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Dampfanlage mit mehreren Wärmespeichern.
In Dampfanlagen mit schwankender Belastung, in denen ein Ausgleich durch den Einbau von Wärmespeichern erzielt werden soll, ist es mitunter erforderlich, die Speicherung in mehreren Behältern vorzunehmen. Insbesondere ist dies der Fall bei Kraftwerken, in welchen die Belastungsspitze durch den Entladedampf von Ruthsspeichern erzeugt wird, die während der Belastungstäler aufgeladen werden.
Im allgemeinen wird der Speicher durch mit Rückschlagklappen versehene Abzweigleitungen dampfseitig und wasserseitig an ein und dieselbe Leitung angeschlossen, u. zw. in der Weise, dass die Ladung und Entladung des Speichers selbsttätig erfolgt. Diese für einzelne Behälter vorteilhafte Schaltungweise hat jedoch für den Anschluss einer Speicherbatterie grosse Nachteile.
Bei mehreren Speichern ist es von besonderer Wichtigkeit, dass die Ladung und Entladung aller Speicher vollkommen gleichmässig erfolgt.
Würde nämlich ein Speicher etwas höher aufgeladen werden als die andern, so würde beim Beginn der Entladung die ganze Dampfmenge aus diesem Speicher entnommen werden, was gegebenenfalls ein Überkochen und Mitreissen von Wasser in die zur Turbine führende Dampfleitung zur Folge haben könnte. Nun kann es aber vorkommen, dass bei der beschriebenen Schaltung eines der in den Entladeleitungen angeordneten Rückschlagventile undicht wird, was zur Folge hat, dass der Druck in diesem Behälter auf den Druck der Ladeleitung steigt, wodurch ein weiteres Aufladen dieses Behälters unmöglich gemacht wird. Der Wasserraum bleibt infolgedessen kalt, während der Dampfraum mit Dampf höherer Spannung gefüllt ist.
Dadurch wird die Kapazität der Speicheranlage beschränkt und die andern Speicher werden beim Beginn der Entladung in die Gefahr des Überkochens gebracht. Dieser Zustand bedeutet aber auch insofern eine Gefahr, als durch den Temperatursprung an der Wasseroberfläche des in der Ladung zurückgebliebenen Speichers in den Wandungen grosse Spannungen entstehen, die zur Zerstörung des Speichers führen können.
Diese Nachteile werden vermieden, wenn die Speicherbehälter dampfseitig und wasserseitig an die Zweige eines Lade-bzw. Entladesammelnetzes angeschlossen werden, die nicht in direkter Verbindung miteinander stehen. Es kann jedoch der Fall eintreten, dass die Dampfeinführungsrohre eines Behälters durch Verstopfung der Bohrungen od. dgl. für die Dampfströmung einen grösseren Widerstand bieten als die Einführungsrohre der andern Behälter. Die Folge davon würde sein, dass diesem Speicher weniger Dampf zuströmt als den andern. Da die Behälter durch ein gemeinsames Entladerohr verbunden sind, so herrscht in sämtlichen Dampfräumen jeweils der gleiche Druck, u. zw. derjenige, welcher der Temperatur des höchstaufgeladenen Speichers entspricht.
Infolgedessen bleibt zwischen dem Laderohr und den einzelnen Behältern jeweils gleiches Druckgefälle bestehen, so dass dem Behälter, dessen Dampfeinführung den grösseren Widerstand bietet, während der ganzen Ladeperiode eine geringere Dampfmenge zuströmt. Der Speicher würde also auch bei dieser Schaltung im Falle einer Verstopfung der Ladedüsen bei der Ladung mehr und mehr zurückbleiben, so dass die Erscheinungen, welche durch die Trennung des Lade-und Entladenetzes vermieden werden sollen, wenn auch in gemildertem Masse, auftreten können.
Die beschriebenen Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass zwischen dem Lade-und dem Entladesammelnetz der Speicheranlage ausser durch die Speicher selbst keine offene Verbindung besteht und dass in die einzelnen Zweige der gemeinsamen Entladeleitungen Ventilvorriehtungen eingebaut sind, durch welche ein Übertreten von Dampf von einem Behälter in
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den andern verhindert wird. Ist bei einer in dieser Weise ausgerüsteten Speicherbatterie die Dampfzuführungsleitung eines dieser Behälter verstopft, so bleibt der Druck dieses Speichers hinter dem Druck des andern Speichers zurück.
Infolgedessen wird der Druckabfall zwischen der gemeinsamen Ladeleitung und diesem Speicher grösser als der zu den andern Behältern, so dass die durch die Verengung des verstopften Einströmungsquerschnittes verminderte Ladedampfmenge durch das grössere Druckgefälle wieder ausgeglichen wird.
Benutzt man zur Sperrung der Zweige der gemeinsamen Entladeleitung einfache Absperrvorrichtungen, so können diese durch ein Gestänge oder eine gemeinsame Betätigungsleitung, beispielsweise eine gemeinsame Druckölsteuerung, verbunden und von der Leistung der Speichérmasehine oder auch von dem Druck der Entladeleitung bzw. vom Druckunterschied der Lade-und Entladeleitung, gemeinsam in dem Sinne betätigt werden, dass sie geschlossen sind, wenn keine Dampfentnahme aus dem Speicher erfolgt. In diesem Fall kann an der gemeinsamen Betätigungsleitung eine Sehnellschlussvorrichtung angebracht werden, welche bei Rohrbruch oder bei Gefährdung der Turbine von Hand oder automatisch in dem Sinne betätigt werden kann, dass die Dampfentnahme aus sämtlichen Speichern augenblicklich geschlossen wird.
Ist bei der Entladung eine Ungleichheit der Druckabfälle in den einzelnen Ventilvorrichtungen zu befürchten, so kann einHinüberdrücken des Wasserinhaltes von einem der Behälter in die andern dadurch vermieden werden, dass das gemeinsame Laderohr in einer gewissen Höhe über dem höchsten Wasserspiegel angeordnet wird bzw. die betreffende Abzweigung in einem Knie bis mindestens über den
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die in den Zweigen des Laderohres ansteigende Wassersäule wieder ausgleicht.
An Stelle von Absperrvorrichtungen können in der Entladeleitung Rückschlagklappen angeordnet werden, wodurch auch der Vorteil eines selbsttätigen Arbeitens erzielt wird. In diesem Falle ist es aber zweckmässig, auch in der Ladeleitung Rückschlagklappen vorzusehen, damit bei Hängenbleiben einer Rückschlagklappe in der Entladeleitung der Wasserinhalt des betreffenden Speichers nicht in die andern Behälter hinübergedrüekt werden kann.
Um in einem solchen Falle zu vermeiden, dass in einem bei der Entladung zurückgebliebenen Speicher infolge plötzlich einsetzender Entladung eine so heftige Dampf- entwie. klung eintritt, dass ein Überkochen des Wasserinhaltes zu befürchten ist, kann in den Entladeleitungen der einzelnen Behälter eine an sich bekannte Lavaldüse eingebaut werden, welche die Entlademenge auf die dem kritischen Gefälle entsprechende Menge begrenzt.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. In beiden Figuren bezeichnet K die Kesselanlage, F die Frischdampfleitung, L die von dieser abzweigende Ladeleitung für die Speicher Sl, 8 und fS'g und V ein Überströmventil, das, vom Druck der Frisehdampf- leitung beeinflusst, den überschüssig erzeugtem Dampf den Speichern zuführt. Dampfseitig sind die Speicher an die gemeinsame Entladeleitung E angeschlossen, die über einen Geschwindigkeitsregler Z mit einer Turbine T mit Kondensator 0 in Verbindung steht, die einen Generator G antreibt.
In Fig. 1 sind in die Zweige der Entladeleitung E die Absperrvorrichtungen AI, A und eingeschaltet, welche durch eine gemeinsame Betätigungsleitung B, in diesem Falle vom Geschwindigkeitsregler Z der Turbine T, so betätigt werden, dass sie jeweils ganz geöffnet sind, wenn Z öffnet, und ganz geschlossen sind, wenn Z
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verhindern. In den Zweigen der Ladeleitung L sind die Rückschlagventile R4'Rs und Ra eingebaut, wodurch vermieden wird, dass bei Hängenbleiben eines Rückschlagventils in der Entladeleitung ein Hinüberdrücken des Wasserinhaltes des betreffenden Speichers in die andern Behälter erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampfanlage mit mehreren Wärmespeichern, welche wasserseitig an Zweige eines gemeinsamen Ladesammelnetzes angeschlossen sind, aus welchem sie gleichzeitig und gleichmässig mit Dampf von gleichem Drucke geladen werden sollen, und dampfseitig an Zweige eines gemeinsamen Entladesammelnetzes angeschlossen sind, durch welches sie gleichzeitig und gleichmässig entladen werden sollen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lade-und Entladesammelnetz ausser der Verbindung durch die Wärmespeicher selbst keine weitere offene Verbindung besteht und dass in den Zweigen der gemeinsamen Entladeleitung Ventilvorrichtungen angeordnet sind, durch welche das Übertreten von Dampf aus einem Speicher in den andern verhindert wird.