DD214188A1

DD214188A1 - DEVICE FOR STORING HEATING MEDIA, ESPECIALLY HEATING WATER, IN BIG CONTAINERS

Info

Publication number: DD214188A1
Application number: DD24859483A
Authority: DD
Inventors: Guenter Schoebel; Lothar Pottel; Hans-Otto Joksch
Original assignee: Dsf Waermeanlagenbau
Priority date: 1983-03-08
Filing date: 1983-03-08
Publication date: 1984-10-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speicherung von Heizmedien, insbesondere Heizwasser, in Grossbehaeltern,die mit Heisswasser-oder Dampf/Kondensatkreislaeufen in Verbindung stehen. Sie dient dem Ausgleich von Bedarfsschwankungen in grossen Waermeversorgungssystemen durch die Speicherung einer entsprechenden Menge von direkt an das Heizmedium gebundener Waermeenergie.Ziel der Erfindung ist es,durch Absenkung des Speicherdruches u.Verminderung der Behaelterzahl,die Speicherung des Heizmediums material-u.investitionskostenguenstiger als bisher zu gestalten.Mit der erfindungsgemaessen Einrichtung koennen an sich bekannte,unter Atmosphaerendruck bzw.niederem Ueberdruch stehendGrossbehaelter von >500m hoch3 Fassungsvermoegen als Speicherbehaelter eingesetzt werden.The invention relates to a device for storing heating media, in particular heating water, in large containers, which are associated with hot water or steam / Kondensatkreislaeufen. It serves to compensate for fluctuations in demand in large heat supply systems by storing a corresponding amount of heat energy directly bound to the heating medium. The aim of the invention is, by lowering the storage pressure u.Verminderung the container number, the storage of the heating material material u.investitionskostenguenstiger than before The device according to the invention can be used as a storage container known per se, under atmospheric pressure and / or overpressure, with tanks of> 500 m high capacity.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Einrichtung zur Speicherung von Heizmedien, insbesondere Heizwasser, in GroßbehälternDevice for storing heating media, in particular heating water, in large containers

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speicherung von Heizmedien, insbesondere Heizwasser, in Großbehältern, die mit Heißwasser- oder Dampf/Kondensatkreisläufen in Verbindung stehen» Sie dient dem Ausgleich von Bedarfsschwankungen in gross.en Wärmeversorgungssystemen durch die Speicherung einer entsprechenden Menge von direkt an das Heizmedium gebundener wärmeenergie»The invention relates to a device for storing heating media, in particular heating water, in large containers, which are associated with hot water or steam / condensate circuits »It is used to compensate for fluctuations in demand in gross.en heat supply systems by storing an appropriate amount of directly to the heating medium bound heat energy »

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die tages— und jahreszeitlichen Schwankungen des Wärmebedarfes großer Wärmeversorgungssysteme erfordern die Aufstellung von Speicherkapazitäten zur Spitzenlastabdeckung. Entsprechend dem Stand der Technik werden dazu im allgemeinen VerdrängungsSpeicheranlagen mit kostenintensiven Kochdruckbehältern und Fördereinrichtungen eingesetzt, die direkt in den Heizwasserkreislauf eingeschaltet sind. Diese Behält ar anlagen sind außerordentlich material-* und investitionskostenintensiv. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, Behälter mit niedrigeren Temperatur- und Druckanforder ungen, in ein getrenntes Rohrleitungssystem einzuordnen und die hydraulische Verbindung zum Heizkreislauf nur während des Lade- und Entladeprozesses herzustellen (WP F 24 D/238 558,8). Bei Anlagen, die nach dem Verdrängungsspeicherprinzip arbeiten, istThe daily and seasonal fluctuations in the heat demand of large heat supply systems require the establishment of storage capacities for peak load coverage. According to the state of the art displacement storage systems with costly cooking pressure vessels and conveyors are used in general, which are switched directly into the Heizwasserkreislauf. These containers are extremely costly in terms of material and investment costs. Therefore, it has already been proposed to place containers with lower temperature and pressure requirements in a separate piping system and to establish the hydraulic connection to the heating circuit only during the loading and unloading process (WP F 24 D / 238 558.8). For systems that work on the displacement storage principle, is

dazu jedoch eine separate und zusätzliche Druckhalteanlage erforderlich, die ebenfalls Investitionsaufwand erfordert und die Betriebskosten der Gesamtanlage erhöht. Durch die Hintereinanderschaltung der Behälter in den bekannten 7erdrängungsSpeicheranlagen werden zwar die Mischzonen relativ klein gehalten^ dafür tritt jedoch ein Druckverlust auf· Dadurch ist man gegenwärtig an Druckbehälter mit einem Fassungsvermögen von max.*but this requires a separate and additional pressure maintenance system, which also requires investment and increases the operating costs of the entire system. By the series connection of the containers in the known 7erdrängungsSpeicheranlagen Although the mixing zones are kept relatively small ^ but there is a pressure loss on This is currently on pressure vessels with a capacity of max.

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250 m (stehend) bzw» 500 m (liegend) gebunden, so da£ die gesamte Speicheranlage aus. einer großen Zahl solcher 3ehälter besteht·.250 m (standing) or »500 m (lying) bound, so there the entire storage system off. a large number of such containers consists ·.

Der Verzicht auf eine separate Druckhaltung für die Speicheranlage· war bisher nur für Y/echselspeicheranlagen vorgesehen, d»h. wenn dampfbeaufschlagte Speicherbehälter wechselweise gefüllt und geleert werden und das Dampfpolster des Behälters jeweils die Druckauflastung übernimmt· Das Erfordernis, dabei einen der Behälter stets leer zur Aufnahme von heißem oder kaltem Wasser vorzuhalten, wirkt sich dabei nachteilig auf die Speicherleistung der Gesamtanlage aus bzw· vergrößert die Zahl der Behälter· Anlagen nach diesem Prinzip erfordern immer eine Behälterzahl = 2. Mt DD-SP 154 035 (F 24 D/224 835) ist bereits eine Lösung bekannt geworden, um den Speichervorgang durch Kombination mit den Funktionen der Druckhaltung, des Yolumenausgleichs und der Netzwasserreserve kostengünstiger zu gestalten, wobei die entsprechenden Behälter mit gegenüber dem Heizkreis— lauf abgesenktem Druckniveau arbeiten· Da diese Speicheranlage nach dem Wechselspeicherprinzip arbeitet, sind ebenfalls Leer— kapazitäten vorzuhalten und die Regelungstechnik auf unterschiedliche Pumpenzulaufhöhen (veränderlicher Behälterfüllstand) auszulegen·The waiver of a separate pressure maintenance for the storage system · was previously provided only for Y / echselspeicheranlagen, ie. When steam-loaded storage containers are filled and emptied alternately and the vapor cushion of the container in each case takes over the pressure load. The requirement to keep one of the containers always empty for receiving hot or cold water has a disadvantageous effect on the storage capacity of the entire system or increases it Number of containers · Systems according to this principle always require a number of containers = 2. Mt DD-SP 154 035 (F 24 D / 224 835) has already become known a solution to the storage process by combining with the functions of pressure maintenance, the Yolumenausgleichs and The network water reserve to make more cost-effective, with the corresponding container working with respect to the heating circuit lowered pressure level · Since this storage system operates on the removable storage principle, also empty capacities are to be kept and the control technology to different pump inlet levels (variable Behäl level)

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Wärmespeicherung in großen Warmevexsorgungssysteinen durch Absenkung des Speicherdruckes und ?erminderung der Behälterzahl material-» und investitionskostengünstiger als bisher zu gestalten,The aim of the invention is to make the heat storage in large Warmevexsorgungssysteinen by lowering the storage pressure and? Decrease in the number of containers material and investment costs more favorable than before,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu entwickeln, mit"deren Hilfe die Wärmespeicherung eines Heiznetzes mit etwa unter Atmosphärendruck bzw. unter niederem.The invention has for its object to develop a device with "their help the heat storage of a heating network with about below atmospheric pressure or below.

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überdruck stehenden Großbehältern von y. 500 xsr Fassungsvermögen realisiert werden kann.Overpressure large containers of y. 500 xsr capacity can be realized.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Zuströmleitungen eines an sich bekannten, zylindrischen, gegen die Außenluft abgedichteten und unter etwa Atmosphärendruck bzw. niederem Überdruck atehenden Großbehälters unmittelbar mit dem Yor- und Rücklauf des Heizkreislaufes verbunden, während die Abströmleitungen des Behälters erfindungsgemäß über einen Steuerbehälter mit dem Heizkreislauf verbunden sind». Der Steuerbehälter ist erfin— dungsgemäß, entsprechend der erforderlichen Druckdifferenz zwischen beiden, unterhalb des Wasserstandes des Speicherbehälters angeordnet. Das 3e- und Entladen des Speicherbehälters erfolgt über ansteuerbare Regelarmaturen jeweils in den Steuerbehälter, Um im Speicherbehälter während des Be- und Entladens eine gleichmäßige Strömung über den gesainten Behälterquerschnitt zu erreichen, ist dieser erfindungsgemäß mit oberen Einbauten für das Zu- und Abströmen des heißen und unteren Einbauten für das Zu- und Abströmen des kalten Speicherwassers versehen»To solve this problem, the inflow lines of a known, cylindrical, sealed against the outside air and at about atmospheric pressure or ateüber overpressure large tank connected directly to the Yor- and return of the heating circuit, while the outflow of the container according to the invention via a control vessel with the Heating circuit are connected ». The control tank according to the invention, according to the required pressure difference between the two, arranged below the water level of the storage container. The 3e and unloading of the storage container via controllable control valves in each case in the control tank, In order to achieve a uniform flow over the gesainten container cross-section in the storage tank during loading and unloading, this is inventively upper installations for the inflow and outflow of the hot and provided lower installations for the inflow and outflow of cold storage water »

Das Abströmen von kaltem Wasser beim Ladevorgang bzw. von warmem Wasser beim Entladevorgang wird nach öffnen der entsprechenden Armaturen jeweils nur durch die statische Höhendifferenz zwischen dem Wasserstand im Speicherbehälter und dem im Steuerbehälter erreicht. Durch Regelung der Fördermenge wird erreicht, daß. der Wasserstand im Speicherbehälter stets konstant bleibt, und über dem oberen Zu- bzw. Abströmsystem liegt und damit die erforderliche Druckdifferenz vorhanden ist.The outflow of cold water during charging or warm water during the discharge process is achieved after opening the corresponding fittings only by the static height difference between the water level in the storage tank and in the control tank. By regulating the flow rate is achieved that. the water level in the storage tank always remains constant, and is above the upper inflow and outflow system and thus the required pressure difference is present.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet damit die Verwendung von Behältern mit niedrigster Druckbeanspruchung, z.B. Tanks, als Speicher für das Heizmedium. Sie ist sowohl in Heißwasser alsThe solution according to the invention thus allows the use of containers with the lowest compressive stress, e.g. Tanks, as storage for the heating medium. She is in both hot water as well

als auch in Dempf/Kondensator eislaufen einsetzbar. Als Steuerbehälter kann bei entsprechender Anordnung auch die bereits vorhandene Nachspeiseeinrichtung des Heizkreislaufes mitgenutzt werden. Die Behälter werden im allgemeinen ein Volumencan also be used skating in Dempf / Condenser. As a control vessel, the already existing refilling device of the heating circuit can be shared with a corresponding arrangement. The containers generally become one volume

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von 1000 m bis 10 000 nr haben und können, wenn es die Speicherkapazität der Anlage erfordert, in beliebiger Anzahl parallel zueinander geschaltet sein_o from 1000 m to 10 000 nr and can, if required by the storage capacity of the system, be connected in any number in parallel _o

Ausführungsb e ispi elExecution example

Die Erfindung soll, nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. Hierzu zeigenThe invention will be explained below with reference to two embodiments. Show this

Fig· 1 die Darstellung der eriindungsgemäßen Einrichtung . für einen Heißwasserkreislauf1 shows the representation of the device according to the invention. for a hot water cycle

Fig· 2 die Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung für einen Dampf/Kondensatkreislauf2 shows the illustration of the device according to the invention for a steam / condensate circuit

Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Wirkung sind beide Ausführung sformen jeweils in Zusammenhang mit ihrer Funktion beschrieben. Jedes Beispiel ist nur mit einem Speicherbehälter dargestellt, wobei die Erfindung mit jeder beliebigen Anzahl zueinander parallel geschalteter Behälter realisierbar ist„To illustrate the effect according to the invention, both embodiments are each described in connection with their function. Each example is shown only with a storage container, wherein the invention with any number of mutually parallel connected container is feasible "

example 1

Die Speicheranlage umfaßt einen Großbehälter 2. Als Steuerbehälter 4 wird das Druckhaltegefäß des Heiznetzes mitgenutzt» Der Ladevorgang wird durch langsames Offenen der Armatur 1 eingeleitet« Das Medium wird über eine Beimischung auf eine entsprechende Temperatur und durch eine Reduzierung auf den zulässigen Druck gebracht» Es strömt über die Leitung b und die oberen Einbauten 10 in den Behälter 2, aus dem gleichzeitig kaltes Medium aufgrund der vorgegebenen Höhendifferenz über die unteren Einbauten 9, die Leitungen d und die Hegelarmatur 3 in den Behalter 4 abfließt· Die Hegelarmatur 3 wird über eine MSH-Steuereinheit 5 angesteuert. Eegelimpuls für die Steuereinheit 5 ist die Wasserstandsänderung im Speicherbehälter 2«, Der Wasserstand aolLThe storage system comprises a large container 2. As a control vessel 4, the pressure holding vessel of the heating network is shared »The charging process is initiated by slowly opening the valve 1.« The medium is brought via an admixture to a corresponding temperature and by a reduction to the allowable pressure »It flows via the line b and the upper internals 10 in the container 2, from the same cold medium due to the predetermined height difference on the lower internals 9, the lines d and the Hegelarmatur 3 flows into the container 4 · The Hegelarmatur 3 is an MSH Control unit 5 controlled. Eegelimpuls for the control unit 5 is the water level change in the storage container 2, the water level aolL

etwa konstant bleiben. Aufgrund des Abströmens von Medium über die Armatur 1 aus dem Netz wird eine Druckabsenkung im Netz erzielt, die über die Druckhaltung 6 sofort ausgeglichen wird, Dabei wird von den Druckhalte- oder Füllpumpen aus dein Behälter 4 abgespeist, der das wärme oder kalte Wasser aus dem Speicherbehälter 2 enthält. Der Entladevorgang verläuft nach dem gleichen Prinzip über die Armatur 7, die Zustromleitung a und die unteren Einbauten 9 in den Behälter 2 und über die oberen Einbauten 10, die Abströmleitung c und die mengengeregelte Armatur 8 in den Steuerbehälter 4»stay constant about. Due to the outflow of medium through the valve 1 from the network, a pressure reduction in the network is achieved, which is compensated immediately on the pressure maintenance 6, It is fed from the pressure holding or filling pumps from your container 4, the heat or cold water from the Storage container 2 contains. The unloading process is based on the same principle on the valve 7, the feed line a and the lower internals 9 in the container 2 and the upper internals 10, the discharge line c and the quantity-controlled valve 8 in the control container 4 ».

Der Schutz des Speicherbehälters 2 im Havariefall gegen Überdruck erfolgt durch entsprechende Sicherheitseinrichtungen (Überlauf bzw. Sicherheitsventil) und der Schutz des Heiznetzes gegen Druckabsenkung durch schnellschließende Absperrarmaturen mit vorgegebenen SchlieBzeiten_o The protection of the storage container 2 in the event of an accident against overpressure by appropriate safety devices (overflow or safety valve) and the protection of the heating system against pressure reduction by quick-closing shut-off valves with predetermined closing times _o

Example 2

Die Speicheranlage ist parallel zum Entgaser eines Dampf/Kbndensatkreislaufes geschaltet«,The storage system is connected in parallel to the degasser of a steam / condensate circuit ",

Der Ladevorgang wird durch Offnen der Armatur 1 eingeleitete Das Medium wird über eine Beimischung auf eine entsprechende Temperatur und durch eine Reduzierung auf den zulässigen Druck gebracht. Es strömt über die oberen Einbauten 10 in den Behälter 2, aus dem gleichzeitig kaltes Medium über die unteren Einbauten und die Regelarmatur 3 in den Behälter 4 abfließt. Diese Regelarmatur 4 wird über eine MSR-Steuereinheit 5 angesteuert. Auch hier ist die Wasserstandsänderung der Regelimpuls. Durch da s Abströmen über die Armatur 1 aus der Speisewasserleitung, sinkt der Wasserstand im Entgaser und veranlaßt so eine höhere Förderleistung der Nachspeisepumpe. Der Entladevorgang wird durch Offnen der Armatur 7 bewirkt. Das kalte Wasser (Zusatzwasser oder Kondensat) strömt in den Behälter 2 und über die oberen Einbauten 10 und die Regelarmatur 8 fließt gleichzeitig eine gleiche Menge warmen Wassers aus dem Behälter 2 in den Steuerbehälter 4# Auch hier wird die Förderleistung der Nachspeisepumpe durch sinkenden Wasserstand im Entgaser verändert.The charging process is initiated by opening the fitting 1. The medium is brought to an appropriate temperature via an admixture and by a reduction to the permissible pressure. It flows through the upper internals 10 in the container 2, from the same time cold medium flows through the lower internals and the control valve 3 into the container 4. This control valve 4 is controlled via an MSR control unit 5. Again, the water level change is the control pulse. As a result of flowing out through the fitting 1 from the feedwater line, the water level in the degasser drops and thus causes a higher delivery rate of the make-up pump. The discharge process is effected by opening the valve 7. The cold water (additional water or condensate) flows into the container 2 and on the upper internals 10 and the control valve 8 simultaneously flows an equal amount of warm water from the container 2 in the control tank 4 # Again, the capacity of the make-up pump by falling water level in Deaerator changed.

Claims

Invention claim:

o Device for storing heating media, especially heating water, in large containers, characterized in that the Zuatröinleitungen (a; b) of a sealed against the outside air, under low pressure storage tank (2) with> 500 m capacity directly with the gate and! Return of the heating circuit and its outflow lines (c; d) are connected to the heating circuit via a control tank (4).

2 »Device according to item 1, characterized in that the control container (4) according to the required pressure difference to the storage container (2) below its water level and arranged via controllable control valves (3; 8) is connected thereto.

3 «Device according to point: 1 and 2, characterized in that as a control container (4) the make-up device of the associated heating circuit can be shared»

4 * device according to item 1 and 2, characterized in that the storage container (2) is provided with lower internals (9) for the inflow and outflow of cold water and upper internals (10) for the inflow and outflow of warm water and its water level is always above the upper internals (10).

5. Device according to item 1 to 4, characterized in that as. Storage container (2) known large containers, such as tanks, with a capacity

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from 1000 m to 10 000 in, in any number, connected in parallel, can be used »

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