DE330541C

DE330541C - Steam generation system with heat storage and overheating storage

Info

Publication number: DE330541C
Application number: DE1917330541D
Authority: DE
Original assignee: Vaporackumulator AB
Current assignee: Vaporackumulator AB
Priority date: 1917-05-05
Filing date: 1917-06-02
Publication date: 1920-12-17

Description

Dampferzeugungsanlage mit. Wärmespeicher und Überhitzungsspeicher. Die Erfindung, betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Temperaturschwankungen des Entladedampfes in Wärmespeicheranlagen mit Überhitzungsspeicher. Bei Wärmespeicheranlagen, die mit Überhitzungsspeichern ausgerüstet sind; wird die Temperatur des Dampfes während der Entladung ständig sinken, was durch die sinkende Eigenwärme der Überhitzungsspeicherfüllung begründet ist. In vielen Fällen ist nun eine solche Temperaturschwankung nicht zulässig, oft ist die anfangs erreichte Temperatur unzulässig hoch, während. sie am Ende der Entladung allzu niedrig ist. Diese Temperaturschwankung soll in bekannter Weise durch Zuführung von Sattdampf zu dem überhitzten Dampf ausgeglichen werden.Steam generating system with. Heat storage and overheating storage. The invention relates to a device for compensating for temperature fluctuations of the discharge steam in heat storage systems with overheating storage. For heat storage systems, which are equipped with overheating accumulators; becomes the temperature of the steam continuously decrease during discharge, which is due to the decreasing inherent heat of the overheating storage tank filling is justified. In many cases, such a temperature fluctuation is not permissible, often the temperature initially reached is unacceptably high while. them at the end of the Discharge is too low. This temperature fluctuation is said to be in a known manner be balanced by adding saturated steam to the superheated steam.

Während aber sonst der Temperaturausgleich erfolgte, um die bisweilen auftretenden nachteiligen Folgen ungleichmäßiger Beheizung der Dampfkessel und schwankender Dampfentnahme zu beheben, soll hier das bei Überhitzungsspeichern unvermeidliche stetige Sinken der Eigenwärme der Überhitzungsspeicherfüllung ausgeglichen werden. Der Erfindung gemäß ist deshalb mit dem Überhitzungsspeicher eine Ausgleichvorrichtung in Verbindung gebracht. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer mit einem besonderen Reglerorgan ausgerüsteten Umgangsleitung, die einen Teil der gewünschten Dampfmenge unmittelbar' aus dem Wärmespeicher in Form von gesättigtem oder feuchtem Dampf unter Umgehung des Überhitzungsspeichers hergibt. Durch die Mischung beider Dampfmengen wird die Endtemperatur in gewünschten Grade erniedrigt. An mehreren Ausführungsbeispielen soll dargelegt werden, wie dieser -Erfind dungsgedänke je nach den vorliegenden Verhältnissen ausgebildet werden kann.But while otherwise the temperature equalization took place, around the sometimes occurring adverse consequences of uneven heating of the steam boiler and fluctuating To fix steam extraction, the inevitable with overheating accumulators should be here steady decrease of the own heat of the superheat storage filling can be compensated. According to the invention, the overheating accumulator is therefore a compensation device connected. The device consists essentially of one with one special regulator body equipped bypass line, which is part of the desired Amount of steam directly from the heat accumulator in the form of saturated or moist Gives off steam by bypassing the overheating accumulator. By mixing both Steam quantities, the final temperature is lowered to the desired extent. On several Embodiments should be shown how this invention -Erfind dungsgedänke depending can be trained according to the present circumstances.

Zwei Hauptausführungen sind hierbei zu unterscheiden -Erstens soll die Entladeleitung des Wärmespeichers nur zu gewissen Zeiten unter Druck gesetzt werden, nämlich dann, ' wenn Dampf gerade gebraucht wird, wobei ein von Hand bedientes Ventil die Verbindung zwischen Speicher und Entladeleitung herstellt.A distinction must be made between two main designs - firstly, should the discharge line of the heat accumulator is only pressurized at certain times be, namely, 'when steam is needed, with a hand-operated Valve establishes the connection between the storage tank and the discharge line.

Zweitens soll die Entladeleitung ständig unter Druck stehe.Second, the discharge line should be under constant pressure.

Der erste Fall ist in Fig. z und 3 dargestellt, und zwar zeigt Fig. x die Verbindung eines Dampfkessels D mit dem Überhitzungsspeicher U, dem Wärmespeicher S und einem Dampfverbraucher K. Der im Dampfkessel D erzeugte überhitzte Ladedampf gelangt durch die Leitung L, bei- geschlossenem Ventil V4 der Entladeleitung L4 in den- Überhitzungsspeicher U, wobei die Überhitzungswärme an feste oder flüssige, die Wärme aufspeichernde Stoffe abgegeben wird, worauf der Sattdampf durch die Leitung L2 in Richtung der ausgezogenen Pfeile in den mit Wasser gefüllten Wärmespeicher S strömt und hier seine Wärme in bekannter Weise abgibt. Ein Entweichen von Dampf durch die Umgangsleitung L3 wird dadurch vermieden, daß das Ventil V3 geschlossen bleibt. In beiden Zweigleitungen sind Rückschlagventile W angeordnet.The first case is shown in FIGS. Z and 3, namely FIG. x the connection of a steam boiler D with the overheating storage unit U, the heat storage unit S and a steam consumer K. The superheated charge steam generated in the steam boiler D reaches the discharge line L4 through the line L, with the valve V4 closed into the overheating storage unit U, whereby the overheating heat is transferred to solid or liquid, the heat accumulating substances is released, whereupon the saturated steam through the pipe L2 in the direction of the solid arrows into the heat storage tank filled with water S flows and here its warmth in in a known manner. An escape of steam through the bypass line L3 is avoided in that the valve V3 remains closed. Check valves W are arranged in both branch lines.

Soll nun Entladedampf abgegeben werden, so öffnet man die beiden Ventile V4 und V3, wobei es oft zweckmäßig. ist, diese Ventile zu kuppeln; das Ventil L1 kann dann offen oder geschlossen sein. Gesättigter Dampf kommt aus dem Speicher S in Richtung -des gestrichelten Pfeils durch die Leitung L2; ein Teil des Dampfes geht durch den Überhitzungsspeicher U und durch das Ventil V4 in die Leitung L4, der Rest strömt durch die Umgangsleitung L3 und das Ventil V3 in Richtung des gestrichelten Pfeils; je nachdem nun das Ventil VS mehr oder weniger offen ist, strömt ein größerer oder kleinerer Teilbetrag des Gesamtdampfes unter Umgehung des Überhitzungsspeichers in die Leitung L4, und somit wird die Temperatur des gemischten Dampfes mehr oder weniger gegenüber dem erhitzten Dampfe erniedrigt. Wünscht man eine gleichbleibende Temperatur in L4, so muß im Anfang der Entladung das Ventil V3 offen gehalten werden, um dann allmählich, je nachdem das wärmeaufspeichernde Mittel des Überhitzungsspeichers U abgekühlt wird, geschlossen zu werden. Diese Regelung des Ventils V$ wird in den Fällen, wo man ein Gleichble ben der Dampftemperatur in großem Umfang verlangt, durch einen in der Leitung L4 eingeschalteten Thermostaten T erfolgen.If unloading steam is now to be released, the two valves are opened V4 and V3, whereby it is often expedient. is to couple these valves; the valve L1 can then be open or closed. Saturated steam comes from the storage tank S in the direction of the dashed arrow through the line L2; part of the steam goes through the overheating accumulator U and through the valve V4 into the line L4, the rest flows through the bypass line L3 and the valve V3 in the direction of the dashed line Arrow; depending on whether the valve VS is more or less open, a larger one flows or a smaller part of the total steam bypassing the superheat storage tank into the line L4, and thus the temperature of the mixed steam becomes more or less lowered compared to the heated steam. If you want a constant Temperature in L4, valve V3 must be kept open at the beginning of the discharge, and then gradually, depending on the heat accumulating means of the overheating storage device U is cooled to be closed. This control of the valve V $ is in the Cases where constant steam temperature is required to a large extent, by a thermostat T switched on in line L4.

In den meisten Fällen jedoch wird man sich mit einer weniger genauen Regelung begnügen; in diesen Fällen kann man das Ventil V3 von dem Drucke im Speicher oder in der Leitung L4 selbsttätig verstellen lassen. Im. Falle, daß der Wärmespeicher mit gleichbleibendem Druck arbeitet, also nach dem Prinzip der Gasometer ausgebildet ist, kann das Ventil V$ anstatt vom Dampfdruck auch von der jeweiligen Stellung des Gasometers oder ganz allgemein von dem jeweiligen Ladungszustande eingestellt ,yverden. Derartige Anordnungen sind an sich bekannt und wirken sehr zuverlässig. Die Lage des zweckmäßig entlasteten Ventils V3 wird durch eine Menmbran, einen Kolben o. dgl., der unter Federdruck steht, so geregelt, daß bei höchstem Leitungsdruck das Ventil ganz offen, bei kleinstem Druck wieder ganz geschlossen ist. Im Anfang der Entladung, wenn der Druck am höchsten ist, strömt also am meisten Dampf durch die Leitung L3 und am Ende der Entladung gar kein Dampf.In most cases, however, you will end up with a less accurate one Settle for regulation; in these cases the valve V3 can be controlled by the pressure in the accumulator or let it be adjusted automatically in line L4. In the case that the heat storage works with constant pressure, i.e. designed according to the gasometer principle is, the valve V $ can instead of the steam pressure also from the respective position of the gasometer or, more generally, of the respective state of charge , yverden. Such arrangements are known per se and are very reliable. The position of the expediently relieved valve V3 is indicated by a meniscus, a piston or the like, which is under spring pressure, regulated so that at the highest line pressure the valve is completely open and completely closed again at the lowest pressure. In the beginning When the pressure is at its highest, most of the steam flows through the discharge the line L3 and at the end of the discharge no steam at all.

Da das Ventil V3 bei kleinstem Speicherdruck (oder in gewissen Fällen noch früher) durch den Federdruck geschlossen wird, erübrigt sich das Schließen und Öffnen des Ventils V3 von Hand. . Demnach wird, wenn bei anfangender Entladung die Leitung L4 unter Druck gesetzt wird, das Ventil 173 selbsttätig -wieder geöffnet.Since the valve V3 is closed by the spring pressure at the lowest accumulator pressure (or in certain cases even earlier), there is no need to close and open the valve V3 by hand. . Accordingly, when the line L4 is pressurized when the discharge begins, the valve 173 is automatically opened again.

Gegebenenfalls gelangt während der Entladung durch die Leitung L1 zuströmender, überhitzter Dampf unmittelbar in die Leitung L4; wodurch die Überhitzungswärme vollständig ausgenutzt wird.If necessary, L1 passes through the line during the discharge inflowing, superheated steam directly into line L4; thereby reducing the overheating is fully exploited.

Soll Dampf in der Leitung L4' ständig zur Verfügung stehen, so wird die Vorrichtung gemäß Fig. 2 gewählt. Das Absperrvgntil V4 in der Leitung L4 gemäß Fig. r ist weggefallen; statt dessen ist ein Rückschlagventil R in die Leitung L3 eingeschaltet.If steam is to be constantly available in line L4 ', then the device according to FIG. 2 is selected. The shut-off valve V4 in line L4 according to Fig. R has been omitted; instead there is a check valve R in line L3 switched on.

Der Ladedampf strömt, wie vorhin beschrieben, durch die Leitung L1 zu; wird Dämpf zeitweise. nicht gebraucht, so geht er durch den Überhitzungsspeicher U in den Wärmespeicher, wobei das Rückschlagventil R verhindert, daß ein Teil des Ladedampfes unter Umgehung des Überhitzungsspeichers unmittelbar zum Wärmespeicher gelangt, wodurch die Überhitzerwärme dieses Teiles für die Entladung verloren wäre.As previously described, the charge steam flows through line L1 to; becomes damp at times. not used, it goes through the overheating storage U into the heat accumulator, the check valve R preventing part of the Charging steam bypassing the overheating storage unit directly to the heat storage unit arrives, whereby the superheating heat of this part would be lost for the discharge.

Übersteigt der Verbrauch an Entladedampf die Menge des Ladedampfes, so strömt der Mehrbedarf vom Wärmespeicher durch den Überhitzungsspeicher und die Umgangsleitung zu, wobei die Verteilung auf diese beiden Wege, wie vorhin, entweder durch einen Thermostaten `T oder durch ein vom Drucke in den Leitungen oder im Speicher gesteuertes, zweckmäßig entlastetes Ventil V3 selbsttätig so eingestellt wird, daß die Temperatur in L4 annähernd gleichbleibt.If the consumption of discharge steam exceeds the amount of charge steam, so the additional demand flows from the heat storage through the overheating storage and the Bypass line too, with the distribution on these two routes, as before, either by a thermostat `T or by one of the pressures in the pipes or in the store controlled, appropriately relieved valve V3 is automatically adjusted so that the temperature in L4 remains approximately the same.

In vielen derartig mit Wärmespeichern versehenen Anlagen wird ein gleichbleibender Druck in der Entnahmeleitung erwünscht sein; dieses Gleichbleiben des Druckes kann durch ein an sich bekanntes Druckminderungsventil bewi-.kt werden. Fig. 3 zeigt eine solche Vorrichtung, wobei, wie in Fig. x vorausgesetzt ist, die Entladeleitung nur dann unter Druck gesetzt werden soll, wenn Dampf gebraucht wird.In many systems with such heat storage facilities, a constant pressure in the extraction line may be desirable; this staying the same the pressure can be caused by a known pressure reducing valve. Fig. 3 shows such a device, wherein, as assumed in Fig. X, the Discharge line should only be pressurized when steam is needed.

In Fig. 3 ist D das Druckminderungsventil, VS das Abperrventil. Das Ventil V3 kann gegebenenfalls, wie oben dargelegt, durch einen Thermostaten T verstellt werden; indessen kann in vielen Fällen ein gewöhnliches Absperrorgan Verwendung finden, und es wird trotzdem ein Temperaturausgleich stattfinden.In Fig. 3, D is the pressure reducing valve, VS is the shut-off valve. That Valve V3 can optionally be adjusted by a thermostat T, as explained above will; however, a common shut-off device can be used in many cases find, and there will still be a temperature equalization.

Dies ergibt sich aus cler Überlegung, daß die durch das Ventil strömende Dampfmenge durch den Druckunterschied zwischen Wärmespeicher und Entladeleitung bestimmt wird; im Anfang der Entladung ist dieser Unterschied mit Rücksicht auf den gleichbleibenden Leitungsdruck in L4 am größten, daher ist auch die durch V$ strömende Dampfmenge am größten; die Temperatur des aus dem Überhitzungsspeicher kommenden Dampfes kann also erheblich herabgesetzt werden; bei fortgesetzter Entladung wird der Druckunterschied bzw. die durch L3 strömende Dampfmenge immer kleiner- und nähert sich dem Rest Null.This results from the consideration that the flowing through the valve Amount of steam due to the pressure difference between the heat accumulator and the discharge line is determined; in the beginning of the discharge this difference is with regard to the constant line pressure in L4 is greatest, therefore even the amount of steam flowing through V $ is greatest; the temperature of the overheating storage tank coming steam can thus be reduced considerably; with continued discharge the pressure difference or the amount of steam flowing through L3 becomes smaller and smaller - and approaches the remainder zero.

Wenn die Entladung abgeschlossen ist, müssen die Ventile VQ und V3 wieder geschlossen werden. Sie können, wie bereits oben angegeben, zu diesem Behufe verkuppelt sein; es kann aber auch die Absperrung des Ventils V3 vom Druckminderungsventil D aus erfolgen, indem dieses bei sinkendem Druck in der Entladleitung diese schließt; da die durch V3 strömende Dampfmenge in diesem Zeitpunkte sehr klein ist, kann die Absperrung ohne weiteres erfolgen, und es wird dieses sogar für die Aufrechterhaltung der Temperatur nur von Vorteil sein: Wird das Ventil VS erst geschlossen, wenn der Druck im Speicher annähernd auf den Leitungsdruck gesunken ist, so kann für das Ventil V3 auch ein nicht entlastetes Absperrorgan gewählt werden. Beim Wiedersteigen des Speicherdruckes während der Ladung bleibt das Ventil V3 durch die Federspannung des Druckminderungsventils geschlossen. Zweckmäßigerweise werden Druckminderungsventil und Ventil V3 in einem Gehäuse zusammengebaut.When the discharge is complete, valves VQ and V3 to be closed again. As stated above, you can do this be coupled; but it can also shut off valve V3 from the pressure reducing valve D from done by this closing when the pressure in the discharge line falls; since the amount of steam flowing through V3 is very small at this point in time, the Cordon off can be done without further ado, and it will even do this for maintenance the temperature can only be of advantage: If the valve VS is only closed when the The pressure in the accumulator has fallen approximately to the line pressure, so for that Valve V3 a non-relieved shut-off element can also be selected. When climbing back up of the accumulator pressure during charging, valve V3 remains due to the spring tension of the pressure reducing valve closed. Expediently, pressure reducing valves are used and valve V3 assembled in one housing.

Diese Ausführungsform ist unter Verwendung des Druckminderungsventils in Fig.5 dargestellt. Der vom Überhitzungsspeicher kommende Dampf wird bei A in das Gehäuse G eingeführt und strömt in einen ringförmigen Raum Wein. Die Entnahmeleitung wird bei B angeschlossen. Das Reglerorgan besteht aus einem Hohlzylinder P, der mittels einer Stange S mit dem Reglerkolben K verbunden ist. Der Kolben wird durch die beiden Federn F belastet, deren Bewegung durch zwei Kolben C gedämpft wird.This embodiment is using the pressure reducing valve shown in Fig.5. The steam coming from the superheat storage tank is at A in the casing G is inserted and wine flows into an annular space. The sampling line is connected at B. The regulator element consists of a hollow cylinder P, which is connected to the regulator piston K by means of a rod S. The piston is through the two springs F loaded, the movement of which is dampened by two pistons C.

Das Ventil V3 ist seitlich an- das Gehäuse angesetzt, und es wird; wenn die Leitung L4 abgesperrt, diese also spannungslos ist, die volle Federkraft durch die Stange S und den Winkelhebel H auf das Ventil V3 übertragen, wodurch es auch bei steigendem Speicherdruck so lange geschlossen bleibt, bis durch das Öffnen des Ventils V4 (Fig. 3) Druck unter den Kolben K kommt und den Hohlzylinder R hebt, wodurch das Ventil V3 frei wird. Das Ventil V3 wird nunmehr durch den auf der rechten Ventilfläche lastenden Speicherdruck und unter der Wirkung einer kleinen Feder E sofort voll geöffnet. Ein Anschlag I des Hebels begrenzt den Hub des Vent'ls; dieser kann noch durch die Schraube N beliebig eingestellt werden, wodurch die Menge des Zusatzdampfes aus der Leitung La begrenzt wird.The valve V3 is attached to the side of the housing, and it is; when the line L4 is shut off, i.e. when it is de-energized, the full spring force transmitted through the rod S and the bell crank H to the valve V3, causing it remains closed even when the accumulator pressure rises until it is opened of the valve V4 (Fig. 3) pressure comes under the piston K and lifts the hollow cylinder R, whereby the valve V3 becomes free. The valve V3 is now through the one on the right The accumulator pressure on the valve area and under the action of a small spring E immediately fully open. A stop I of the lever limits the stroke of the valve; this can still be adjusted as required using the screw N, whereby the amount of Additional steam from the line La is limited.

Durch diese Hubbegrenzung sind der Kolben und der Hohlzylinder in ihrer Bewegung in keiner Weise durch den stark wechselnden Dampfdruck in der Leitung L3 beeinflußt, und die Federn F stellen den Hohlzylinder dem jeweiligen Speicherdrucke entsprechend so ein, daß der Druck in der Entladeleitung L4 gleichbleibt. Erst wenn der Druck in der Entladeleitung am Ende der Entladung noch tiefer gesunken ist, die Leitung L4 also nahezu spannungslos ist, wird das Ventil V3 durch die Federn wieder geschlossen.This stroke limitation means that the piston and the hollow cylinder are in their movement in no way due to the strongly changing steam pressure in the pipe L3 influences, and the springs F put the hollow cylinder to the respective storage pressure accordingly so that the pressure in the discharge line L4 remains the same. Only when the pressure in the discharge line has dropped even lower at the end of the discharge, the line L4 is almost de-energized, the valve V3 is activated by the springs closed again.

Schließlich ist in Fig. q. noch der Fall dargestellt, daß die Entladeleitung L4 (ähnlich der Fig. 2) ständig unter Druck steht, wobei ein Druckminderungsventil D diesen Druck aufrechterhält. Das Rückschlagventil R in Fig. 2 fällt jetzt fort, da der Druck in der Leitung L4 stets kleiner als der Speicherdruck ist. Das Ventil V3 kann in diesem Falle aus demselben Grunde, wie in Fig. 3 angegeben, fest eingestellt sein und regelt doch die Dampftemperatur. _ Damit bei keiner Entladedampfentnahme aus der Leitung L4 der Dampfdruck über das zulässige Maß durch Hinzuströmen von Dampf durch das Ventil V3 erhöht wird, kann ein in an sich bekannter Weise vom Druck in der Leitung L4 bewegtes Reglerorgan das Ventil V3 bei Erreichung des Höchstdruckes absperren; diese Abstellung kann auch von D aus in ähnlicher Weise, wie vorhin beschrieben, erfolgen; hierfür kann auch ein besonderes Absperrorgan angeordnet werden. -Finally, in Fig. Q. still illustrated the case that the discharge line L4 (similar to FIG. 2) is constantly under pressure, with a pressure reducing valve D maintains this pressure. The check valve R in Fig. 2 is now omitted, because the pressure in line L4 is always lower than the accumulator pressure. The valve In this case, V3 can be permanently set for the same reason as indicated in FIG. 3 and still controls the steam temperature. _ So that there is no discharge of steam from the line L4 the vapor pressure above the permissible level due to the inflow of Steam is increased through the valve V3, a known manner from the pressure Regulator element in line L4 moves valve V3 when the maximum pressure is reached shut off; this setting can also be done from D in a similar way as described above, take place; a special shut-off device can also be arranged for this purpose. -

Claims

PATENT CLAIMS: i. Steam generation system with heat storage and overheating storage, characterized in that a device for overheating storage. regulation the temperature of the superheated discharge steam is provided, consisting of a past the overheating storage (U) into the discharge line (L4) leading bypass line (L3).

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the bypass line connected to the discharge line (L @) downstream of a pressure reducing valve (D).