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Mit Wänmespeicher versehene Dampfalllage.
Die Erfindung bezieht sich auf mit Wärmespeichern zusammenarbeitende Dampfanlagen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dampfschwankungen auszugleichen, die in einer solchen Anlage
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oder ungleichmässige Dampferzeugung hervorgerufen werden.
Dampf anlagen, in denen aus Dampfkesseln Dampfverbrauchsstellen mit schwankendem Dampfverbrauch gespeist werden, haben den Nachteil, dass die Befeuerung der Kessel den Schwankungen im Dampfverbrauch angepasst werden muss. Durch Wärmespeicher können derartige Schwankungen der Kesselbelastung ausgeglichen werden, wenn man gemäss der vorliegenden Erfindung an den Dampferzeuger oder an eine Leitung der Anlage, aus der Verbraucher gespeist werden, beispielsweise an die Verbindungsleitung zwischen Dampfkessel und Verbraucher einen Wärmespeicher durch Vermittlung einer Ventilvorrichtung anschliesst, die von dem Druck vor dem Ventile so beeinflusst wird, dass sie diesen Druck konstant oder annähernd konstant hält,
indem sie beim Steigen dieses Druckes öffnet und den
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beim Sinken des Dampfdruckes vor dem Ventil die Dampfzufuhr zum Wärmespeicher mehr oder weniger abschliesst.
Eine derartig wirkende Vorrichtung gleicht in Verbindung mit dem Speicher nicht nur die durch unregelmässigen Dampfverbrauch in der Anlage hervorgerufenen Schwankungen aus, sondern auch diejenigen Schwankungen, die durch unregelmässige Brennstoff-bzw. Energiezufuhr zum Kessel hervorgerufen sein können. Diese unregelmässige Zufuhr kann beispielsweise eintreten, wenn Hochofengase, Abwärme aus Öfen od. dgl.. in gewissen Fällen auch elektrischer Strom zum Heizen der Kessel verwendet wird. Aber auch beim Heizen der Kessel mit Kohle, Holz od. dgl. sind unvermeidliche Schwankungen in der Dampferzeugung nachgewiesen worden, die auf eine ungleichförmige Zusammensetzung des Brennstoffes oder auf die Bedienung der Anlage zurückzuführen sind.
Alle derartigen Schwankungen werden durch die Einrichtung nach der Erfindung restlos ausgeglichen.
In der Zeichnung ist der Gegenstand dre Erfindung schematisch in einigen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
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ist und beispielsweise zwischen Drucken von 1. und 3 kgjcm2 arbeitet. Lz ist die Entladeleitung mit einem gleichförmigen oder schwankenden Dampfverbrauch J-. ss bezeichnet ein Druckminderventil, welches auf den Druck der Leitung L2, in diesem Falle beispielsweise auf 1 kg/cm2, eingestellt ist.
Gemäss der Erfindung ist nun in der von der Kesselleitung Li nach dem Wasserraum des Speichers führende Ladeieitung ein Ventilorgan 0"1 angeordnet, welches schon bei einer geringen Erhöhung des Druckes in der Leitung LI den überschüssigen Dampf in den Speicher einlässt und bei sinkendem Druck in dieser Leitung die Menge von Ladedampf vermindert. Das Ventil leistet also ähnliches wie ein Randabfluss an einer Wasseranlage ; dasselbe wird im folgenden Überströmventil genannt.
Das Überströmventil besteht zweckmässig aus einem entlasteten Ventil, welches von einem unter dem Dampfdrucke in Lt stehenden feder- oder gewichtsbelasteten Kolben (oder einer Membran)
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beeinflusst wird, der das Ventil öffnet, wenn der Druck etwas steigt, und daelbf schliesst, wnn der Druck etwas sinkt.
Eine Ausführungsform dieses Ventils ist in Fig. 2 der Zeichnung gezeigt. In dieser bezeichnet L1 die Leitung, in welcher ein annähernd konstanter Druck p1 beibehalten werden soll, und L, ist die Leitung nach dem Speicher, in welchem der veränderliche Druck p@ herrscht. Ö ist das Absperrorgan, welche, in bekannter Weise, beispielsweise durch einen Balg B und eine Feder F, geregelt wird. Steigt der Druck p1, so wird das Absperrorgan Ö entgegen dem Federdrucke durch den Balg B gehoben und der überflüssig, Dampf strömt durch das Ventil aus der Leitung L1 nach der Leitung L".
Das Überströmventil kann auch in diejenigen Dampfanlagen eingebaut werden, in denen der Speicher mit zwei Rückschlagventilen B, B versehen ist, welche die Ladung und die Entladung de,
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Die Leitung L1 erhält in Fig. 1 und 3 Dampf aus einer Kesselanlage P, während der Leitung Damps in schwankender Menge entnommen wird, teils durch den Dampfverbraucher Al und teils durch das Überströmventil Öl". Sollte nun der Dampf verbrauch in. Ai abnehmen, so steigt der Druck p1 ein wenig. und der Überschuss wird durch Ö1, nach dem Speieher gesandt ; steigt dagegen der Dampf verbrauch in - Aj, so sinkt der Druck, und das Überströmventil sperrt die entsprechende Dampfmenge nach dem Speicher ab. Auf diese Weise bleibt somit der Leitungsdruek in Ll nahezu unverändert und die Feuerung kann annähernd gleichförmig betrieben werden.
Die Regelung der Feuerung wird am einfachsten derart bewerkstelligt, dass der Speicher mit einejl
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den Druckänderungen im Kessel statt in einem besonderen Behälter stattfinden würden.
In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass der Heizer recht bald ebenso gut nach dem Speicherdrucke wie nach dem Kesseldrucke zu feuern lernt und dass mittels dieser Anordnung eine wirkliehe Ausgleichung der Dampfschwankungen erzielt wird, so dass die Feuerung nicht so oft geregelt zu werden braucht, wie dies ohne Speicher der Fall wäre, wodurch, wie ausgeführte Versuche gezeigt haben, der Wirkungsgrad beträchtlich erhöht wird.
In gewissen Fällen kann ein derart grosser Mehrverbrauch an Dampf in A1 entstehen, dass das Überströmventil vollständig schliesst, wobei jedoch ein Dampfmangel eintritt, welcher vom Kessel gedeckt werden muss. In diesem Falle wird der Kesseldruok selbstverständlich sinken, und der Wasseriuhalt des Kesssels wirkt somit als ein Speieher für die Leitung Li. Ist das Speichervernögen des Kessels innerhalb zulässiger Druckgrenzen ungenügend, so muss selbstverständlich die Feuerung gesteigert werden.
In gewissen Fällen fordert das Überströmventil eine Ergänzung in Form eines Druckminderventiles gewöhnlicher Art, um in der gewünschten Weise wirken zu können. Es sei beispielsweise in Fig. 4 angenommen, dass in die Leitung Li Dampf aus irgend einer Leitung mit höherem Drucke (beispielsweise Abdampf einer Gegendruekturbine, Dampf aus einem Überströmventil zwischen einer Leitung für höheren Druck und LI) eingeleitet wird, wobei all dieser Dampf durch # A7 bezeichnet ist. In derselben Weise
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geleitete Dampf in E A6 zusammengefasst.
Unter der Annahme, dass die Summe aller zugeführten Dampfmengen mit der Summe aller fortgeleiteten Dampfmengen genau übereinstimmt, bleibt der Leitungsdruck p1 konstant und das Überström- ventil ist selbstverständlich geschlossen. Wird nun die zugeführte Dampfmenge vergrössert oder die fortgeleitete Dampfmenge vermindert, so steigt pi und das Überströmventil Ö sendet den Dampfüberschuss nach dem Speicher.
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ein Punkt wieder erreicht wird, wo die zugeführte und die fortgeleitete Dampfmenge genau übereinstimmen und das Überströmventil Ö vollständig geschlossen ist.
Wird nun die zugeführte Dampfmenge darüber hinaus vermindert oder die fortgeleitete Dampfmenge vergrössert, so muss, falls der Druck pi konstant erhalten werden soll, der Leitung Dampf durch ein Druckminderventil R zugeführt werden, welches zwischen dieser Leitung und irgend einer Leitung mit höherem Drucke eingeschaltet wird.
Es ergibt sich also, dass das Überströmventil und das Druckminderventil niemals gleichzeitig offen stehen. Im Gegenteil ist es für eine zweckdienliche Wirkung dieser beiden Vorrichtungen unbedingt erforderlich, dass von ihnen immer nur eine offen ist.
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gehalten werden soll und zwischen 3'9 und 4'1 kg/cm2 schwanken darf.
Eine derartige Zusammenwirkung der genannten Ventile kann leicht bewirkt werden, indem Federn von verschiedenem Drucke für das Druckminder-bzw. das Überströmventil gewählt werden ; es dürfte jedoch in den meisten Fällen zweckmässiger sein, die fraglichen Ventile mechanisch miteinander zu kuppeln.
Eine derartige Sonderausführung wird in der Fig. 6 der Zeichnung als Beispiel gezeigt.
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Es kann, wie erwähnt, der Fall eintreten, dass der Wärmespeicher zufolge abnormer Verhältnisse vollständig entladen ist, das heisst, den gestatteten Mindestdruck erreicht hat, so dass der Wärmespeicher keinen Dampf mehr vom gewünschten Druck liefern kann. Bei derartigen Gelegenheiten muss Dampf in einer andern Weise beschafft werden, u. zw. muss man Dampf von den Kesseln nehmen, welche in solchen Fällen überlastet werden. Daher ist das Ventil ! ., (Fig. 1 und 3) angeordnet. Dieses Ventil ist derart eingestellt, dass es sich erst öffnet, wenn der Druck im Wärmespeicher auf den gestatteten Mindestdruck gefallen ist.
Tatsächlich findet ein solcher Druckabfall nur ausnahmsweise statt und das Ventil j kann daher nur als eine Sicherheitsvorrichtung betrachtet werden.
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dem Speicher und dem nach demselben angebrachten Druckminderventile oder an eine Stelle c in der Leitung hinter dem letztgenannen Druckminderventile angeschlossen werden kann, ohne dass die Wirkungsweise dadurch verändert wird.
Es wird noch darauf hingewiesen, dass Dampfkraftanlagen mit Wärmespeichern bekannt sind, bei denen der Auspuffdampf einer Hochdruckmaschine direkt zu einer Niederdruckmaschine geleitet wird und bei denen an die betreffende Verbindungsleitung ein Wärmespeicher angeschlossen ist.
Bei diesen Anlagen hat man in der Verbindungsleitung zwischen der Ladeleitung und der Entladeleitung des Speichers ein Ventil vorgesehen, das von dem Druck hinter dem Ventil, d. h. von dem Druck in der nach der Niederdruckmasehine führenden Leitung, so beeinflusst wird, dass es einen konstanten Druck in der zu der Niederdruekmaschine dienenden Leitung hält. Man hat dieses Ventil in der Verbindungsleitung zwischen Hoch-und Niederdruckmaschine auch an diejenige Stelle der Leitung verlegt.
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ausgebildet, das aber ebenfalls von dem Druck hinter den Ventil geregelt wird.
Diese bekannte Einrichtung unterscheidet sich demnach grundsätzlich von dem Gegenstand der Anmeldung, da sie bezweckt, den Arbeitsdruck für die Niederdruckrnaschine konstant zu halten, während die Erfindung den ausschliesslichen Zweck verfolgt, den Druck in dem Dampfnetz vor dem Ventil konstant
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