DE287264C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Spannung einer Abdampfkraftanlage, bei welcher zwischen Dampfspeicher und Primärmaschine eine Vorrichtung vorhanden ist, um den Höchstdruck zwischen Primärmaschine und Speicher einzustellen, und bei welcher eine ständige Dampf zufuhr zu dem Wärmespeicher stattfindet.

Die Neuerung besteht darin, daß einerseits durch das zwischen Primäranlage und Dampfspeicher befindliche Regelorgan die Höchstspannung sowohl in der Verbindungsleitung zwischen Primäranlage und Dampfspeicher als auch in dem Dampfspeicher selbst festgelegt

^X5 und geregelt wird. Während die niedrigste Spannung einerseits zwischen Primärmaschine nnd Dampfspeicher, durch die ständig zuströmende Dampfmenge aufrechterhalten wird, wird nach Abschluß des Regelorgans zwischen Primäranlage und Dampfspeicher andererseits die Mindestspannung im Speicher selbst durch ein weiteres Regelorgan zwischen Speicher und Abdampfmaschine geregelt.

Die Neuerung hat den Zweck, einerseits für die Primäranlage einen möglichst wenig über der Atmosphärenspannung liegenden Gegendruck einzuhalten und dennoch keinen Unterdruck gegenüber der Atmosphäre in die Verbindungsleitung zwischen Primärmaschine und Dampfspeicher zu bekommen, andererseits trotz dieser geringen Druckdifferenzen hinter der Primärmaschine einen großen Spannungsabfall im Wärmespeicher zu erreichen, um denselben vorteilhaft auszunutzen, jedoch die Spannung in diesem Wärmespeicher ebenfalls nicht unter ein bestimmtes Mindestmaß sinken zu lassen.

Die Erfindung bringt die Vorteile, daß einerseits die Primärmaschine nicht unter Kondensatorspannung zu kommen braucht, so daß keine Luft in sie eindringt, und andererseits der größte Gegendruck des Speichers nahezu gleich dem Atmosphärendruck gehalten werden kann, so daß der Gegendruck für die Primärmaschine fast genau gleich dem Atmo-Sphärendruck sein kann, trotzdem die Primärmaschine nicht unter Kondensatorspannung arbeitet und dennoch ein genügend großes Druckgefälle für den Speicher ausgenutzt wird, da derselbe sich bis weit unter die Atmo-Sphärenspannung ausnutzen läßt.

Die Grenzen der vor dem Abdampfspeicher auftretenden Drücke können z. B. 0,8 bis 1,2 Atm. betragen und hängen selbstverständlich ganz von den jeweiligen Betriebsverhältnissen der Primär- und Sekundäranlage ab. . ■

Im Abdampfspeicher kann der Dampfdruck zwischen 0,5 bis 1,2 Atm. schwanken.

Bei normalem Betriebe werden die Drücke vor dem Abdampfspeicher mindestens 1,1 Atm. und im Abdampfspeicher selbst 1,0 bis 1,1 Atm. betragen, können jedoch im Abdampfspeicher selbst ohne irgendwelchen Einfluß auf die Abdampfspannung der Primärmaschine von 1,1 bis 0,5 Atm. sinken.

Es kann also gemäß der Erfindung die Leistungsfähigkeit des Wärmespeichers in weiten Grenzen ■ geändert und unter Umständen nahezu verdoppelt werden.

Die Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres von Hand, durch entsprechende Verstellung von Abschlußorganen aber auch selbsttätig durch' gegenseitige Beeinflussung entsprechender Organe erfolgen'. Die Ein regelung der unteren Spannung im Abdampfspeicher läßt sich mit Hilfe eines zwischen dem Abdampfspeicher und der Abdampfmaschine angeordneten Drosselventiles ohne Benutzung von Frischdampfzusatz in einfacher Weise erzielen, während ,der Höchstwert der Abdampf spannung der Primärmaschine und der Höchstwert der Speicherspannung durch ein gemeinsames, zwischen Speicher und Primärmaschine angeordnetes Ventil geregelt werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung sind auf der Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt.
Es zeigen:
Fig. ι eine gesamte Abdampfkraftanlage, die Fig. 2, 3, 4 und 5 verschiedene Ausführungsbeispiele.

Bei den dargestellten Ausführungsformen ist außer dem Einlaßorgan 1 des Speichers 20 in der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine 21 ein Abblaseventil 2 angeordnet, welches gemäß Fig. 2 und 3 durch eine Schraubenfeder 3 belastet oder selbsttätig gesteuert sein kann und den von der Primärmaschine 21 herkommenden Abdampf bei Erreichung der oberen Druckgrenze gemäß Fig. 1 durch die Leitung 23 in den Kondensator 22 oder auch einen Wasserbehälter oder durch Ausströmrohr 24 in die freie Umgebung abströmen läßt. Das Abdampfeinlaßorgan ι des Dampfspeichers 20 kann einerseits durch den in der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine 21 herrschenden Druck, andererseits, z. B. mittels Leitung 16, durch den Atmosphärendruck die Kondensatorspannung oder andere geeignete Druckquellen beeinflußt werden. Zwischen dem Speicher 20 und der Abdampf maschine 26 ist ein Absperrorgan 25 angeordnet, das unter dem Einfluß eines Geschwindigkeitsreglers stehen oder durch den Druck in der Abdampfleitung 4 und des Speichers 20 gesteuert werden kann.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist auf der Spindel 5 des Einlaßorganes 1 des Dampfspeichers 20 ein Kolben 6 befestigt, der in einem nach der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine hin offenen Zylinder 7 verschiebbar ist, so daß seine untere Fläche unmittelbar durch den Druck der Abdampfleitung belastet ist. Die andere Seite des Kolbens steht unter Atmosphärendruck.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist der mit der Stange 5 des Einlaßventiles 1 verbundene Kolben 6 in einem beiderseits geschlossenen Zylinder 8 gelagert und wird mit Hilfe eines Druckmittels auf indirektem Wege bewegt. Die Schieberstange 14 des Steuerschiebers 15 des Druckkolbens 6 ist am einen Ende einer vermittels des Zapfens 9 an der Ventilspindel 5 des Einlaßventiles 1 drehbaren Schwinge 10 angelenkt, an deren anderem Ende ein Schwimmer 11 hängt, welcher auf einem Flüssigkeitsspiegel des Zylinders 27 schwimmt, der unter dem Druck der Atmosphäre steht und durch Rohr 33 mit einem weiteren Flüssigkeitsspiegel kommuniziert, dessen Behälter 12 durch eine Rohrleitung 13 mit der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine verbunden ist. Die beiden Flüssigkeitsspiegel müssen sich daher entsprechend der Druckdifferenz des in der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine herrschenden Druckes und des Atmosphärendruckes einstellen und dem Schwimmer 11 eine entsprechende Lage anweisen. Durch den Schwimmer 11 wird somit der Steuerschieber 15 des Druckkolbens 6 des Abdampfeinlaßorganes 1 so eingestellt, daß dieses Organ 1 bei Unterschreitung der unteren Druckgrenze abschließt und weiteren Abdampf in den Dampfspeicher nicht eintreten läßt, jedoch alsbald wieder öffnet, wenn der Druck in der Abdampfleitung 4 steigt und den Schwimmer 11 anhebt. Durch das Sicherheitsventil 2 entweicht der überschüssige Dampf nach Erreichung der oberen Druckgrenze in der Abdampfleitung 4.

Der Flüssigkeitsspiegel des Schwimmers 11 läßt sich auch durch jeden anderen gleichbleibenden oder wechselnden Druck und insbesondere den Kondensatordruck beeinflussen, zu welchem Zwecke das Schwimmergefäß 27 in geeigneter Höhe über dem Gefäß 12 angeordnet und durch eine Rohrleitung mit dem Kondensator verbunden werden kann.

Um die Druckgrenzen zwischen der Primärmaschine 21 und dem Speicher 20 und damit die Höchstgrenze des Druckes im Speicher selbst für jeden beliebigen Wert leicht einstellen zu können, kann man die Höhenlage von Gefäß 12 verstellbar ausführen; je höher 12 steht, desto niedriger wird die Höchstspannung sowohl in der Leitung 4 als auch im Speicher 20.

Eine ähnliche Regelwirkung kann man aber auch dadurch erzielen, daß man an Gefäß 12 noch eine Abströmung z. B. nach dem Kondensator oder einem anderen Ort niederen Druckes mittels Leitung 31 anschließt. In dieser Leitung 31 ist ein einstellbares Ventil 32 0. dgl. angeordnet, durch welches die Menge des abströmenden Dampfes und damit der Druck auf den Flüssigkeitsspiegel des Gefäßes 12 leicht geändert werden kann.

Eine andere Regelvorrichtung kann nach Fig. 4 ausgeführt werden, in welcher der Zylinder 27 mit einem Rohr 29 an irgendeine Druckquelle angeschlossen und durch Leitung 28 mit einem Raum niedrigeren Druckes verbunden ist. Durch ein in Leitung 28 eingeschaltetes Ventil 30 kann ebenso wie durch das Ventil 32 der Fig. 3 der Gegendruck auf den Schwimmer 11 beliebig verändert werden.

Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung besteht darin, daß man bei geringer Belastung der Primärmaschine die Spannung zwischen dieser und dem Speicher erhöht, während man die Spannung erniedrigt für hohe Belastung der Primärmaschine. Hierdurch wird einerseits die Primärmaschine besser ausgenutzt, andererseits die Abdampfmenge besser geregelt. Diese Art der Regelung kann dadurch auch selbsttätig gemacht werden, daß man die Hilfskolben 11 bzw. 54 (Fig. 3 bis 5) entsprechend der Belastung der Primärmaschine beeinflußt.

Bei den beschriebenen Regelvorrichtungen

ist angenommen, daß das Abblaseventil 2 durch eine besondere Vorrichtung oder von Hand für den veränderten Druck in Leitung 4 eingestellt wird.

Mit der weiteren Einrichtung der Fig. 5 der Zeichnung lassen sich nicht nur "der höchste und niedrigste Druck zwischen Primärmaschine 21 und Speicher 20 gleichzeitig durch Beeinflussung der Ventile 1 und 2 einstellen, sondern auch noch gleichzeitig die Grenze für den niedrigsten Akkumulatordruck ebenfalls einstellen und nach Belieben regeln, indem gleichzeitig auch das Regelorgan 25 für die Abdampfmaschine 26 entsprechend eingestellt wird. Zur Steuerung des mit der Ventilspindel 5 des Abdampfeinlaßorganes 1 des Speichers 20 verbundenen Druckkolbens 6 ist das Schieberstangenende des den Kolben 6 steuernden Schiebers 15 an einer Schwinge 38, 39 angelenkt, deren eines Ende 38 zwecks Rückführung des Schiebers 15 gelenkig mit der Ventilspindel 5 verbunden ist. Das andere Ende 39 der Schwinge 38, 39 ist mit der Kolbenstange 40 des in dem Zylinder 41 verschiebbaren Kolbens 110 gelenkig verbunden. Der Kolben 110 wird durch eine Schraubenfeder 43 hochgehalten und auf seiner oberen Fläche durch den vor dem Speicher 20 herrschenden Druck des durch die Leitung 44 von der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine 21 nach dem oberen Teile des Zylinders 41 dringenden Dampfes- belastet, so daß er sich unter der Wirkung des Dampfdruckes entgegen der Spannung der Schraubenfeder 43 niederbewegen und die Veränderung der öffnungsweite des Einlaßorganes 1 des Speichers 20 bewirken muß, sobald sich der Dampfdruck in der Abdampfleitung 4 der Primärmaschine 21 andert.

Das Abblaseventil 2 für den überschüssigen Dampf ist auf einer mit einem Bunde 45 versehenen Büchse 46 geführt, welche mit der Spindel 5 des Einlaßorganes 1 des Speichers 20 verschraubt ist und durch Drehung des Handrades 47 auf der Spindel 5 achsial verschoben werden kann. Das Abblaseventil 2 kann somit ebenfalls durch den Einfluß des Dampfdruckes in der Abdampfleitung 4 vermittels des Kolbens 110 von seinem Sitz ab- ■ gehoben werden, sobald die Spindel 5 des Einlaßorganes 1 um einen solchen Betrag angehoben ist, daß der Bund 45 der Führungsbüchse 46 die Nabe 48 des Abblaseventil 2 anhebt. Durch entsprechende Einstellung. der · Büchse 46 auf der Spindel 5 kann das Öffnen des Abblaseventiles 2 bei verschiedenen Stellungen des Einlaßorganes 1 erzielt und damit die obere Druckgrenze für den vor dem go Speicher 20 herrschenden Druck geregelt werden. :

Zur Regelung der Öffnungsweite des Zudampfventiles 25 der aus dem Speicher 20 gespeisten Abdampfmaschine 26 wird der weitere, mit der Spindel 49 des Zudampfventiles 25 starr verbundene und durch eine Schraubenfeder 50 hochgehaltene Druckkolben 51 durch den Druck des Speichers 20 selbst vermittels des Hilfskolbens 54 beeinflußt. Die obere Fläche des Hilfskolbens 54 ist daher mittels Rohrleitung 52, welche den Zylinder 53 mit Speicher 20 verbindet, durch den Speicherdruck belastet.

Zur Übertragung der Bewegungen des KoI-bens 54 auf' das Zudampfventil 25 der Abdampfmaschine 26 ist die Schieberstange 57 eines Steuerschiebers 58 starr mit dem Kolben 54 verbunden.

Der über dem Druckkolben 51 verbleibende Raum des zugehörigen Druckzylinders steht durch die Zuflußleitung 59 eines Druckmittels mit dem Gehäuse 60 des Steuerschiebers 58 in Verbindung und ist mit einer Abflußleitung 61 für das Druckmittel versehen, in welcher zur Einstellung der abfließenden Druckmittelmengen ein Drosselorgan 62 eingeschaltet ist.

Wird der im Speicher 20 zulässige Mindestdruck erreicht, so wird der Kolben 54 durch' Feder 63 nach oben bewegt und verschiebt den Steuerschieber 58 nach oben, wodurch dessen Durchflußöffnung vergrößert und mehr

Druckmittel aus dem Schiebergehäuse 60 gegen die qBere Fläche des Druckkolbens 51 strömen muß, welcher somit niedergedrückt wird und das Zudampfventil 25 der Abdampfmaschine 26 gegen seinen Sitz führt. Die Umrißform der Durchflußöffnuiig, über welche der Schieber 58 gleitet, ist nach unten keilförmig verjüngt, so daß der Durchflußquerschnitt für das Druckmittel in zweckentsprechendem Maße zunimmt.

Die beiden Kolben 110 und 54 sind nach Ausführungsform der Fig. 5, ferner noch auf ihrer unteren Seite durch eine gemeinsame Spannung belastet.

Diese Spannung wird in vorliegendem Falle durch Leitung 55 von der Leitung 4 zugeführt und durch das in der Abflußleitung 56 nach dem Kondensator befindliche Handregelventil 30 auf den gewünschten Betrag eingestellt.

20" Ventil 64 soll diese Einstellung erleichtern.

Durch Handventil 30 ist man nun in der Lage, mit einer einzigen Operation die Druckgrenzen für die Eröffnung aller drei Ventile i, 2 und 25 gleichzeitig zu verschieben. Außerdem bleiben hierbei bei dieser Anordnung die Druckdifferenzen zwischen den Eröffnungsbeginnen dieser Ventile unverändert. Endlich aber können diese Druckdifferenzen noch nach Wunsch verändert werden, . und zwar für Ventil 2 durch Drehen des Handrades 47, wie bereits beschrieben, für Ventil 25 durch Änderung der Spannung von Feder 63 mittels Schrauben 65. Die Leitung 55 kann natürlich an eine andere Druckquelle mit möglichst konstantem oder, nach gewünschtem Gesetz, veränderlichem Druck angeschlossen sein. Auch kann die Belastung der Kolben 110 und 54 an Stelle einer hydraulischen auch eine andere, z. B. reine Federbelastung sein, welche alsdann durch eine gemeinsame Hebelübertragung gleichzeitig verstellt wird.

Claims (4)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Vorrichtung zur Regelung der Abdampf spannung einer Abdampf kraftanlage,, bestehend aus Primäranlage, Dampfspeicher und Abdampfmaschine, bei welcher die Spannung zwischen Primäranlage und Dampfspeicher durch ein Regelorgan geregelt wird, das bei Erreichung einer gewissen unteren Spannung sich schließt und die Verbindung zum Dampfspeicher absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung einer gewissen oberen Grenzspannung ein Organ (2) sich öffnet und den Abdampf der Primäranlage (21) entweichen läßt, während die Spannung im Speicher (20) selbst außerdem durch ein weiteres Organ (25) geregelt wird, welches die ■ Zufuhr des Abdampfes nach der Abdampfmaschine (26) absperrt, sobald eine Spannung im Speicher (20) erreicht ist, welche um einen bestimmten Betrag unter der vorgenannten unteren Grenzspannung ^S zwischen Primäranlage (21) und Dampfspeicher (20) liegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Höchstspannung zwischen Primärmaschine (21) und Speicher (20) und damit die Höchstspannung im Speicher selbst durch den Einfluß des Abdampf druckes der ■ Primärmaschine auf das zwischen Primärmaschine (21) und Speicher (20) vorhandene Organ (2) im umgekehrten Verhältnis der Belastung der Primärmaschine (21) eingestellt wird, so daß bei geringer Belastung der Primärmaschine eine Erhöhung und bei starker Belastung eine Erniedrigung der ^8f> Höchstspannungen eintritt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe (1, 2) zur Regelung der oberen und unteren Grenzspannung zwischen Primärmaschine (21) und Speicher (20) in Abhängigkeit voneinander derartig verstellt werden, daß die beiden absoluten Spannungsgrenzwerte gleichzeitig verändert werden können, während die Differenz dieser Spannungsgrenzwerte nahezu unverändert bleibt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die untere Spannüngsgrenze im Speicher (20) regelnde Organ (25) mit den Regelorganen (1, 2) für die Abdampfspannung der Primärmaschine (21) derart gemeinsam verstellt wird, daß die Grenzwerte für die Spannung im Sammler und für die Spannung vor dem Sammler gleichzeitig verändert werden, während die Differenzen dieser Spannungswerte nahezu gleichbleiben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.