AT143541B

AT143541B - Hochdruckspeicheranlage.

Info

Publication number: AT143541B
Authority: AT
Original assignee: Wiener Locomotiv Fabriks Actie
Priority date: 1932-09-29
Filing date: 1932-09-29
Publication date: 1935-11-11

Description

Hochdruckspeieheranlage.

Es sind Verfahren bekannt (vgl. z. B. das Patent Nr. 112863), bei welchen Heissdampf der Ver- brauchsleitung zum Aufladen von Hochdruckspeichern verwendet wird. Bei Anlagen, bei welchen der
Druck, die Überhitzung oder die Menge des Verbrauchsdampfes zu gering sind und daher normalerweise nicht genügen, um den Speicher in der nötigen Zeit aufzuladen, wird nach dem Erfindungsgedanken der Hochdruckspeicher durch einen besonderen Hochdruck-Hilfsdampferzeuger anstatt der vorbeschriebenen
Aufladeart auf Druck gebracht. Die Leistung dieses Hilfsdampfkessels ergibt sich durch die gespeicherte
Dampfmenge und die Ladezeit und ist daher meistens sehr klein. Es empfiehlt sich, diesen Hilfskessel mit einer dauernd gleichen Belastung durchlaufen zu lassen, wodurch der Betrieb vereinfacht wird.

Nach vollzogener Ladung des Speichers liefert der Dampferzeuger durch den Speicher Dampf in die Verbrauchsleitung. Bei Kesselanlagen, welche vollständig still liegen, wird mit Vorteil ein Teil des vom Hilfskessel erzeugten Dampfes schon während des Ladens zum Warmhalten der Turbine benützt.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist in Fig. 1 dargestellt. Es bedeutet 1 die Dampf- kesselanlage, deren Belastungsspitzen der Speicher 2 durch Druckabsenkung vermittels des Drossel- ventiles 3 und darauffolgende Überhitzung am Speicherinhalt deckt. Die Überhitzung erfolgt entweder wie gezeichnet am Speicher selbst durch die Wärmeaustauschheizfläche 4 oder am Hilfsdampferzeuger 5 oder an beiden hintereinander geschaltet bei Anlagen, bei welchen der Hilfskessel auf Druck bleibt, während der Speicher entladen wird. In der Fig. 1 erfolgt beispielsweise das Aufladen des Speichers derart, dass
Hilfskessel und Speicher gleichen Druck besitzen und gemeinsam hochgeheizt werden. Das Erwärmen des Speicherinhaltes erfolgt bei der gezeichneten Ausführung durch Kommunizieren der Wasserinhalte.

Die Erwärmung kann z. B. durch das natürliche Gefälle und die dadurch hervorgerufene Strömung oder aber auch, wie gezeichnet, durch eine Warmwasser-Umwälzpumpe erfolgen.

In der Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Hilfsdampferzeuger 5 mit dem hier bei- spielsweise angeordneten Überhitzer 6 auf konstanten Druck gehalten werden kann, indem das Drossel- ventil 7 nur gerade soviel Dampf in den Speicher 2 einlässt, als Dampf erzeugt wird. Die Regelung kann selbsttätig vom Hilfsdampfkesseldruck erfolgen.

In der Fig. 3 ist eine Ausführungsart dargestellt, bei welcher der Hilfsdampferzeuger 5 mit Zwangs- dampfumlauf durch den Überhitzer 6 vermittels der Dampfumwälzpumpe 8 arbeitet. Durch die Satt- dampfleitung 9 und das Drosselventil 10 kann Sattdampf hinter dem Regelventil 7 in die Ladeleitung zugemischt werden, damit die Überhitzungstemperatur des Ladedampfes so eingestellt werden kann, dass weder Wasser vom Speicher abgelassen, noch Wasser in den Speicher gespeist werden muss. Die Drossel- ventile 7 und 10 können mit Vorteil einstellbar gekuppelt werden. Es kann aber auch die Überhitzung entweder durch Regelung der Fördermenge der Umwälzpumpe bei konstanter Feuerung, oder durch
Regelung der Feuerung bei konstanter Fördermenge der Umwälzpumpe geregelt werden, so dass die
Sattdampfbeimengung entfallen kann.

Anstatt wie in Fig. 3 dargestellt, durch Einblasen von Dampf, kann der Speicher auch durch in- direkte Beheizung mittels Satt-oder Heissdampf vom Hilfsdampferzeuger geladen werden.

Zur Speisung des Hilfsdampferzeugers bzw. des Hochdruckspeichers wird mit Vorteil Wasser mit nahezu Siedetemperatur der Dampfkesselanlage entnommen. Hat der Hilfsdampfkessel konstanten Druck, dann wird mit Vorteil das Speisewasser durch die Abgase des Hilfsdampfkessels vorgewärmt.

Mit Vorteil kann die Speisung bei entladenem Speicher erfolgen, wodurch Speiseleitung erspart wird.

In der Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher der vom Speicher kommende, bereits am Vorüberhitzer 4 vorüberhitzte Lieferdampf im Wärmeaustauscher 11 durch den Umwälzdampf, welcher vom Überhitzer 6 kommt, nochmals überhitzt wird. Mit Vorteil wird durch eine Umgehungsleitung 12 auf der Seite des Hilfsdampferzeugers dieser Wärmeaustauscher kurz geschlossen, damit während der ladezeit an Leistung für die Dampfumwälzpumpe gespart wird. Dieses Kurzschliessen kann selbsttätig beispielweise durch einen Temperaturregler 13 mittels des Regelorgans 14 erfolgen, welcher Temperatur- regler von der Temperatur des Umwälzdampfes hinter dem Wärmeaustauscher 11 vor Einmünden der
Kurzschlussleitung bei a beeinflusst wird.

Der Speicher kann auch mit Sattdampf allein geladen werden, nur muss dann entweder der Wasser- überschuss infolge der Kondensation am Überhitzer 4 gesondert aufgefangen werden oder der Speicher 2 mit Wasserablassvorrichtungen, welche von Zeit zu Zeit betätigt werden müssen, versehen werden.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Hochdruckspeicher vollkommen in den Dampfkreislauf des Hilfsdampferzeuger einbezogen ist. In der Zeichnung ist der Speicher 2 schema- tisch bloss durch einen einzigen grossen Behälter dargestellt. Das Drosselventil 3 drosselt den Lieferdampf in der Abzweigung hinter dem Überhitzer 6 ab. Bei dieser Anordnung kann der Wärmeaustauscher 11 der Fig. 3 entfallen und erfolgt die Überhitzung des Lieferdampfes direkt durch den Überhitzer selbst.

Solange die Entnahme durch das Drosselventil 3 kleiner bleibt als die Umwälzdampfmenge, geliefert von der Pumpe 8, bleibt der Überhitzer 6 auf dem Druck des Speichers 2.

Überschreitet die Entnahme diese Dampfmenge wesentlich, dann würde die Überhitzung im Überhitzer 6 zu stark absinken. Um das zu vermeiden, wird in diesem Falle der Dampf hinter der Pumpe 8 bei b entnommen, durch den Vorüberhitzer 4 geleitet und dann bei c dem Überhitzer 6 zugeführt. Das
Steuerorgan ; M schliesst in diesem Falle den Überhitzer 6 von der Umwälzpumpe 8 ab. Den Reglerimpuls hiezu kann entweder die fallende Pumpenleistung, die steigende Pumpendrehzahl oder der fallende
Pumpengegendruck oder eine ähnliche Folge der starken Dampfentnahme geben. In der gezeichneten Aus- führung wird durch den Servokolben 16 der Pumpengegendruck als Impuls benützt. Der Lieferdampf wird dann durch das Reduzierventil 17 auf den Lieferleitungsdruck reduziert und das Reduzierventil 3 läuft leer.

Durch diese gezeichnete oder eine ähnliche Art der Regelung wird erreicht, dass auf keinen
Fall die Dampfströmung durch den Überhitzer 6 unter das zur Sicherheit nötige Mass sinkt.

Damit bei der Durchströmung des Überhitzer 6 durch den Lieferdampf kein allzu grosser Druck- abfall entsteht, wird die Umwälzdampfmenge und der Durchströmquerschnitt des Überhitzers 6 wesentlich grösser gewählt als normal. Vorteilhaft wird die Umwälzpumpe 8 mit einem Antriebssystem ver- sehen, das Hauptstromehara1.'teristik besitzt, damit bei fallendem Druck selbsttätig eine höhere Volumsleistung der Pumpe eintritt, mit Vorteil erfolgt die Regelung so, dass der Überhitzer 6 bei allen Drücken gleich gut gekühlte Rohre besitzt.

Es ist auch möglich, den von der Umwälzpumpe 8 erzeugten Dampfstrom während der Durch- strömung des Überhitzers 6 durch den Lieferdampf zur Vorüberhitzung im Wärmeaustauscher 4 heranzuziehen. Das Absperrventil in der Lieferleitung, durch dessen Öffnung die Entladung des Speichers eingeleitet wird, kann unter Umständen mit dem Drosselventil 17 gekuppelt werden.

Es sind auch noch andere Ausführungsarten, insbesondere Kombinationen der beschriebenen Ausführungsarten möglich, so kann z. B. bei der Ausführung nach Fig. 2 der Lieferdampf vor der Abgabe in die Verbrauchsleitung noch am Überhitzer 6, ähnlich wie in Fig. 3, in einen Wärmeaustauscher überhitzt werden od. dgl.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hoehdruekspeicheranlage für Dampfkesselanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hoch- druck-Hilfsdampferzeuger vorgesehen ist, der den Hochdruekspeicher auf einen höheren Druck als den der Kesselanlage ladet.

Claims

2. Hochdruehspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Speicher gelieferte Dampf an dem Inhalt des Hilfsdampferzeugers (5) allein oder vorher noch an dem Inhalt des Hoehdruekspeiehers (2) überhitzt wird und auf diese Weise überhitzter Dampf der Verbrauchsleitung zugeführt werden kann.

3. Hochdruckspeieheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hilfsdampferzeuger Dampf zwangläufig durch den feuerbeheizten Überhitzer mittels Pumpe od. dgl. gepumpt wird (Fig. 3).

4. Hochdruckspeieheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicher mit Heissdampf, entnommen hinter dem Überhitzer des Hilfsdampferzeugers, geladen wird.

5. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturregelung Nassdampf aus dem Hilfsdampferzeuger hinter dem Regelventil (7) in die Ladeleitung zugemiseht wird (Fig. 3).

6. Hoehdruekspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Überhitzungstemperatur der Ladeleitung bei konstant eingestellter Pumpendrehzahl durch die Regelung der Feuerintensität erfolgt. <Desc/Clms Page number 3>

7. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufladen des Speichers durch indirekte Beheizung mittels Satt-oder Heissdampf vom Hilfsdampferzeuger erfolgt, so dass letzterer mit einer kleinen Hilfsspeisepumpe zur Deckung der Undichtigkeitsverluste das Aus- langen findet.

8. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (2) mit dem Hilfsdampferzeuger (5) kommuniziert und, falls nötig, sein Inhalt durch eine Warmwasser- umwälzpumpe od. dgl., wie z. B. natürliches Gefälle, angewärmt bzw. auf Temperatur gehalten wird.

9. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Speicher abgedrosselte und überhitzte Dampf durch den vom Überhitzer des Hilfsdampferzeugers abströmenden Heissdampf weiter überhitzt wird (11, Fig. 3).

10. Hochdruckspeicheranlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicher mit in den Dampfkreislauf des Hilfsdampferzeugers einbezogen ist (Fig. 4).

11. Hochdruckspeicheranlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (3) für den Lieferdampf hinter dem Überhitzer (6) in der Lieferleitung angeordnet ist (Fig. 4).

12. Hochdruckspeicheranlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzung des Lieferdampfes durch den feuerbeheizten Überhitzer (6) direkt erfolgt.

13. Hoehdruckspeieheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drosselventil (3) für den Lieferdampf zwischen Behälter und Überhitzer angeordnet ist.

14. Hochdruckspeieheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Hoch- druckspeicher kommende Lieferdampf noch vor Durchströmung des feuerbeheizten Überhitzers (6) am Inhalt des Hochdruckspeichers überhitzt wird (4).

15. Hoehdruckspeieheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch geeignete Schaltungen dafür gesorgt wird, dass auch bei schwankender Dampfentnahme in der Lieferleitung der Überhitzer immer mindestens von der der Lieferung der Umwälzpumpe entsprechenden Dampfmenge durchströmt bleibt.

16. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, solange die Dampf- entnahme aus dem Hochdruckspeieher kleiner ist als die Umwälzdampfmenge, der Überhitzer auf Speicher- druck bleibt, und die Reduzierung in die Lieferleitung hinter dem Überhitzer erfolgt (3, Fig. 4).

17. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, sobald die Dampf- entnahme aus dem Hochdruckspeicher grösser ist als die Umwälzdampfmenge, entweder durch die fallende Pumpenleistung oder den fallenden Differenzdruck vor und hinter der Dampfpumpe oder durch ein ähn- liches Mittel veranlasst, der Überhitzer (6) durch ein zweites Reduzierventil (17) auf Lieferleitungs- druck gebracht wird und der Dampf vor Eintritt in den Überhitzer am Inhalt des Hochdruckspeichers vorüberhitzt wird (4).

18. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorüberhitzung des Lieferdampfes dadurch erfolgt, dass die Umwälzpumpe Dampf anstatt direkt durch den feuerbe- heizten Überhitzer (6) zunächst durch den Wärmeaustauscher des Vorüberhitzers für den Liefer- dampf durchtreibt.

19. Hochdruekspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach erreichter EMI3.1 kommende Umwälzdampf mittels einer Umgehungsleitung (12) so geschaltet werden kann, dass der Nachüberhitzer (11) für den Lieferdampf kurz geschlossen wird.

21. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschliessen des Wärmeaustauschers für den Nachüberhitzer selbsttätig erfolgt, wenn kein Lieferdampf den Nachüberhitzer durchströmt.

22. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschliessen durch einen beispielsweise mechanischen Temperaturregler erfolgt, welcher von der Temperatur des Umwälzdampfes hinter dem Wärmeaustauscher für den Nachüberhitzer vor Einmündung der Kurzschlussleitung beeinflusst wird.

23. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsdampferzeuger auf Druck gehalten wird, während der Speicher entladen wird.