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Dampfanlage mit Hochdruckspeicher.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckspeicheranlage, bei der das Speicherwasser durch überhitzten, nicht kondensierenden Dampf erwärmt und dadurch die Speicheranlage aufgeladen wird.
Da bei derartigen Anlagen zur Aufladung des Speichers nur Überhitzungswärme verwendet wird, so ist die Ladegeschwindigkeit begrenzt und entspricht jeweils nur einem Bruchteil der im Kessel erzeugten Wärme. Treten daher bei einer derartigen Anlage Belastungstäler auf, so ist die Speicheranlage nicht im Stande, einen solchen Belastungsabfall auszugleichen.
Dieser Nachteil wird erfindungsgemäss dadurch behoben, dass an die Dampfanlage ein Niederdruckspeicher, insbesondere ein Speisewasserspeicher angeschlossen ist. Dieser Speicher ist in der Lage, alle anfallenden Überschussdampfmengen aufzunehmen, so dass durch die kombinierte Speicheranlage alle auftretenden Belastungsschwankungen ausgeglichen werden können.
Besonders zweckmässig ist die Kombination des Hochdruckspeichers mit einem Speisewasserspeicher. Der Speisewasserspeicher kann Täler von beliebiger Tiefe ausfüllen und im Grenzfall sogar die gesamte im Kessel erzeugte Dampfmenge niederschlagen. Der Speisewasserspeicher hat aber den Nachteil, dass seine Fähigkeit, Belastungsspitzen zu decken, beschränkt ist. Die Leistungssteigerung der Dampfkessel, die durch Speisung mit heissem Wasser aus dem Speicher erzielt werden kann, ist von den Temperaturen des Speisewassers abhängig und daher begrenzt. Sie beträgt in der Regel 15-25%.
Der Hochdruckspeicher und der Speisewasserspeicher ergänzen sich somit in der Weise, dass der Hochdruckspeicher den über der Dampferzeugung liegenden Bedarf deckt und der Niederdruckspeicher und der Speisewasserspeicher die über den Bedarf erzeugte Dampfmenge aufnimmt.
Eine weitere Verbesserung der Anlage besteht darin, dass der Hochdruckspeicher mit Wasser aus dem Niederdruckspeicher gespeist wird, das durch überschüssigen Dampf erwärmt wurde. Durch diese Massnahme wird das Volumen des Speisewasserspeichers verringert und die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage verbessert.
Durch reichliche Bemessung der Speisepumpe für den Hochdruckspeicher ist man imstande, entsprechend grosse Dampfmengen zur Erwärmung dieses Speisewassers kondensieren zu lassen und damit entsprechend grosse Belastungstäler aufzufüllen. Dadurch kann die Wirkung des Speisewasserspeichers wesentlich vergrössert werden oder der Speicher bei gleicher Wirkung wesentlich verkleinert werden.
Die Anlage kann in der Weise geregelt werden, dass überschüssige Wärme zuerst dazu verwendet
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dem Hochdruckspeicher entnommen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die mit Überhitzern versehenen Dampfkessel 1 geben Dampf an die Leitung 2 ab, an die eine Turbine 3 sowie weitere nicht eingezeichnete Verbraucher angeschlossen sind. Die Hoehdruckspeicheranlage besteht aus den Behältern 4 und ,
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von denen der erstere durch je eine Leitung an den Vorwärmer oder Verdampfer 6 angeschlossen ist. Pumpe 7 dient für den Umlauf des zu erhitzenden Speicherwassers bzw. für die Zufuhr des in der Einrichtung 6 zu verdampfenden Wassers, wobei diese Einrichtung 6 beliebig angeordnet sein kann, z. B. auch im Speicher selbst.
Das Regelventil regelt den Ladekreislauf derart, dass die Temperatur des Kesseldampfes hinter der Einrichtung 6 nicht unter eine bestimmte Grenze sinkt, oder dass diese Temperatur annähernd konstant gehalten wird. Im letzteren Falle dient die Einrichtung gleichzeitig zur Regelung der Überhitzung. Dem Hochdruckspeicher wird Dampf über das Entladeventil 9 entnommen und durch die Leitung 10 in die Dampfleitung 2 eingeführt.
Hinter dem Vorwärmer oder Verdampfer 6 ist ein Speisewasserspeicher 11 an die Dampfleitung 2 angeschlossen. Dem Speicher wird Wasser über das Regelventil 12 zugeführt und erhitztes Wasser durch die Leitung 13 zur Kesselspeisung entnommen. Das Regelventil 12 kann vom Druck in der
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gespeiste Wassermenge gleich der im Speicher 11 niedergeschlagenen Dampfmenge plus dem über Ventil 12 zugeführten Wasser. Steigt der Dampfbedarf der Anlage an, so sinkt der Druck in der Leitung 2 und Ventil 12 drosselt die Wasserzufuhr zum Speicher, so dass weniger Dampf niedergeschlagen wird und dafür mehr Dampf durch die Leitung 2 zu den Verbrauchern strömt. Dabei wird der Speicher 11 entladen, d. h. der Wasserspiegel sinkt.
Reicht die durch Abstellung des Speisereglers 12 frei werdende Dampfmenge zur Deckung des Dampfbedarfes nicht aus, so öffnet Ventil 9 und lässt Dampf aus dem Hochdruckspeicher in die Leitung 2 einströmen. Ventil 9 ist auf einen etwas niedrigeren Druck als Ventil 12 eingestellt.
Die Ladung des Hochdruckspeichers wird durch Ventil 8 in Abhängigkeit von der Temperatur des Dampfes in der Leitung 2 geregelt. Es wird daher zunächst Wärme an den Hochdruckspeicher abgegeben, bevor durch Einspritzen von Wasser überschüssiger Dampf im Speisewasserspeicher niedergeschlagen wird.
Von der Leitung 13 führt eine Leitung 14 zu dem Ladekreislauf des Hochdruckspeichers, so dass dieser mit Hilfe der Pumpe 15 mit vorgewärmtem Wasser aus dem Speisewasserspeicher 11 gespeist werden kann, um das ber der Entladung verdampfte Wasser zu ersetzen.
Die Ladung des Speichers 4 erfolgt, wie bereits beschrieben, durch den Vorwärmer oder Verdampfer 6. Speicher 5 wird in der Weise geladen, dass der Speicher 4 über das Rückschlagventil 16 Dampf an den Speicher 5 abgibt.
Die Ladung des Niederdruckspeichers 11 spielt sich in der Weise ab, dass bei Ansteigen des Druckes in der Hauptdampfleitung 2 über den normalen Betriebswert das Ventil 12 öffnet und Wasser in den Speicher 11 eintreten lässt. Dadurch wird Dampf aus der Hauptdampfleitung 2, der durch die in der Zeichnung nicht näher bezeichnete und zum Dampfraum des Speichers führende Leitung strömt,
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Entladung des Speichers erfolgt in der Weise, dass bei Dampfmangel der Druck in der Hauptdampfleitung 2 sinkt, wodurch das Ventil 12 wieder geschlossen wird. Es findet also dann keine Zufuhr von Dampf aus der Hauptdampfleitung in den Speicher 11 mehr statt. Die früher entnommene Dampfmenge steht zur Befriedigung des erhöhten Dampfbedarfes der Verbraucher zur Verfügung.
Bei weiterem Druckabfall in der Hauptdampfleitung wird auch ein Teil des im Speicher 11 enthaltenen heissen Wassers verdampft, so dass dem Speicher 11 durch dieselbe Leitung, durch die ihm Dampf zugeführt wurde, auch Dampf entnommen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist die Kombination bei Kesselanlagen mit zwei Drücken, wobei der
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der Niederdruckspeicher von der Kesselanlage niedrigeren Druckes mit Dampf versorgt wird. Hiebei wird erfindungsgemäss das Speisewasser für den Hochdruckspeicher entweder durch den vom Niederdruckkessel gelieferten Dampf : und dann durch den vom Hochdruckkessel gelieferten Dampf vorgewärmt oder lediglich vom Dampf des Hochdruckkessels, um so einerseits Belastungstäler beider Kesselanlagen oder im letzteren Falle der Hoehdruckkesselanlage zu füllen. Im letzteren Falle wird die Vorwärmung vorteilhaft in Kondensatoren durchgeführt.
Die Erfindung kann noch in der verschiedensten Weise ausgeführt werden und es können an Stelle und neben Speisewasserspeichern auch Gefällespeicher, denen Dampf entnommen wird, verwendet werden.
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1. Dampfanlage mit Hochdtuckspeicher, bei der das Speicherwasser durch überhitzten, nicht kondensierenden Dampf erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die Dampfanlage ein Niederdruckspeicher, insbesondere ein Speisewasserspeicher, angeschlossen ist.
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Steam system with high pressure storage.
The invention relates to a high-pressure storage system in which the storage water is heated by superheated, non-condensing steam and the storage system is thereby charged.
Since only superheat is used to charge the storage tank in such systems, the charging speed is limited and only corresponds to a fraction of the heat generated in the boiler. If, therefore, stress valleys occur in such a system, the storage system is not able to compensate for such a decrease in load.
According to the invention, this disadvantage is eliminated in that a low-pressure accumulator, in particular a feedwater accumulator, is connected to the steam system. This storage facility is able to absorb all excess steam quantities that arise, so that the combined storage system can compensate for all load fluctuations that occur.
The combination of the high pressure storage tank with a feed water storage tank is particularly useful. The feed water storage tank can fill valleys of any depth and, in borderline cases, even knock down the entire amount of steam generated in the boiler. However, the feed water storage tank has the disadvantage that its ability to cover peak loads is limited. The increase in the performance of the steam boiler that can be achieved by feeding hot water from the storage tank depends on the temperatures of the feed water and is therefore limited. It is usually 15-25%.
The high pressure accumulator and the feed water accumulator thus complement each other in such a way that the high pressure accumulator covers the demand above the steam generation and the low pressure accumulator and the feed water accumulator absorb the amount of steam generated over the demand.
Another improvement to the system is that the high-pressure storage tank is fed with water from the low-pressure storage tank, which has been heated by excess steam. This measure reduces the volume of the feed water storage tank and improves the economy of the overall system.
By adequately dimensioning the feed pump for the high-pressure accumulator, one is able to condense correspondingly large amounts of steam to heat this feed water and thus fill up correspondingly large load valleys. As a result, the effect of the feed water storage tank can be significantly increased or the storage tank can be significantly reduced in size with the same effect.
The system can be regulated in such a way that excess heat is used first
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taken from the high pressure accumulator.
The drawing shows an embodiment of the invention. The steam boilers 1 provided with superheaters emit steam to the line 2 to which a turbine 3 and other consumers, not shown, are connected. The high pressure storage system consists of tanks 4 and,
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of which the former is connected to the preheater or evaporator 6 by a line each. Pump 7 is used for the circulation of the storage water to be heated or for the supply of the water to be evaporated in the device 6, wherein this device 6 can be arranged as desired, for. B. also in the memory itself.
The regulating valve regulates the charging circuit in such a way that the temperature of the boiler steam downstream of the device 6 does not fall below a certain limit, or that this temperature is kept approximately constant. In the latter case, the device also serves to regulate overheating. Steam is withdrawn from the high-pressure accumulator via the discharge valve 9 and introduced into the steam line 2 through the line 10.
Downstream of the preheater or evaporator 6, a feed water storage tank 11 is connected to the steam line 2. Water is supplied to the storage tank via the control valve 12 and heated water is withdrawn through line 13 to feed the boiler. The control valve 12 can be from the pressure in the
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The amount of water fed is equal to the amount of steam deposited in the memory 11 plus the water supplied via valve 12. If the steam requirement of the system increases, the pressure in line 2 drops and valve 12 throttles the water supply to the storage tank, so that less steam is deposited and more steam flows through line 2 to the consumers. The memory 11 is thereby discharged, i. H. the water level sinks.
If the amount of steam released by switching off the feed regulator 12 is not sufficient to cover the steam requirement, valve 9 opens and allows steam to flow into line 2 from the high-pressure accumulator. Valve 9 is set to a slightly lower pressure than valve 12.
The charging of the high-pressure accumulator is regulated by valve 8 as a function of the temperature of the steam in line 2. Heat is therefore first given off to the high-pressure storage tank before excess steam is deposited in the feed water storage tank by injecting water.
A line 14 leads from the line 13 to the charging circuit of the high-pressure accumulator, so that it can be fed with preheated water from the feedwater accumulator 11 with the aid of the pump 15 in order to replace the water evaporated via the discharge.
The storage 4 is charged, as already described, by the preheater or evaporator 6. Storage 5 is charged in such a way that the storage 4 emits steam to the storage 5 via the check valve 16.
The charging of the low-pressure accumulator 11 takes place in such a way that when the pressure in the main steam line 2 rises above the normal operating value, the valve 12 opens and water allows water to enter the accumulator 11. As a result, steam from the main steam line 2, which flows through the line not designated in detail in the drawing and leading to the steam chamber of the storage tank,
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The accumulator is discharged in such a way that if there is a lack of steam, the pressure in the main steam line 2 drops, as a result of which the valve 12 is closed again. So there is then no more supply of steam from the main steam line into the memory 11. The amount of steam withdrawn earlier is available to meet the consumer's increased steam demand.
If there is a further pressure drop in the main steam line, part of the hot water contained in the reservoir 11 is also evaporated, so that steam can also be removed from the reservoir 11 through the same line through which steam was supplied to it.
The combination is particularly advantageous in boiler systems with two pressures, the
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the low-pressure accumulator is supplied with steam from the lower-pressure boiler system. According to the invention, the feed water for the high-pressure storage tank is either preheated by the steam supplied by the low-pressure boiler: and then by the steam supplied by the high-pressure boiler, or only by the steam from the high-pressure boiler, in order to fill the load valleys of both boiler systems or, in the latter case, the high-pressure boiler system. In the latter case, the preheating is advantageously carried out in capacitors.
The invention can also be carried out in the most varied of ways, and gradient storage tanks from which steam is taken can also be used instead of and in addition to feed water storage tanks.
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1. Steam system with high-pressure storage, in which the storage water is heated by superheated, non-condensing steam, characterized in that a low-pressure storage, in particular a feed water storage, is connected to the steam system.