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mit Druckmittel gespeiste Speicheranlage. Schaltet man bei einer Anzahl
von Dampfnetzen verschiedener Spannung, die von derselben Kesselanlage aus beliefert
werden, zwischen irgend zwei dieser Dampfnetze einen Dampfspeicher, so kann man
bekanntlich mit diesem nicht nur die Schwankungen im Dampfbedarf der Netze, die
einen tieferen Druck haben als der augenblickliche Druck im Speicher, von der Kesselanlage
fernhalten, sondern auch in gewissem Umfange die Schwankungen im Dampfbedarf der
Netze, die einen höheren Druck haben, in welche also der Speicher uninittelbar Dampf
nicht liefern kann. Letzteres geschieht mittelbar in der Weise, daß die Dampfnetze
mit tieferem Druck, die bei Gleichgewicht zwischen Dampferzeugung und Dampfverbrauch
vom Kessel aus beliefert werden, nun ihren Dampf ganz oder teilweise vom Speicher
aus erhalten, wodurch eine entsprechende Kesseldampfmenge zusätzlich für die Verbraucher
mit höherem Druck verfügbar wird. In einer mit Dampfspeicher versehenen Verteilungsanlage
wird nämlich bei richtiger Einstellung der Kesseldampferzeugung diejenige Dampfmenge
hervorgebracht, die für eine bestimmte Zeitdauer in der ganzen Anlage im Mittel
erforderlich ist, also für jedes Dampfnetz der mittlere Bedarf. Wird eines dieser
Netze zu einem bestimmten Zeitpunkt vollständig vom Speicher aus beliefert, so kann
demnach der mittlere Dampfverbrauch dieses Netzes zur Deckung etwaigen Mehrbedarfs
der Dampfnetze herangezogen werden, an welche riie Verbraucher mit höherem Druck
als Speicherdruck angeschlossen sind.
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Die Anlagekosten eines Speichers werden nun bekanntlich bei gleicher
Speicherfähigkeit um so geringer, je niedriger der Druck ist, auf welchen der Speicher
entladen werden darf; infolgedessen wird man die günstigsten Verhältnisse erhalten,
wenn der Speicher, dessen Aufnahmevermögen durch die größten üblicherweise vorkommenden
Belastungsspitzen gegeben ist, für die Entladung auf das Netz geringsten Druckes
berechnet ist. Ist aber der mittlere Dampfbedarf dieses Netzes kleiner als die größten
Spitzen im Dampfbedarf von höherem Druck, so genügt es nicht mehr, das Netz finit
niedrigem Druck allein für die Entladung des Speichers zu benutzen; man ist vielmehr
darauf angewiesen, auch noch .das Netz mit dem zweittiefsten, nötigenfalls mit dem
dritttiefsten Druck usw. für den mittelbaren Ausgleich von Belastungsspitzen im
Dampfverbrauch höheren Druckes heranzuziehen.
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Im. allgemeinen wurde in einem solchen Falle der Speicher so ausgeführt,
daß er überhaupt nur bis zum höchsten Druck der zum Ausgleich
benutzten
-Netze entladen wurde, .lenn nur so lange, als dieser Druck erhalten bleibt, besteht
auch die Möglichkeit, jederzeit den gesamten mittleren Dampfbedarf der betreffenden
Niederdrucknetze für den Ausgleich der Belastungsspitzen in höherem Druckgebiet
frei zu machen. Läßt man jedoch, was zuweilen vorkommen mag, eine tiefere Entladung
des Speichers zu, so ist inan zu solchen Zeiten hinsichtlich der Ausgleichsmöglichkeit
begrenzt auf den mittleren Dampfbedarf clerjenigeii i iederdrucknetze, auf welche
der Speicher nun noch entladen werden kann. Letzteres kann natürlich vermieden werden,
wenn man die Aufnahmefähigkeit des Speichers nach einem Etitladedruck bestimmt,
der dem höchsten tetzdrtick derjenigen Netze entspricht, deren mittlerer Dampfverbrauch
gemäß dem Belastungsdiagramm zum Ausgleich herangezogen werden muß. Allerdings führt
dies unter Umständen zu sehr ungünstigen Verhältnissen in bezug auf die - vorn Entladelruck
abhängigen - Baukosten des Speichers.
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Es ist nun bei Vorrichtungen zur Erzeugung von Dampfkraft durch Verdampfung
von heißem Wasser oder anderen Flüssigkeiten unter Vakuum bereits bekannt, den Verlampfer
in mehrere Kammern zu unterteilen, von denen jede für eine bestimmte, dein Verbraucher
(Dampfturbine) angepaßte Druckstufe bestimmt ist. Von dieser für Verdampfer bekannten
Unterteilung wird zweckmäßig auch bei Speicheranlagen der vorliegenden Art Gebrauch
gemacht, indem die Anlage in zwei > ler mehrere Speicher unterteilt wird, die je
ihr einen besonderen Netzdruck als Entladedruck bestimmt sind. Die Erfindung besteht
iitin darin, (fas die Speicher mit Lade- und Entladeorganen derart versehen sind,
daß sie beim Entladen und Aufladen je in einer besr#n-' eren Reihenfolge in Tätigkeit
treten. Es werlen also mehrere Speicher verwendet, von denen beispielsweise der
eine bis zum tiefsten Netzdruck, der zweite bis zum zweittiefsten, der dritte bis
zum drittiefsten Netzdruck usw. entladen wird. Beim Entladen erfolgt die Steuerung
der Abschlußorgane dann zweckmäßig so, daß zunächst der für den tiefsten Entladedruck
bestimmte Speicher und dann die übrigen in der Stufenfolge des Entladedrucks öffnen,
während beint Aufladen vorteilhaft die umgekehrte Reihenfolge innegehalten wird.
Unter Umständen kann aber auch eine abweichende Reihenfolge erwünscht sein, nämlich
wenn ein Dampfverbraucher bevorzugt werden soll, sei es, weil stets genügend Dampf
für dessen stark schwankenden Bedarf zur Verfügung stehen soll, sei es aus irgendeinem
anderen Grunde; dann würde der entsprechende Speicher bei der Aufladung zuerst un.i
Lei der Entladung unter Umständen zu-1 etzt an die Reihe kommen. Tritt nun
bei einer solchen Anlage zeitweilig ein sehr starker Dampfverbrauch in einer Leitung
höheren Druckes ein, so wird zunächst der Speicher tiefsten Entladedrucks in Tätigkeit
treten und die Versorgung des Netzes vom tiefsten Druck übernehmen; reicht die mittlere
Verbrauchsmenge dieses Netzes zur Deckung des Spitzenbedarfs nicht aus, so greift
auch der nächstfolgende Speicher ein, der nun die Belieferung des Netzes mit zweittiefstem
Druck übernimmt usw. Der Vorteil, der sich bei einer solchen Dampfversorgung ergibt,
ist nun folgender: Handelt es sich z. B. um eine Zweiteilung des zur Deckung der
Belastungsspitze erforderlichen Speicherinhaltes, so braucht nur der eine Teilspeicher,
der die dem Netz höheren Druckes entzogenen Dampfmenge auszugleichen hat, entsprechend
diesem höheren Ent-:ade(--iruck bestimmt zu werden, während der anIere Teilspeicher,
welcher den mittleren Dampfverbrauch des Netzes vom tieferen Druck zu decken hat,
entsprechend liesem tieferen Druck, also zu den günstigsten ökonomischen Bedingungen
ausgeführt werden kann. Das gleiche gilt sinnentsprechend bei einer größeren Unterteilung
des erforderlichen Speicherinhaltes; die Bedingungen für den aufzuwendenden Baustoff
werden für jeden einzelnen -Teilspeicher stufenweise günstiger.
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Eine besondere Schaltung" die eine bevorzugte Ausführungsform darstellt,
gestattet nun, diese Verhältnisse noch weiter zu verhessern. Sie ermöglicht, den
Inhalt des o.-ler jedes für den höheren Entladedruck bestimmlen Speichers erheblich
zu vermindern auf Kosten des Inhaltes des oder der Speicher mit niederem Entladedruck,
deren Herstellung billiger zu verwirklichen ist. Diese Ausführungsform ist unten
näher erläutert.
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Die Zeichnungen veranschaulichen in Abb. i das Schema einer Dampfverteilungsanlage
mit mehreren Speichern gemäß der Erfindung in deren allgemeinerer Ausführungsform.
Abb. 2 zeigt ein Beispiel für die besondere, noch günstigere Schaltung, und Abb.
3 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der bei letzterer Anordnung sich abspielenden
Vorgänge.
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In Abb. i ist eine Verteilungsart angenommen, bei welcher eine Hochdruckleitung
1z mit einem Druck von p - 2o Atm. (L?herdruck) und vier weitere Netze
a, b, c, d finit len Drükken p., Pb, pe, pd vorhanden sein mögen.
Letztere mögen beispielsweise 7, 3, i uad o,5 Atrn. betragen. Die Speicher S", S,,
. . . entladen sich gegen die Drücke pa, Pb ... Dabei können sie von irgendeinem
höheren Druck aus geladen werden. Die Speicher arbeiten nun derart zusammen, rdaß
bei großem Dampfbedarf zuerst der Speicher S,t in Tätigkeit tritt und, falls dies
nicht ausreicht, auch der Speicher S,
gegebenenfalls noch Speicher
Sb usw. Dabei kann die Inanspruchnahme des Speichers S', -und ebenso jedes folgenden
Speichers - erfolgen, entweder weil die sonst zur Speisung des Netzes d aufzuwendende
Dampfmenge zur Deckung der Belastungsspitze nicht ausreicht oder weil der Speicher
Si bereits auf seinen tiefsten Drück entladen ist.
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Dieses Zusammenarbeiten der Speicher wird durch die vom Kesseldruck
geregelten Ventile K1, KZ, K3, K4 sowie U, und durch :1i e vom Speicherdruck geregelten
Ventile U., LT" U, erreicht. Bei. Gleichgewicht zwischen Dampferzeugung und Gesamtdampfverbrauch
aller Netze halten die Regler sämt-.iche obenerwähnten Ventile geschlossen. Bei
großem Dampfbedarf bewirken die Regler K die Entladung der Speicher, indem sie bei
sinkendem Kesseldruck nacheinander in der Reilienfolge K1, K=, KZ, K., öffnen.
Ist umgekehrt der Dampfbedarf kleiner als normal, so bewirkt das Ansteigen des Kesseldrucks
die Eröffnung des Ventils U,. Sobald der Speicher S," aufgeladen ist, bewirkt der
in diesem erreichte Grenzdruck das Öffnen des Ventils Uz, so daß nun der Speicher
Sb über ein Minderventil Ra von dem -Netz a aus aufgeladen wird. In der gleichen
Weise erfolgt bei aufgeladenem Speicher Sb die Zuführung des Speicherdampfs zu dem
folgender. Speicher S, usw., wobei die entsprechend angeordneten Minderventile R"
und R, öffnen. Sind sämtüche Speicher geladen, so kann der Dampf dem Netz vom tiefsten
Druck über Minderventil Rd unmittelbar zufließen. An die Stelle der Regler U können
auch vom Kesseldruck beeinflußte Regler K' treten - wie in Abb. i durch gestrichelte
Linien angedeutet -, die bei steigendem Kesseldruck in der Reihenf3lge K'1, K'2,
K'3, K'4 nacheinander öffnen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 ist der Vereinfachung wegen
angenommen, daß nur die Netze la und a, b, c sowie zwei Speicher Sb und S,
vorhanden sind. Netz a ist durch Minderventil Ra und Netz b durch Ventil Rb an die
Hochdruckleitung h angeschlossen. Beide Speicher sind zwischen,die Netze a und b
geschaltet, können also durch die Überströmventile U, und U3 von der Leitung a aus
geladen und durch die vom Kesseldruck beeinflußten Ventile K3 und KZ in das Netz
b entladen werden. Die Überströmventile können wiederum durch vom Kesseldruck gesteuerte
Organe ersetzt sein. Die Anordnung ist hier nun so getroffen, daß der Speicher S,
mit Hilfe des Minderventils R, auch- auf. das Netz c arbeiten kann. Zwischen den.
Entladeleitungen des Speichers Sc und dem Netz b befindet sich ein Rückschlagventil
RIt ; ferner ist zwischen den Netzen b und c eine mit einem Minderventil
R'c versehene Überström-, ieitung angeordnet, mit Hilfe deren Dampf gegebenenfalls
über Rb von der Hochdruckleitung aus unmittelbar zum Netz c übertreten kann. Ir
ist ein an das Netz a angeschlossener Verbraucher, z. B. Kocher.
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Wirkungsweise und Zweck dieser Anordnung ergeben sich aus der Betrachtung
des Diagramms nach Abb. 3. Es handle sich beispielsweise um eine Sulfitzellulosefabrik,
welche regelmäßige Schwankungen im Kochdampfbedarf aufweist, die etwa nach der Kurve
I verlaufen mögen. Diese Kurve gibt die benötigten Dampfmengen in Abhängigkeit von
der Zeit an. In dieses Diagramm sind eingetragen der mittlere Verbrauch an Dampf
vom Druck p" - 7 Atm., sodann der Reihe nach der mittlere Verbrauch an Dampf von
i und 3 Atm.; diese Mengen werden dargestellt durch Parallelen zur Abszisse in den
Abständen G" G,., G3. Als auszugleichender Mehrbetrag kommen nur die Dampfmengen
in Frage, welche über den Dampfbedarf G, hinaasgellen. Die übrigen Parallelen lassen
ersehen, wie weit die Entladung eines Teilspeichers nach dem entsprechenden Dampfnetz
die Belastungsspitzen in der Kocherei ausgleichen kann. Würden die beiden Speicher
Sb und S, in der Schaltung nach Abb. i verwendet, so müßte der sich nach dem Netz
b entladende Speicher Sb für die durch die Fläche ABE dargestellte Dampfmenge
bemessen sein und der sich nach dem Netz c entladende Speicher für die .durch die
Fläche BFGE veranschaulichte Dampfmenge.
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Der der besonderen Schaltung zugrunde liegende Gedanke besteht nun
darin, aus dem für niederen Entladedruck bestimmten Speicher zunächst sowohl das
Netz niederen als auch dasjenige höheren Druckes zu beliefern, uni zwar so lange,
bis der Druck in diesem Speicher auf den höheren der beiden Entladedrücke gesunken
ist; erst in diesem Augenblick wird der für den höheren EntIadedruck bestimmte Speicher
herangezogen, indem er die Versorgung des Netzes höheren Druckes übernimmt, während
der andere Speicher sich weiter auf das Netz niederen Druckes entlädt. In Abb. 3
gibt die Kurve II den Verlauf les Entladungs- und Ladungsvorganges im Speicher S,
vom niederen Entladedruck wie-;ler; Kurve III veranschaulicht das gleiche für len
Speicher Sb von höherem Entladedruck. Im- Zeitpunkt i beginnt die Entladung zunächst
nur im Speicher S, der zugleich auf lie Netze b und c arbeitet. Im Zeitpunkt 2 ist
der Druck -auf den Wert Pb (3 Atm.) gesunken, so daß der Speicher nunmehr nur noch
auf Netze von tieferem Druck entladen kann; in diesem Augenblick öffnet der Speicher
Sb. Die Entladung des letzteren dauert bis zum "Leitpunkt 3, in welchem Augenblick
der Speieher
S, eien Ausgleich wiederum allein zu übernehmen in
der Lage ist. Im Zeitpunkt q. herrscht Gleichgewicht zwischen Dampferzeugung und
Dampfverbrauch, die Entladung des Speichers S, ist daher beendigt. Es beginnt n1111
die Aufladung der Speicher, und zwar zuerst in Sb, dann in S,; sie ist im Zeitpunkt
6, in welchem eine neue Belastungsspitze beginnt, beendigt. Wie sich aus der Betrachtung
der Abb.3 ergibt, braucht bei einer solchen Arbeitsweise die Aufnahmefähigkeit des
Speichers Sb nur für die durch das kleine Dreieck CDE dargestellte Dampfmenge bemessen
zu sein, während natürlich diejenige des Speichers Sb entsprechend der Fläche ABDC
zu
vergrößern ist, was aber, wie oben dargelegt, einen entsprechend geringeren
Materialaufwand erfordert.
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Die in Abb. 2 dargestellte Schaltung besorgt diese Regelung selbsttätig.
Im Zeitpunkt i öffnet das Ventil K1 unter Wirkung des Kesseldrucks, und der Dampf
strömt über iias Minderventil R, in das Netz c. Reicht die hierdurch verfügbar gewordene
Dampfmenge zur Deckung des Spitzenbedarfs nicht aus, so öffnet sich auch Rü, wodurch
Dampf aus Speicher S, auch in Netz b übertreten kann. Rb schließt sich hierbei selbsttätig.
Sobald der lntladedruck des Speichers S,. kleiner als A
zu werden beginnt,
schließt das Rückschlagventil Rü, so daß sich der Speicher nur noch auf das Netz
c entladen kann. K3 öffnet sich entsprechend dem etwas mehr gesunkenen Kesseldruck.
undSpeicherSb versorgt nunmehr das Netz b. Der Dampf kann aus diesem nach Netz c
nicht übertreten, weil R', auf passend .eringeren Druck eingestellt ist als R, Bei
steigendem Kesseldruck schließen die Regler K wieder, und die Speisung der Netze
b und c erfolgt über Rb und R', Beim Aufladen der Speicher öffnet zunächst ('= und
hierauf U, in Abhängigkeit vom Druck des Speichers Sb wie bei Abb. i. Auch hier
können die Regler (I durch geeignete Kessehlruckv entile K' ersetzt sein.
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An die Stelle der Minderventile R in Abh. i und 2 können natürlich
auch Kraftmaschinen treten. Die Anordnung wird auch dadurch nicht beeinflußt, daß
ein Teil der Dampfnetze etwa von außen her Dampf erhält, z. B. aus Dampfkesseln
und Dampfmaschinen.
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Die Erfindung ist ini vorhergehenden ini Zusammenhang mit einer Verteilungsanlage
für Wasserdampf beschrieben: sie kann in gleicher Weise Anwendung finden in Verteiiungsnetzen
für jedes dampf- oder gasförmige Druckmittel, bei welchen Netze verschiedener Spannung
und Druckmittelspeicher vorgesehen sind.