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Wärmespeicher.
Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmespeicher für Dampfkesselbetriebe, der als Heisswasserspeicher ausgebildet ist, aus welchem zuzeiten hoher Kesselbelastungen hoch erhitztes Wasser für die Speisung der Betriebskessel entnommen wird, wodurch es ermöglicht wird, aus den Betriebskesseln gegenüber den Perioden der Kaltspeisung während einer kürzeren oder längeren Dauer eine 22-28% ige Mehrleistung herauszuholen, je nach den Druckverhältnissen, unter denen Kessel und Speicher arbeiten.
Der Speicher selbst wird je nach den Verhältnissen für den gleichen oder einen niedrigeren Druck als wie der Kessel gebaut. In der Erkenntnis, dass in höheren Druckgebieten die Flüssigkeit5wärmen mit wachsenden Drucken nur mehr sehr langsam ansteigen, wird der Speicher bei Kesselbetriebsdrücken von über 15 Atm. aus Gründen geringerer Anschaffungskosten zweckmässig für keine höheren Drücke als etwa 12 Atm. gebaut werden. Dadurch ist von selbst gegeben, alte, wegen zu niedriger Drucke ausser Betrieb gestellte Zylinderkessel einer zweckmässigen Verwendung zuzuführen.
Es beträgt z. B. bei einem Kesseldruck von 16 Atm. abs. die Flüssigkeitswärme 204 Wärmeeinheiten.
Wird ein Speicher (alte Kessel) für 9 Atm. abs. vorgesehen (Flüssigkeitswärme 177 Wärmeeinheiten), so braucht bei Speisung aus dem Speicher bei um 44% vermindertem Speicherdruck gegenüber einem Gleich-
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zu werden.
Bei Kesselanlagen mit Drücken bis ungefähr 12 Atm. wird man zweckmässig den Speicher für den gleichen Druck dimensionieren ; dann ist die Flüssigkeitswärme des Speicherwassers gleich der des Kesselwassers.
Die Erzeugung des hocherhitzte Wassers im Speicher erfolgt in Zeiten geringer Kesselbelastung unmittelbar durch Einstromenlassen von Uberschussdampf in den Wasserraum des Speichers unter Vermittlung eines normalen Überströmventils, welches bei einer zu wählenden entsprechend hohen Kesselspannung öffnet und Dampf nach dem Speicher überströmen lässt.
Selbstverständlich würde die Temperatur des Wassers sowie der Druck im Speicher rasch steigen und allmählich entsprechend dieser Steigerung eine Verringerung der zuströmenden Dampfmenge eintreten, weil der Gegendruck zunimmt. Um dies zu verhindern und überhaupt ein einwandfreies Funktionieren der Aufnahme des Überschussdampfes zu gewährleisten, wird erfindungsgemäss nur in zeitlicher Übereinstimmung mit der Dampfaufladung auch der Speicher mit Frischwasser aufgespeist. Dann bleibt der Speicherdruck annähernd konstant sowie die zuströmenden Dampfmengen, so dass sich die Aufladung des Speichers mit konstanter Geschwindigkeit abspielt, bis der Speicher ganz gefüllt ist, oder bis das Überströmventil infolge einer Absenkung der Kesselspannung von selbst schliesst.
Durch diese absolut gleichzeitig zur Wirkung kommende Ladung des Speichers mit Dampf und Wasser unterscheidet sich
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zu gestalten, ist die Einrichtung erfindungsgemäss so getroffen, dass die Frischwasserförderung in den Speicher unmittelbar unter Vermittlung des an sich bekannten Überströmventils erfolgt, das die Überstromleitung vom Kessel zum Speicher bei Überschreitung eines bestimmten Kesseldruckes öffnet und dieselbe bei Erreichung eines bestimmten Speicherhöchstdruckes schliesst. Dies wird in einfachster Weise dadurch erzielt, dass z. B. die Dampfleitung zur Speicherspeisepumpe zwischen dem Überströmventil
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bloss aus ssigherheit-sgrändeli besitzen, da normalerweise der Speicherhöchstdruck nicht überschritten werden kann.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Beispiel schematisch dargestellt. Vom Dampfkessel 1 führt die Rohrleitung 2 zu den Verbraüchsstellen. Von der Leitung 2 zweigt die Leitung. 3 zum Dampfraum des Speichers 4 ab. In dieser Leitung ist ein Druckminderungsventil 5 an sieh bekannter Bauart eingebaut, das beim Überschreiten eines bestimmten Kesseldruckes öffnet und Dampf verminderter Spannung in den Speicher strömen lässt, während es sowohl beim Unterschreiten dieses Druckes als auch beim Überschreiten des festgesetzten Speicherdruckes schliesst. Es sei z. B. der Kesselhöehstdruck 16 Atm. abs., der Speicherhöchstdruck 9 Atm. abs.
Das Ventil 5 wird dann ein für allemal so eingestellt, dass es bei Überschreitung von 15 Atm. abs. im Dampfkessel öffnet und Dampf von 9 Atm. abs. in den Speicher strömen lässt. Sinkt der Kesseldruck unter 15 Atm. abs., so schliesst das Ventil 5 die Leitung 3 wieder selbsttätig ab. Ebenso schliesst es auch, sobald im Speicher der Druck von 9 Atm. abs. erreicht ist, unabhängig davon, wie hoch der Kesseldruck in diesem Augenblick ist. Es sind zwei getrennte Speisepumpen 6 und 7 vorgesehen. Die Speisepumpe 6 fördert entweder kaltes Wasser über die Leitung 8 oder das heisse Wasser aus dem Speicher über die Leitungen 9 und 8 in den Dampfkessel, je nach Stellung des Wechselventils 13.
Bei normaler Dampfentnahme und normalem Dampfdruck erfolgt die Speisung mit kaltem Wasser, während bei durch Spitzenbelastung verursachtem Sinken des Dampfdruckes (im vorliegenden Beispiel auf etwa 14 Atm. abs.) die Umstellung derart erfolgt, dass das Speisewasser dem Speicher entnommen wird.
Das Aufladen des Speichers erfolgt erfindungsgemäss derart, dass gleichzeitig mit der Dampfzuströmung durch das Regelventil 5 Kaltwasser durch die Pumpe 7 in den Speicher gefördert wird. Um diesen Vorgang selbsttätig zu bewirken, ist die Dampfzuleitung 10 zur Pumpe 7 zwischen dem Regelventil 5 und einem vor dem Speicher angeordneten Rückschlagventil 11 abgezweigt. Sobald also das Ventil J öffnet und Dampf in den weiteren Strang der Leitung 3 eintreten lässt, gelangt dieser auch durch die Leitung 10 zur Pumpe 7 und setzt diese in Betrieb. Schliesst das Ventil' ?, so wird auch die Pumpe abgestellt, da infolge des Rückschlagventils kein Dampf aus dem Speicher zur Pumpe gelangen kann.
Die im vorstehenden beschriebene Anordnung gibt nur eine Art der praktischen Ausführung der Erfindung an. Es ist ebenso möglich, die Frischwasserförderung nach dem Kessel bzw. nach dem Speicher durch eine einzige Pumpe unter Zwischenschaltung eines Wechselventils in der Druckleitung und die Heisswasserförderung nach dem Kessel durch eine zweite Pumpe zu besorgen. Ebenso können auch drei Pumpen angeordnet werden. Immer muss jedoch das gleichzeitige Aufladen des Speichers mit-Dampf und Wasser gewahrt bleiben. Es ist natürlich auch möglich, im äussersten Notfall Dampf für besondere Zwecke (Heizung u. dgl. ) unmittelbar durch einen Stutzen 12 dem Speicher zu entnehmen, jedoch unter Preisgabe der Konstanz des Speicherdruckes, weil dieser bei Dampfentnahme natürlich sofort zu sinken beginnt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Wärmespeicher, bei welchen die Speisung von Dampfkessel je nach der Belastung wahlweise durch Heisswasser aus dem Speicher oder durch Frischwasser erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicher nur gleichzeitig mit dem Überschussdampf der Dampfkessel Frischwasser zugeführt wird.