druck und entsprechend hoher Temperatur für die Zeiten hoher Belastung angesammelt ist, durch zeitweiseDruckerniedrigungDampf von geringerer Spannung als der Kesselspannung zurDeekung übermässigen Bedarfes an Niederdruckdampf erzeugt. Hiebei kann gleichzeitig die Speisung des Kessels aus dem Behälter mit dem hocherhitzte Wasser fortgesetzt werden, um auch eine möglichst hohe Dampflieferung des Kessels selbst zu erzielen.
Der im Behälter erzeugte Dampf von niedriger Spannung kann unmittelbar an die Dampfverbrauchsstellen, z. B. Heiz-oder Kochapparate, geleitet werden ; anderseits ist es bei Kraftbetrieb besonders vorteilhaft, wenn dieser Dampf einer Zwischenstufe der Hauptkraftmaschine zugeführt wird. Bei Dampfmaschinen wird man ihn demgemäss zwischen dem Hoch-und Niederdruckzylinder einleiten und bei Dampfturbinen in eine Stufe, deren Druck dem jeweiligen Druck des auf die angegebene Weise erzeugten Dampfes entspricht.
Häufig wird es zulässig und von Vorteil sein, zu Zeiten hohen Dampfbedarfes mit Dampf von niedriger Spannung in der Gesamtanlage zu arbeiten. In diesem Falle kann der in dem Behälter erzeugte Niederdruckdampf in die Hauptdampfleitung eingeführt werden und man lässt gleichzeitig den Druck im Kessel auf den Dampfdruck im Zwischenbehälter sinken. Auf diese Weise können zeitweilig sehr grosse Dampfmengen erzeugt werden.
Wenn der plötzliche Dampfbedarf hauptsächlieh in dem Teil der Dampfanlage auftritt, wo Niederdruckdampf gebraucht wird, so ist es auch möglich, dass dem Dampfkessel heisses Wasser entnommen wird, das dem Behälter zwecks Verdampfung durch Druckentlastung und Erzeugung von Niederdruck-
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dampf zugeführt wird. In diesem Falle ist also vorübergehend die Richtung des Wasserstromes während der Zeit höheren Dampfverbrauches umgekehrt, als bisher üblich, wo gerade zu Zeiten hohen Dampfverbrauches aus dem Behälter das heisse Wasser in den Kessel eingespeist wurde.
Wenn der Dampfverbrauch ausserordentlich gering ist, so lässt sich auch eine Aufspeicherung von Wärme dadurch erzielen, dass in bekannter Weise soviel Wasser in den Kessel gespeist wird, dass die nicht zur Dampferzeugung benötigte Wärme der Feuerung in dem Wasser als Flüssigkeitswärme durch Temperatursteigerung desselben gebunden wird. Wenn grössere Mengen von Wasser auf diese Weise hoch erhitzt und in dem Kessel und dem Speicher angesammelt werden, so kann eine erhebliche Dampfmenge zu Zeiten unvorhergesehenen Bedarfes damit erzeugt werden.
Fig. 1 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Fig. 2 zeigt eine ältere bekannte Dampfanlage.
Es ist in Fig. 1 a ein Dampfkessel, der seinen Dampf durch die Leitung b in den Hochdruckteil c einer Dampfmaschine schickt. Von hier gelangt der Dampf durch die Leitung d in den Niederdruckteil e und von da in bekannter Weise in einen Kondensator. Die Dampfmaschine dient beispielsweise zur Elektrizitätserzeugung in dem Generator f, dessen Belastung den bekannten Schwankungen unterworfen ist.
Weiterhin ist der Behälter g vorgesehen. In diesem wird in bekannter Weise zu Zeiten geringen Dampfbedarfes Wärme in Form von heissem Wasser aufgespeichert, beispielsweise dadurch, dass durch die Verbindungsleitung h heisse., Kesselwasser aus dem Kessel a nach dem Behälter g übergeleitet wird. Tritt jetzt infolge erhöhten Verbrauches an Elektrizität, also erhöhter Leistung des Stromrrzpugers t ein erhöhter Dampfverbrauch in der Dampfmaschine c, e ein, so kann dieser, ohne dass an der Feuerung des Kessels a eine Änderung vorgenommen wird, dadurch gedeckt werden, dass durch die Leitung i in die Leitung d zwischen dem Hoch-und Niederdruckzylinder Dampf aus dem Behälter g eingeleitet wird.
Die Menge von Dampf, die auf diese Weise in dem Behälter g erzeugt werden kann, ist einerseits durch den Inhalt des Speichers, anderseits durch die Temperatur des darin enthaltenen Wassers und den Druck bestimmt, welchen der erzeugte Dampf haben soll. Die Berechnungsweise hiefür ist allgemein bekannt und an sich sehr einfach. Soll gleichzeitig die Leistung des Kessels a erhöht werden, so kann durch die Leitung h in bekannter Weise dem Speicher g Speisewasser entnommen werden. Anderseits kann aber auch, wenn die Dampferzeugung im Speicher g besonders stark oder andauernd sein soll, durch die Leitung h aus dem Kessel Wasser zum Speicher g übergeführt werden.
Selbstverständlich verdampft in gimmer nur ein Teil des darin enthaltenen Wassers ; der Rest kann in Zeiten geringen Dampfverbrauches im Kessel a wieder angewärmt werden. Dieses letztere ist an sich bekannt.
Als vorteilhaft hat sich die Anordnung einer Dampfleitung k erwiesen, die ermöglicht, zum Anwärmen des Behälterwassers bzw. zum Aufspeichern von Wärme, auch Dampf aus der Zwischenstufe zwischen dem Hoch-und Niederdruckzylinder zu entnehmen. Es sei jedoch bemerkt, dass diese Art der Speicherung von Wärme längst bekannt ist.
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machen, ist in Fig. 2 eine Dampfanlage dargestellt, welche für eine bisherige Art der Speicherung von Wärme in Form von heissem Wasser eingerichtet ist. Hier liefert der Dampfkessel a'ebenfalls Dampf für den Hochdruckteil der Dampfmaschine. ;', jedoch wird der gesamte Abdampf der Hochdruckstufe durch die Leitung d'in den Speieher g'geführt. Von hier gelangt Dampf durch die Leitung d"zum Nieder- druckteile e'und von da in bekannter Weise in den Kondensator.
Das Ansammeln von Wärme im Speichers geschieht bei dieser Art der Anlage nur dann, wenn die benötigte Leistung im Niederdruckteil e'geringer ist, als der in die Leitung d'gelangenden Dampfmenge des Hochdruckteils ;' entspricht ; sollte diese Leistung grösser sein, so wird in dem Speicher g'ein Teil des Wasserinhalts verdampfen und hiedurch den Mehrbedarf an Dampf im Niederdruckteil decken.
Gegenüber der neuen Anordnung nach Fig. l besteht der Nachteil, dass die Dampferzeugung im Speicher g'bezogen auf 1 m3 Wasser viel geringer ist : In Fig. 1 kann der Speicher g mit Wasser von Kesseldruck und Kesseltemperatur gefüllt werden und demgemäss von diesem Zustand herunter bis auf beispielsweise 1 Atm. ausgenutzt werden, während bei dem Beispiel nach Fig. 2 als Höchstdruck im Behälter g'der Abdampfdruck der Hoehdruckstufe./in Frage kommt, der praktisch nur wenig über 3 Atm. betragen kann.
Die Speisung des Dampfkessel a kann in bekannter Weise dadurch erfolgen, dass eine Speise- pumpe Frischwasser o der vorgewärmtes Wasser in den Kessel einführt. Es ist in manchen Fällen anderseits von besonderem Vorteil, wenn das Speisewasser zunächst in den Behälter von niedrigerem Druck eingeleitet wird, so dass die Speisung in zwei voneinander unabhängigen Stufen erfolgt.
Es wird jedoch bemerkt, dass es bei Dampfanlagen mit Dampfspeicher von geringerem als Kesseldruck bekannt ist, die Kesselspeisung in der Weise vorzunehmen, dass das Wasser aus dem Kondensator in den Wasserraum dieses Wärmespeicher gepumpt wird, von wo aus das erwärmte Wasser in einen Behälter gelangt, aus dem es dem Kessel durch die Speisepumpe zugeführt wird.
Der einfacheren Ausdrucksweise wegen ist im vorstehenden nur von Dampfkessel und Speisewasser gesprochen. Es ist aber selbstverständlich, dass die Erfindung auch bei Anlagen anderer Art, wo es sieh um stark schwankenden Bedarf handelt, mit Vorteil verwendbar ist, selbst wenn nicht Wasser, sondern eine andere Flüssigkeit verdampft wird.