DD255257A3 - Sicherheitsstandrohr zum schutz von fernwaermesystemen gegen dynamische druckbelastungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsstandrohr zum Schutz von Fernwaermesystemen vor dynamischen Druckbelastungen, anwendbar in allen hydraulischen Netzen, in denen z. B. durch Pumpenausfall dynamische Druckaenderungen im hydraulischen System auftreten, die zu unzulaessigen Druckerhoehungen fuehren. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine sicherheitstechnische Loesung zur Daempfung dynamischer hydraulischer Vorgaenge vorzuschlagen, die im Aufbau eine einfache Ausfuehrung mit einer hohen Zuverlaessigkeit und geringem technischem Aufwand darstellt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsstandrohr vorzuschlagen, welches noch vor Erreichen der hoechsten Druckgrenze definierte Abspeisungen des Heizmediums zulaesst, ohne Abspeisung an die Umgebung arbeitet und eine gegenueber der Drucksteigerung bei der Druckabsenkung veraenderte Charakteristik besitzt. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Standrohr unterbrochen wird und an den Unterbrechungsstellen das Wasser in einem das Standrohr umgebendes Gefaess austreten kann.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsstandrohr zum Schutz von Fernwärmesystemen gegen dynamische Druckbelastungen, anwendbar in allen hydraulischen Netzen, in denen z. B. durch Pumpenausfall dynamische Druckänderungen im hydraulischen System auftreten, die zu unzulässigen Druckerhöhungen führen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Sicherheitsstandrohre sind typische Sicherheitseinrichtungen in der Niederdruck-Dampftechnik und werden dort so angeordnet, daß eine Wassersäule dem Dampfdruck das Gleichgewicht hält. Übersteigt der Dampfdruck die Höhe der Wassersäule, wird diese herausgeschleudert und der Dampf entweicht in diefreie Atmosphäre, in Wasserheizungsanlagen werden Standrohre nur selten zum Schutz vor dynamischen Druckschwingungen eingesetzt, weil in diesem Fall die Höhe der Wassersäule im Standrohr dem Druck im Wasserheizungssystem bei Stillstand der Umwälzpumpen entsprechen muß und die Standrohrhöhe gegenüber den Niederdruckdampfsystemen vergleichsweise um ein Vielfaches höher ist. In den bekannt gewordenen Anwendungsfällen sind bisher Standrohre — wie in der Dampftechnik üblich — mit gleichbleibendem Querschnitt eingesetzt, wobei die den Druckaufbau verursachende Wassermenge bei höchstzulässigem Druck vom Standrohr in die Umgebung abgegeben wurde bzw. in einem drucklosen Gefäß aufgefangen werden konnte. Standrohre dieser Art reagieren erst auf Drücke, die das zulässige Niveau übersteigen und verhalten sich somit wie Sicherheitsventile, Überströmventile und auch Berstscheiben, die nur in der Abspeichercharakteristik ein anderes Verhalten aufweisen.

Zur idealen Druckstoßdämpfung ist es jedoch sinnvoll, die Abspeisung aus dem System schon vor Erreichen der höchsten Druckgrenze mit begrenzter Menge vorzunehmen und das Erreichen des höchsten Anlagendruckes zu verzögern. Mit normalen Standrohren ist ein solches Verhalten nicht zu erreichen. In der Praxis hilft man sich in diesen Fällen mit programmierter Ausflußsteuerung für Überströmventile. Den Sicherheitsgrad, den Standrohre bieten, kann man damit nicht erreichen. Auch Erweiterungen des Standrohrdurchmessers in bestimmten Höhen ermöglichen keine ideale Druckstoßdämpfung. Nachteilig in allen Druckstoßdämpfungseinrichtungen ist die Rückführung des aus der Anlage abgespeisten Heizmediums. Standrohre führen im gleichen Querschnitt den noch vorhandenen Anteil schnell zurück; in separaten Gefäßen aufgefangene Anteile müssen über Pumpenanlagen zurückgespeist werden. Es ist bis jetzt keine Möglichkeit bekannt, eine auf die spezifische Bedingungen des Fernwärmesystmes bezogene Wiedereinspeisung vorzunehmen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine sicherheitstechnische Lösung zur Dämpfung dynamischer hydraulischer Vorgänge vorzuschlagen, die im Aufbau eine einfache Ausführung mit einer hohen Zuverlässigkeit und geringem technischen Aufwand darstellt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsstandrohr vorzuschlagen, welches noch vor Erreichen der höchsten Druckgrenze definierte Abspeisungen des Heizmediums zuläßt, ohne Abspeisungen an die Umgebung arbeitet und eine gegenüber der Drucksteigerung bei der Druckabsenkung veränderte Charakteristik besitzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Standrohr unterbrochen wird und an den Unterbrechungsstellen das Wasser in einem das Standrohr umgebendes Gefäß austreten kann.

Ist das Gefäß mit Wasser aufgefüllt, ist auf Grund des Fortführens des Standrohres ein weiterer Druckanstieg möglich. Mehrere derartige Unterbrechungsstellen können am Standrohr angeordnet sein. Der Durchmesser des Standrohres im nachgeschalteten Gefäß kann vom Durchmesser des ersten Standrohres verschieden sein. Die Höhe des Standrohres im vorgeschalteten Gefäß entspricht dem höchsten zu sichernden Zwischendruck. Das Gefäß, welches das nachgeschaltete Standrohr umgibt, kann eine gewisse Menge Wasser ohne Überschreiten des höchsten Anlagendruckes aufnehmen, bevor der Überlauf anspricht.

Zum Zeitpunkt des Auftretens dynamischer Druckanstiege, z. B. Ausfall einer Umwälzpumpe, kann die notwendige Wassermenge schnell abgeführt werden. Diese Wassermenge kann bei Inbetriebnahme des Systems durch spezielle Rückführöffnungen geleitet werden und ist dem System zeitverzögert zuführbar. Damit wird der Anfahrprozeß des Systems erleichtert. Die Rückführöffnungen sind in der Trennwand des nachgeschalteten Gefäßes bzw. im Standrohr angeordnet. Die Rückführöffnungen sind gegenüber dem Standrohr verengt und ermöglichen eine vollständige Entleerung im Normalbetrieb. Das nachgeschaltete Gefäß ist über eine Entlüftung und einen Überlauf mit der Umgebung verbunden, wodurch das ausgespeiste Wasser an die Umgebung—falls notwendig — abgegeben werden kann. Unterschiedliche Strömungsmengen bei Druckanstieg und -absenkung wird durch die Anordnung eines Rückflußverhinderers um den konstanten Querschnitt der Anschlußleitung des Standrohres an das zu sichernde System erreicht. Zur Gewährleistung einer schnellstmöglichen bzw. dosierten Rückspeisung der Wassermengen aus dem Standrohr sind mit Rückflußverhinderer ausgestattete Rohrleitungen möglich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden, wobei Fig. 1 das Sicherheitsstandrohr zeigt. Das Standrohr 3 ist über eine Rohrleitung 1 an das zu sichernde System angeschlossen. Der Wasserspiegel wird infolge der Druckverhältnisseim Normalbetrieb stets unterhalb des Gefäßes 5 liegen. Bei Ausfall einer Pumpe steigt der Wasserspiegel an und erreicht die Mündung 2 des Standrohres 3. Bei diesen der Höhe der Mündung 2 entsprechenden Druck kann eine definierte Wassermenge aus der Mündung 2 in das umgebende Gefäß ausströmen, bis der Wasserspiegel die Höhe der Mündung 2 erreicht hat. Nach anfänglich langsamer Drucksteigerung erreicht der Wasserspiegel das Standrohr 4, somit kann der Druck im System weiter bis auf den höchstzulässigen Druck ansteigen, der der Höhe der Mündung 6 des Standrohres 4 entspricht. Das umgebende Gefäß 7 nimmt bei diesem Druck eine bestimmte Wassermenge ohne Drucksteigerung System auf, bevor der Überlauf 8 anspricht. Über den Überlauf 8 und die Entlüftung 9 ist das Standrohr mit der Umgebung verbunden. Die dosierte Rückführung des ausgespeisten Wassers erfolgt über eine Rückführöffnung 10 in der Trennwand 16 des Gefäßes 7 bzw. über eine Rückführöffnung 12 im Standrohr 3. Eine dosierte Rückspeisung des Wassers in das System kann ebenfalls über die mit Rückflußverhinderer 11,13 ausgestatteten Rohrleitungen erfolgen.

Im Anschluß des Standrohres 3 an die Rohrleitung 1 ist diese auf einen systembedingten Querschnitt 14 eingezogen. Die engste Querschnittsfläche kann durch eine Rohrleitung und Rückflußverhinderer 15, dessen Durchflußrichtung wählbar ist und eine verzögerte Aus- bzw. Rückspeisung des Wassers ermöglicht, umgangen werden.

Claims (6)

1. Sicherheitsstandrohr zum Schutz von Fernwärmesystemen gegen dynamische Druckbelastungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus mindestens zwei Standrohren (3 und 4) bestehende Kaskade, die in den Gefäßen (5 und 7) angeordnet ist, mit einer Rohrleitung (1) verbunden ist, wobei ein Standrohr (3) eine Mündung (2) und ein Standrohr (4) eine Mündung (6) aufweisen, die Öffnung des Standrphres (4) dieTrennwand (16) durchbricht und die Verbindung zum Standrohr (3) herstellt, die Mündungen (2 und 6) frei in die Gefäße (5 und 7) ragen und einen Abschluß der Standrohre (3 und 4) darstellen.

2. Sicherheitsstandrohr nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren Standrohren besteht.

3. Sicherheitsstandrohr nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (16) mindestens eine Rückführöffnung (10) und das Standrohr (3) mindestens eine Rückführöffnung (12) besitzen.

4. Sicherheitsstandrohr nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des ausgespeisten Wassers aus den Gefäßen (5 und 7) anstelle der Rückführöffnungen (10 und 12) ~" Rückführleitungen mit Rückflußverhinderer (11 und 13) vorgesehen sind.

5. Sicherheitsstandrohr nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Rohrleitung (1)zum Standrohr (3) teilweise in einer bestimmten Länge verengt ist und der Querschnittsverengung (14) eine mit einem die Durchlaßrichtung wählbaren und die Durchflußmenge einstellbaren Rückflußverhinderer (15) ausgestattete Rückführleitung zugeordnet ist.

6. Sicherheitsstandrohr nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gefäß (7) ein Überlauf (8) und eine Entlüftung (9) angeordnet sind.