DD263667A3

DD263667A3 - ARRANGEMENT FOR FASTENING REMOTE WATER SYSTEMS AGAINST INADMISSIBLE DYNAMIC PRESSURE LOADS

Info

Publication number: DD263667A3
Application number: DD86291783A
Authority: DD
Inventors: Von Jascheroff P Schneidenbach; Juergen Meyer; Stefan Gnuechtel
Original assignee: Energieversorgung Ingbetrieb
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1989-01-11
Also published as: DE3635090A1; CS134087A1; CS269793B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sicherung von Fernwaermesystemen durch Daempfung und Loeschung von Druckwellen, die infolge von Schalthandlungen und Stoerungen auftreten. Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Sicherung von Fernwaermesystemen gegen unzulaessige dynamische Druckbelastungen vorzuschlagen, die im Aufbau einfach ist, geringe Aufwendungen verursacht und mit bekannten Mitteln hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucksicherungseinrichtung an den durch Druckstoesse besonders gefaehrdeten Abschnitten des Fernwaermenetzes einzusetzen, ein gefahrloses Wiederanfahren und eine Unterbringung in Bauwerken zu ermoeglichen sowie die offene Verbindung zur Atmosphaere zu beseitigen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zur Aufnahme der Druckstoesse mehrere, jedoch mindestens zwei gasgefuellte Behaelter parallel am zu schuetzenden Fernwaermesystem aufgestellt werden, die unter verschiedenen Druecken stehen und ueber Rohrleitungen mit dem Anlagensystem verbunden sind und die eine dosierte Abspeisung des Mediums entsprechend der vorliegenden Druckverhaeltnisse zulassen.The invention relates to an arrangement for securing Fernwaermesystemen by damping and erasure of pressure waves that occur as a result of switching operations and disturbances. The aim of the invention is to propose an arrangement for securing district heating systems against inadmissible dynamic pressure loads, which is simple in construction, low expenses caused and can be produced by known means. The invention has for its object to use a pressure relief device to the most vulnerable by pressure shock sections of the district heating network to allow a safe restarting and housing in buildings and to eliminate the open connection to the atmosphere. According to the invention, the object is achieved by arranging several, but at least two gas-filled containers parallel to the remote heating system to be protected, which are under different pressures and are connected via pipelines to the plant system and which delivers a metered discharge of the medium according to the present invention Allow pressure ratios.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sicherung von Fernwärmesystemen durch Dämpfung und Löschung von Druckwellen, die infolge von Schalthandlungen und Störungen auftreten.The invention relates to an arrangement for securing district heating systems by damping and extinguishing pressure waves that occur as a result of switching operations and disturbances.

Characteristic of the known technical solutions

Förderstromänderungen in Rohrleit jngsnetzen führen zu Druckänderungen, die sich mit annähernder Schallgeschwindigkeit im Rohrleitungssystem fortsetzen. Bei bestimmten Schalthandlungen oder auch bei Störungen können diese Druckänderungen Werte annehmen, die für einzelne Anlagenteilo gefährlich werden können, da diese druckmäßig überlastet werden.Flow rate changes in pipe networks lead to pressure changes that continue at near sound velocity in the piping system. During certain switching operations or even during malfunctions, these pressure changes can take on values which can be dangerous for individual sections of the plant because they are overloaded in terms of pressure.

Um derartige Folgen zu verhindern, ist es notwendig, den Betriebsablauf entsprechend zu gestalten oder das Anlagensystem der höchsten Belastung entsprechend druckfest zu gestalten. Beide Wege ermöglichen es, gemeinsam eine sichere Systemlösung zu finden, beanspruchen aber hohe Investitionskosten.In order to prevent such consequences, it is necessary to design the operation accordingly or to make the system of the highest load pressure resistant accordingly. Both options make it possible to jointly find a secure system solution, but require high investment costs.

Die Aufgabe der bekannten technischen Lösungen bestand darin, besondere Dämpfungseinrichtungen für Druckwellen zu entwickeln, mit denen die kritischen Druckänderungen aufgefangen werden können und das Anlagensystem druckmäßig für die normalen Betriebsdrücke zu dimensionieren ist.The object of the known technical solutions was to develop special damping devices for pressure waves, with which the critical pressure changes can be absorbed and the plant system is pressure moderately dimensioned for the normal operating pressures.

Bekannte technische Lösungen zur Druckstoßdämpfung in Rohrleitungssystemen sind z. B. Windkessel und Nebenauslässe, die für komplizierte Rohrleitungen und Fernwärmenetze nur begrenzt den Ansprüchen genügen. Auch Kurzschlußverbindungen und zeitweilige Umführungen sind allein unzureichend. Für Rohrleitungen sind weiterhin eine Anzahl spezieller Ventile und Vorrichtungen entwickelt worden, deren Nachteil darin besteht, daß sie einer korrekten Berechnung zur Vorausbestimmung der Restschwingungen nicht oder nur unzureichend zugänglich sind. Hinzu kommt bei diesen Vorrichtungen der Einsatz von beweglichen Teilen und Elementen, deren Zuverlässigkeit nicht in jedem Fall bekannt ist und die somit keine ausreichend« Zuverlässigkeit der gesamten Sicherheitsvorrichtung gewährleisten.Known technical solutions for pressure shock absorption in piping systems are z. B. Windkessel and Nebenauslässe that only meet the requirements of complicated pipelines and district heating networks. Even short-circuit connections and temporary detours alone are insufficient. For pipelines, a number of special valves and devices have also been developed, the disadvantage of which is that they are not or only insufficiently accessible for a correct calculation for predetermining the residual vibrations. In addition, in these devices, the use of moving parts and elements whose reliability is not known in any case and thus ensure no sufficient «reliability of the entire safety device.

In letzter Zeit wurden speziell zum Schutz von Fernwärmenetzen Sicherheitsstandrohre entwickelt, die an zentraler Stolle — zumeis». ^!n den Pumpenstationen — aufgestellt werden und den Schutz des Systems gewährleisten. Sicherheitsstandrohre müssen aur Grund der offenen Verbindung mit der Atmosphäre aber in ihrer Höhe dem zu sichernden Systemdruck entsprechen und sind demzufolge in der Anordnung begrenzt. Der Vorteil dieser Standrohre ist, daß sie in ihrer Charakteristik und Schutzwirkung vollständig berechenbar sind und mit absoluter Sicherheit stets funktionstüchtig sind.Safety standpipes have recently been developed especially for the protection of district heating networks. ^! n the pump stations - and ensure the protection of the system. Safety standpipes must correspond to the reason of the open connection with the atmosphere but in their height to be secured system pressure and are therefore limited in the arrangement. The advantage of these standpipes is that they are fully predictable in their characteristics and protective effect and are always functional with absolute certainty.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Sicherung von Fernwärmesystemen gegen unzulässige dynamische Druckbelastungen zu entwickeln, die im Aufbau einfach ist, geringe Aufwendungen an Material verursacht und platzsparend ökonomisch günstig hergestellt werden kann. Sie muß berechenbar sein und örtlichen Bedingungen anpaßbar sein.The aim of the invention is to develop an arrangement for securing district heating systems against inadmissible dynamic pressure loads, which is simple in construction, low expenses caused by material and can be economically produced to save space. It must be predictable and adaptable to local conditions.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucksicherungseinrichtung, die aus mehrsren gasgefüllten Behältern besteht, so a.: den durch Druckstößen besonders gefährdeten Abschnitten des Fernwärmenetzes einzusetzen, daß ein gefahrloses Wiederanfahren und eine platzsparende Unterbringung in Bauwerken ermöglicht sowie eine offene Verbindung zur Atmosphäre beseitigt wird.The invention has for its object to provide a pressure relief device, which consists of mehrsren gas-filled containers, as a .: use by pressure surges particularly vulnerable sections of the district heating network that a safe restart and space-saving accommodation in buildings allows and an open connection to the atmosphere is eliminated ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Aufnahme der Druckstöße mehrere, jedoch mindestens zwei gasgefüllte Behälter parallel zu dem zu schützenden Fernwärmesystem aufgestellt werden, die ihierseits unter verschiedenen Drücken stehen und über Rohrleitungen mit dem Anlagensystem an dessen niederer Druckseite (Rücklauf, Pumpensaugdruck) verbunden sin-.¹ und die eine dosierte Abspeisung des Mediums entsprechend der vorliegenden Druckverhältnisse zulassen, !n den Anschlußleitungen der Behälter sind Rückflußverhinderer mit dazugehörenden Umführungsdrosseln vorgesehen. Zur Sicherung des Fernwärmesystems vor unvorhergesehenen Belastungen ist ein Sicherheitsventil angeordnet, welches an die Anschlußleitung des Behälters anzuschließen ist, der druckmäßig über dem Druck in der Anschlußleitung gehalten wird und zu diesem den geringsten Druckabstand hat.According to the invention, the object is achieved in that for receiving the pressure surges several, but at least two gas-filled containers are placed in parallel to the protected district heating system, which ihierseits are under different pressures and connected via pipes to the system at the lower pressure side (return, pump suction) sin. ¹ and allow a metered supply of the medium according to the prevailing pressure conditions,! N the connecting lines of the container are provided backflow preventer with associated Umführungsdrosseln. To secure the district heating system against unforeseen stress, a safety valve is arranged, which is to be connected to the connecting line of the container, which is held in terms of pressure above the pressure in the connecting line and this has the lowest pressure differential.

In der Speiseleitung sind Druckregler angeordnet, die auf der Nachdruckseite ein konstantes Druckniveau halten. Von den angeordneten Behältern steht einer unter dem Druck, der am Anschlußpunkt des Anlagensystems herrscht, während die anderen Behälter höhere Drücke aufweisen. DieTrennung der unterschiedlichen Druckniveaus in der Anschlußleitung erfolgt über Rückflußverhindnrer. Zur Fixierung des Druckniveaus, welches vom Druck am Anschlußpunkt abweicht, wird das Medium des zu schützenden Systems aus einem höheren Druckniveau (Vorlauf, Pumpenenddruck) abgeleitet, über Druckregler geführt und am Behälteranschluß eingeführt. , * In the feed line pressure regulators are arranged, which maintain a constant pressure level on the back pressure side. Of the arranged containers one is under the pressure prevailing at the connection point of the system, while the other containers have higher pressures. The separation of the different pressure levels in the connection line takes place via Rückwärtsverhindnrer. To fix the pressure level, which differs from the pressure at the connection point, the medium of the system to be protected from a higher pressure level (flow, pump pressure) derived, passed through pressure regulator and introduced at the container port. , *

Zur Eingrenzung des Mediumstromes über die Druckregler und zur Gewährleistung eines konstanten Druckniveaus wird den Rückflußverhinderern in der Anschlußleitung des Behälters eine Umführungsdrossel zugeordnet.To limit the flow of medium through the pressure regulator and to ensure a constant pressure level, a bypass throttle is assigned to the backflow preventer in the connecting line of the container.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden.The invention will be explained below by way of example.

In der zugehörigen Fig. 1 wird die erfinderische Anordnung zur Drucksicherung dargestellt.In the accompanying Fig. 1, the inventive arrangement is shown for pressure relief.

Die Anordnung zur Sicherung von Fernwärmesystemen gegen unzulässige Druckbelastungen besteht aus den gasgefüllten Behältern 1,2 und 3, die parallel zu einer Anschlußleitung 4 angeordnet sind, welche das zu schützende System im Rücklauf oder auf der Pumpensaugseite mit der Druckstoßdämpfungsanlage verbindet. Ein Behälter 1 steht unter dem in der Anschlußleitung4 herrschenden Betriebsdruck der zu schützenden Anlage.The arrangement for securing district heating systems against inadmissible pressure loads consists of the gas-filled containers 1,2 and 3, which are arranged parallel to a connecting line 4, which connects the system to be protected in the return or on the pump suction with the pressure shock absorbing system. A container 1 is below the prevailing in the connecting line 4 operating pressure of the system to be protected.

In den Behältern 2 und 3 werden gesonderte und höhrere Drücke als im Behälter 1 gehalten. Ein Rückflußverhinderer 5 vermeidet den Druckausgleich zwischen den unterschiedlichen Druckniveaus. Die Drücke in den Behältern 2 und 3 werden durch das Umlaufmedium des zu schützenden Systems fixiert, das einem höheren Druckniveau, wie z. B. vom Vorlauf oder von der Pumpendruckseite, zu entnehmen ist.In the containers 2 and 3 separate and higher pressures than in the container 1 are held. A backflow preventer 5 avoids the pressure equalization between the different pressure levels. The pressures in the containers 2 and 3 are fixed by the circulating medium of the system to be protected, the higher pressure level, such. B. from the flow or from the pump pressure side, can be found.

In die den Druckaufbau bewirkende Speiseleitung 6 ist ein Druckregler 7 eingesetzt, der auf der Nachdrucksaite das Vorhandensein eines konstanten Druckes bewirkt. Der mit der Drucksicherung verbundene notwendige Mengenstrotn wird über eine Umführungsdrossel 8 in die Anschlußleitung 4 abgeleitet. Mit dieser Maßnahme werden die Behälter 1,2 und 3 und deren Anschlußleitungen 4 ständig so warm gehalten, daß sie bei tiefen Außentemperaturen nicht einfrieren können.In the pressure buildup causing feed line 6, a pressure regulator 7 is used, which causes the presence of a constant pressure on the Nachdruckseite. The necessary Mengenstrotn associated with the pressure relief is derived via a Umführungsdrossel 8 in the connection line 4. With this measure, the container 1, 2 and 3 and their connecting lines 4 are kept constantly so warm that they can not freeze at low outdoor temperatures.

Für den Fall unvorhergesehener Belastungen ist ein Sicherheitsventil 9 angeordnet, welches an die Anschlußleitung 4 der Behälter 1 und 2 anzuschließen ist, der druckmäßig über dem Druck in der Anschlußleitung 4 gehalten wird und zu diesem den geringsten Druckabstand hat.In the event of unforeseen stress, a safety valve 9 is arranged, which is to be connected to the connecting line 4 of the container 1 and 2, which is maintained in terms of pressure above the pressure in the connecting line 4 and to this has the smallest pressure differential.

Treten in der zu schützenden Anlage Druckstöße auf, so sind diese mit einem Druckanstieg in der Anschlußleitung 4 verbunden.If pressure surges occur in the system to be protected, these are connected to a pressure rise in the connection line 4.

In Folge dieser Druckerhöhung wird das Gaspolster im Behälter 1 komprimiert, wobei dieser Behälter gewöhnlicn so bemessen ist, daß er nur ein geringes Volumen hat und der Druck sehr schnell ansteigt.As a result of this pressure increase, the gas cushion in the container 1 is compressed, this container is usually dimensioned so that it has only a small volume and the pressure rises very quickly.

Erreicht der Druck in der Anschlußleitung 4 das Drucknivenu des Gaspolsters im Behälter 2, wird ein zugehöriger Rückflußverhinderer 6 geöffnet und der Behälter 2 gefüllt. Der Behälter 2 ist so ausgelegt, daß er bei nur geringer Druckerhöhung eine große Medienmenge aufnehmen kann. Nach Erreichen entsprechender Drücke wird auch der Behälter 3 gefüllt. Das Gesamtvolumen der Behälter ist so bemessen, daß der höchstzulässige Anlagendruck im zu schützenden System nicht überschritten wird. Gegebenenfalls höherwerdende Systemdrücke, z. B. infolge Fehlhandlungen, werden vom SicherheitsventiO abgefangen. Liegen die Temperaturen im Vorlauf des zu schützenden Systems höher, wird eine Steigerung des Druckes in einer Anschlußleitung 4 erreicht und es kann zu Ausdampfungen im System kommen. Um dieses zu verhindern, kann in die Speiseleitung 6 eine Kühleinrichtung angeordnet werden.When the pressure in the connection line 4 reaches the pressure level of the gas cushion in the container 2, an associated backflow preventer 6 is opened and the container 2 is filled. The container 2 is designed so that it can absorb a large amount of media with only a slight increase in pressure. After reaching appropriate pressures and the container 3 is filled. The total volume of the containers is such that the maximum permissible system pressure in the system to be protected is not exceeded. Optionally higher system pressures, eg. B. due to errors, are intercepted by SicherheitsventiO. If the temperatures in the flow of the system to be protected higher, an increase in the pressure in a connecting line 4 is reached and it can lead to evaporation in the system. In order to prevent this, a cooling device can be arranged in the feed line 6.

Das Wiederanfahren der Gesamtanlage ist mit einem Absinken des Druckes in der Anschlußleitung 4 auf den normalen Betriebsdruck verbunden. Beim Anfahrvorgang wird der Behälter 1 mit dem geringsten Speichervolumen parallel zum Absinken der Drücke entleert. Die Behälter 2 und 3 speisen das aufgenommene Medium über eine Umführungsdrossel 8 in das System zurück.The restart of the entire system is connected to a decrease in the pressure in the connection line 4 to the normal operating pressure. During the starting process, the container 1 is emptied with the lowest storage volume parallel to the lowering of the pressures. The containers 2 and 3 feed the recorded medium via a Umführungsdrossel 8 back into the system.

Claims

1. Arrangement for securing Fernwärmesystamen against inadmissible dynamic pressure loads, characterized in that the pressure shock absorbing system consists of at least two containers (1) and (2), in each of which a gas cushion is present and which are in series, wherein in its connecting line a backflow preventer (5) is arranged, which is parallel to a Umführungsdrossel (8). The containers (1) and (2) via a connecting line (4) connected to the system to be protected, wherein the gas pressure in the container (1) corresponds to the operating pressure in the connecting line (4) and in the container (2) the gas pressure corresponding to the specific plant conditions higher compared to the existing in the connecting line (4) pressure, while the container (2) via a safety valve (9) and via a pressure regulator (7) with a feed line (6) is connected.

2. Arrangement for securing district heating systems according to item 1, characterized in that at the connection points between the container (1) and backflow preventer (5) and between the feed line (6) and pressure regulator (7), lying parallel to the containers (1) and ( 2), at least one further container (3) is arranged, wherein between connecting line (4) and container (3) a backflow preventer (5) with parallel Umführungsdrossel (8) and between feed line and container (3) a pressure regulator (7 ) are located.