DE383247C

DE383247C - Device for steam generation with heating by a liquid that transfers the heat of the heating source

Info

Publication number: DE383247C
Application number: DEA34646D
Authority: DE
Original assignee: Waermespeicher Dr Ruths G M B
Current assignee: Waermespeicher Dr Ruths G M B
Publication date: 1923-10-11

Description

Einrichtung zur Dampferzeugung mit Beheizung durch eine die Wärme der Heizquelle übertragende Flüssigkeit. Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dampferzeugung mit Beheizung durch eine die Wärme der Heizquelle übertragende Flüssigkeit von höherem Siedepunkt. Die Erfindung bezweckt, bei derartigen Anlagen eine Aufspeicherung von Wärme zu ermöglichen, mittels der bei Bedarf Dampf von gleichbleibendem und beliebig hohem Druck und gleichbleibender und beliebiger Temperatur erzeugt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in die durch den das Wasser oder eine andere Flüssigkeit enthaltenden Dampferzeuger in bekannter Weise geführte Umlaufleitung für die Heizflüssigkeit ein Wärmespeicher eingeschaltet ist. Die Anordnung nach der Erfindung kann also beispielsweise vorteilhaft Verwendung finden, um die Unterschiede zwischen einer verfügbaren, gegebenenfalls schwankenden Wärmemenge und einer erforderlichen, gegebenenfalls ebenfalls schwankenden Dampfmenge auszugleichen.Device for steam generation with heating by the heat the heat source transferring liquid. The invention relates to a device for steam generation with heating by a transferring the heat from the heating source Liquid with a higher boiling point. The invention aims in such systems to enable accumulation of heat, by means of which, if necessary, steam of constant and any high pressure and constant and any temperature generated can be. This is achieved according to the invention in that in the by the Water or another liquid containing steam generator in a known manner guided circulation line for the heating fluid, a heat accumulator is switched on. The arrangement according to the invention can thus, for example, be used advantageously find the differences between an available, possibly fluctuating Amount of heat and a required, possibly also fluctuating amount of steam balance.

Dampfspeicher an und für sich sind bekannt. Die bis jetzt verwendeten Dampfspeicher bestehen entweder aus einem Behälter, in dem die Wärme in warmem Wasser aufgespeichert wird, oder aus einem ausziehbaren Behälter von ähnlicher Bauart wie die Gasbehälter, in denen der Dampf unmittelbar aufgespeichert wird. Im ersten Falle wird der Druck während der Entladung sinken, weshalb derartige Wärmespeicher für hohe und gleichbleibende Drucke nicht verwendet werden können-: bei Verwendung der zweiten Anordnung kann wohl der Druck gleichbleibend gehalten, der Behälter dagegen nicht für hohe Drucke gebaut werden.Steam accumulators in and of themselves are known. The ones used so far Steam accumulators either consist of a container in which the heat is converted into warm water is stored, or from a pull-out container of a similar design as the gas containers in which the steam is immediately stored. In the first case the pressure will fall during the discharge, which is why such heat storage for high and steady prints cannot be used-: when using the In the second arrangement, the pressure can be kept constant, the container on the other hand not be built for high pressures.

In allen Fällen, wo hohe gleichbleibende Drucke verlangt werden, sind diese Anordnungen daher nicht zweckmäßig, vorliegende Erfindung vermeidet die mit Aufspeicherung von Hochdruckdampf verbundenen Schwierigkeiten, indem als Wärmespeicher eine Flüssigkeit mit einem höheren Siedepunkt als Wasser oder ein geschmolzener Körper oder auch eine Verbindung einer von diesen beiden mit festen Körpern verwendet wird, weshalb der Wärmespeicher nicht oder für nur einen geringen überdruck gebaut werden muß. Der Inhalt des Speichers kann hierbei erheblich höher erwärmt werden, als der Sättigungstemperatur des Dampfes entspricht. Die in den wärmeaufspeichernden Stoffen des Behälters gespeicherte Wärme wird dann mittelbar an einen Dampferzeuger übertragen.In all cases where high consistent pressures are required these arrangements are therefore not expedient, the present invention avoids that with Accumulation of high pressure steam associated difficulties by acting as a heat store a liquid with a higher boiling point than water or a molten one Body or a combination of one of these two with solid bodies is, which is why the heat accumulator is not built or is only built for a slight overpressure must become. The contents of the storage tank can be heated considerably higher here, than corresponds to the saturation temperature of the steam. Those in the heat accumulating The heat stored in the container is then indirectly transferred to a steam generator transfer.

Mit besonderem Vorteil kann hierbei eine gleichbleibende Überhitzung des Dampfes erzielt werden, ohne daß hierdurch die Anlage wesentlich verwickelt wird.Constant overheating can be particularly advantageous here of the steam can be achieved without this significantly tangling the system will.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the subject matter of the invention is in some embodiments for example illustrated.

In Abb. i stellt K einen isolierten Behälter dar, der mit einer Flüssigkeit von möglichst hoher Wärmeaufnahmefähigkeit, z. B. mit einer Salzlösung, mit Öl o. dgl., gefüllt ist, die in irgendeiner Weise auf eine hohe Temperatur gebracht worden ist. Nach der Abbildung kann die Erwärmung der Flüssigkeit beispielsweise in folgender Weise erfolgen: Durch die Pumpe P,., deren Saugleitung L,_ unten an den Behälter K angeschlossen ist, wird kalte Flüssigkeit aus dem Behälter abgesaugt und durch eine Heizvorrichtung U hindurch, die zweckmäßig nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, mittels der Druckleitung L2 wieder in den oberen Teil des Behälters überführt. Die Druckleitung L2 ist so tief in den Behälter K hineingeführt, daß der Raum oberhalb der Rohrmündung gerade gefüllt wird, wenn der ganze Inhalt des Behälters erhitzt ist. Die kalte Flüssigkeit steht beispielsweise bei a-a, die warme dagegen füllt beinahe den ganzen Behälter. Der Behälter ist oben mit einem Ventil V ausgerüstet, durch das Luft ein- und ausgelassen werden kann; im Falle die Flüssigkeit durch Luft oxydiert wird, kann statt dessen ein geeignetes indifferentes Gas verwendet werden.In Fig. I, K represents an insulated container that holds a liquid of possible high heat absorption capacity, e.g. B. with a saline solution, With oil or the like, is filled, which is brought to a high temperature in some way has been. According to the illustration, the heating of the liquid can for example take place in the following way: By the pump P,., whose suction line L, _ at the bottom the container K is connected, cold liquid is sucked out of the container and through a heating device U, which is expediently based on the countercurrent principle works, transferred back to the upper part of the container by means of the pressure line L2. The pressure line L2 is led so deep into the container K that the space above the muzzle is being filled when the entire contents of the container are heated is. For example, the cold liquid is at a-a, while the warm one fills almost the entire container. The tank is equipped with a valve V at the top, through which air can be let in and out; in case the liquid through Air is oxidized, a suitable inert gas can be used instead will.

Die durch die Pumpe P,_ hindurchströmende Flüssigkeitsmenge wird mittels eines Ventils oder in anderer Weise so geregelt, daß immer eine gleichbleibende Temperatur der in den Behälter einströmenden Flüssigkeit erhalten wird.The amount of liquid flowing through the pump P, _ is determined by means of of a valve or in some other way so that there is always a constant Temperature of the liquid flowing into the container is obtained.

Da die warme Flüssigkeit spezifisch viel leichter ist als die kalte, lagert sich die warme Flüssigkeit über der kalten, wobei eine scharf trennende Oberfläche b-b gebildet wird, die, ohne daß die warme und kalte Flüssigkeit miteinander gemischt werden, während der Ladung nach unten sinkt. Die Aufladung des Behälters ist beendet, wenn die Trennungsschicht b-b den Boden des Behälters erreicht hat. Selbstverständlich kann die Aufladung des Wärmespeichers auch in der Weise geschehen, daß die Flüssigkeit mehrmals hintereinander durch die Heizvorrichtung U hindurchgetrieben wird.Since the warm liquid is specifically much lighter than the cold, the warm liquid is deposited on top of the cold one, with a sharply separating surface b-b is formed without the hot and cold liquid being mixed together while the load is sinking. The container has finished charging, when the separation layer b-b has reached the bottom of the container. Of course the charging of the heat accumulator can also be done in such a way that the liquid is driven through the heating device U several times in a row.

Findet als Füllung' für den Behälter 01 o. dgl. Verwendung, so kann man auf diese Weise eine sehr hohe Temperatur, 3oo bis q.00° und darüber hinaus, erzielen, ohne daß der Druck erheblich über die Atmosphäre erhöht werden muß. Bei der Verwendung von Salzlösungen oder gewissen Säuren dürfte dagegen in den meisten Fällen ein geringerer t,%erdruck zu wählen sein.If the filling is used for the container 01 or the like, a very high temperature, 300 to 100 ° and beyond, can be achieved in this way without the pressure having to be increased significantly above the atmosphere. When using saline solutions or certain acids, on the other hand, a lower t,% pressure should be selected in most cases.

Man kann auch als Flüssigkeit einen Stoff verwenden, der bei gewöhnlicher Zimmertemperatur fest ist, wie gewisse Fette o. dgl., wenn Sorge getragen wird, daß dieser Stoff vor der Inbetriebsetzung geschmolzen werden kann. Zu diesem Zwecke können beispielsweise die Rohrleitungen mit einem Dampfmantel o. dgl. umkleidet werden, oder durch den Behälter K kann ein Dampfrohr R geführt werden, das den Inhalt aufschmilzt.A substance can also be used as a liquid, as is the case with ordinary Is solid at room temperature, like certain fats or the like, if care is taken, that this substance can be melted prior to commissioning. To this end For example, the pipelines can be covered with a steam jacket or the like be, or through the container K a steam pipe R can be passed, which the contents melts.

Der Behälter K stellt -das Wärmemagazin des Speichers dar, und die Dampferzeugung kann beispielsweise in folgender Weise vor sich gehen. Vom höchsten Punkte des Behälters oder von der Druckleitung L2 der Pumpe aus wird die erhitzte Flüssigkeit mittels der Leitung L3 in einen Behälter 0 eingeführt, den sie durch die Leitung L, verläßt, die in eine Rohrschleife S,_ übergeht, die in dem Dampferzeuger A angeordnet und zweckmäßig als Rohrschlange ausgebildet ist. Aus der Rohrschleife S, tritt die Flüssigkeit in die Rohrschleife SZ eines Vorwärmers F über, um dann durch die Pumpe P= und die Leitung L, in den Behälter K zurückbefördert zu werden.The container K represents the heat magazine of the memory, and the Steam generation can take place in the following manner, for example. From the highest Points of the container or from the pressure line L2 of the pump is heated Liquid introduced into a container 0 by means of the line L3, through which it the line L, leaves, which merges into a pipe loop S, _ in the steam generator A is arranged and expediently designed as a coil. From the pipe loop S, the liquid passes into the pipe loop SZ of a preheater F in order to then by the pump P = and the line L to be returned to the container K.

Das durch die Pumpe P" und die Leitung L, in den Behälter F eingeführte Speisewasser wird in diesem Behälter zweckmäßig nach dem Gegenstromprinzip vorgewärmt und gelangt durch die Leitung L., in den Dampferzeuger A, in_ dem der Dampf gebildet wird. Der in A erzeugte Dampf wird schließlich, nachdem er gegebenenfalls in der Rohrschleife S3 des Behälters 0 auf eine gewünschte Überhitzungstemperatur gebracht worden ist, mittels der Leitung L$ der Verbrauchsstelle zugeführt.That introduced into the container F through the pump P "and the line L Feed water is appropriately preheated in this container according to the countercurrent principle and passes through line L., into steam generator A, in which the steam is formed will. The steam generated in A is finally after it has been in the Pipe loop S3 of the container 0 brought to a desired superheating temperature has been fed to the consumption point by means of the line L $.

Während der Entladung steigt die trennende Oberfläche b-b, und die Entladung ist beendet, wenn diese oben angelangt ist.During the discharge, the separating surface b-b rises, and the Discharge is finished when it has reached the top.

Während in Abb. i das wärmeaufspeichernde Mittel aus einer Flüssigkeit besteht, finden gemäß Abb. a zu diesem Zwecke ein oder mehrere feste Körper Y, beispielsweise Metallplatten, Schrott, Steine, Kohle o. dgl., Verwendung. Um einen möglichst kleinen Behälter zu erzielen, soll das Produkt aus dem spezifischen Gewicht dieses Materials und dessen spezifischer Wärme möglichst groß sein; im Falle ein kleines Gewicht erwünscht wird, soll dagegen ein Stoff mit möglichst großer spezifischer Wärme gewählt werden.While in Fig. I the heat accumulating agent from a liquid exists, find according to Fig. a for this purpose one or more solid bodies Y, for example Metal plates, scrap, stones, coal or the like, use. To be as small as possible To achieve the container, the product should be made from the specific weight of this material and its specific heat should be as large as possible; in the case of a small weight is desired, on the other hand, a substance with the highest possible specific heat should be selected will.

Der Zwischenraum. zwischen diesen Körpern wird durch eine Flüssigkeit ausgefüllt, die hauptsächlich; nur als Wärmeübermittler dient. Man kann hierfür entweder die obengenannten Stoffe oder in gewissen Fällen auch leicht schmelzbare Metalle, beispielsweise eine Legierung von Zink und Blei oder andere Legierungen, verwenden, wobei natürlich darauf zu achten ist, daß dieser Stoff zunächst beispielsweise durch eine Heizrohrleitung, die durch den Behälter hindurchfährt, geschmolzen wird.The gap. between these bodies is made by a fluid filled in, mainly; only serves as a heat transmitter. You can do this either the abovementioned substances or, in certain cases, easily fusible ones Metals, such as an alloy of zinc and lead or other alloys, use, of course, make sure that this substance first, for example is melted by a heating pipe running through the container.

Die Anschlußleitungen an den Behälter A können wie in Abb. i angeordnet werden. Während aber, wie schon erwähnt, bei der Ausführungsform nach Abb. i im allgemeinen ein einziger Umlauf der Flüssigkeit einer Aufladung bzw. einer Entladung entspricht, kann hier die Flüssigkeit mehrere Male umlaufen, wobei während der Aufladung die Wärme an die festen Körper abgegeben wird. Diese werden somit während der Ladung in immer tieferen Teilen des Behälters erwärmt, während bei der Entladung die Abkühlung der festen Körper langsam nach ohen fortschreitet.The connection lines to the container A can be arranged as in Fig. I will. While, as already mentioned, in the embodiment according to Fig. I in general a single circulation of the liquid of a charge or corresponds to a discharge, the liquid can circulate several times here, the heat being transferred to the solid body during the charging process. These are thus heated in ever deeper parts of the container during loading, while the solid body slowly cools down during discharge.

Der Behälter A kann auch bei der Ausführung nach Abb. 2 mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser gefüllt werden.The container A can also in the embodiment according to Fig. 2 with a liquid other than water.

Die in Abb.3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Abb. i nur dadurch, daß an Stelle des Behälters K zwei getrennte Behälter K, und K, Verwendung finden, von denen K, zur Aufnahme der kalten und K., zur Aufnahme der warmen Flüssigkeit dient. Außerdem sind in den Behälterleitungen zwei Dreiweghähne H, und H. vorgesehen.The embodiment shown in Figure 3 differs from the Embodiment according to Fig. I only in that instead of the container K two separate Containers K, and K, are used, of which K, to hold the cold and K., serves to absorb the warm liquid. There are also in the tank lines two three-way cocks H and H. are provided.

Die Wirkungsweise ist im wesentlichen mit der der Abb. i übereinstimmend.The mode of operation is essentially the same as that in Fig. I.

Enthält der Wärmespeicher K., heiße Flüssigkeit, also Wärme aufgespeichert, so wird bei der gezeichneten Stellung der Hähne H, und HZ die heiße Flüssigkeit durch Vermittlung der Pumpe P2, wie bei der Ausführungsform nach Abb. i beschrieben, zwar durch die Vorrichtungen 0, A und F hindurchströmen und hier ihre Wärme abgeben, die abgekühlte Flüssigkeit wird aber nicht in den BehälterK2 zurückgelangen, sondern in den Behälter K, geleitet. Die hier angesammelte Flüssigkeit kann dann später nach Umstellung der Hähne H, und HZ mittels der Pumpe P, aus dem Behälter K, gesaugt und durch die Vorrichtung U, wie früher beschrieben, erwärmt und in den Behälter K, zurückgeleitet werden.If the heat accumulator K., contains hot liquid, i.e. heat is stored, then in the drawn position of the taps H and HZ the hot liquid is fed through the pump P2, as described in the embodiment according to Fig. I, through the devices 0, A and F flow through and give off their heat here, but the cooled liquid does not get back into container K2, but instead into container K. The liquid that has accumulated here can then later be sucked out of the container K by means of the pump P after the taps H and HZ have been switched, and heated by the device U, as described earlier, and fed back into the container K.

Die Leitungen L, (Behälter K2) und L9 (Behälter K,) müssen hierbei so weit in die Behälter hineinragen, daß diese Behälter auch ganz entleert werden -können.Lines L, (tank K2) and L9 (tank K,) must be extend so far into the container that these containers are also completely emptied -can.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann z. B. bei Unterseebooten o. dgl. verwendet werden, wobei der erzeugte Dampf mittels der Leitung L, durch eine Turbine und einen Kondensator geführt wird, um dann als Kondensatwasser durch die Pumpe P3 zum Vorwärmer bzw. zum Dampferzeuger zurückgeführt zu werden. Diese Anordnung ermöglicht einen besonders wirtschaftlichen Betrieb bei Unterwasserfahrt mittels Dampfmaschine.The device according to the invention can, for. B. with submarines o. Like. Be used, the generated steam by means of the line L, through a Turbine and a condenser is passed to then as condensate water through the Pump P3 to be returned to the preheater or to the steam generator. This arrangement enables particularly economical operation during underwater travel by means of Steam engine.

Wenn die Anordnung für feuerlose Lokomotiven Verwendung findet, kann der Vorwärmer wegfallen. Die ganze Wassermenge wird - zweckmäßig bis zur Sättigungstemperatur des Dampfes erwärmt - schon von Anfang an im Dampferzeuger A aufgespeichert, um während der Entladung langsam zu verdampfen.If the arrangement is used for fireless locomotives, can the preheater can be omitted. The whole amount of water is - expediently up to the saturation temperature of the steam is warmed up - stored in the steam generator A from the start in order to to slowly evaporate during discharge.

Claims

PATLN T-A V PRÜcHC i. Device for steam generation with heating by a liquid with a higher boiling point that transfers the heat from the heating source, characterized in that in the through which the water or another liquid containing steam generator in a known manner guided circulation line (L, -L,.,) For the heating fluid a heat storage (K) is switched on.

2. Facility for Steam generation according to claim i, in which the heating fluid is known per se Way is set in circulation through the steam generator by means of a pump, characterized in that the liquid passage through the steam generator in such a way it is regulated that a constant steam pressure is achieved in the steam generator will.

3. Device for steam generation according to claim i, characterized in that that for heating the heating fluid of the heat accumulator (K) with a through a Heat source (U) guided circulation line (L, -L.) Is in connection. d ..

Facility for steam generation according to claim 3, characterized in that a regulator arrangement in the circulation line (L, -L2) is provided to maintain a constant Temperature of the heating fluid returning from the heating source to the storage tank (K).

5. A device for generating steam according to claim i, characterized in that in the circulation line (L3-L4) before the steam generator (A) a steam superheater (0) is switched on igst.

6. Device for generating steam according to claim i, characterized in that that a preheater (F) is switched on in the circulation line (L5) behind the steam generator (A) is.

7. Device for steam generation according to claim i, characterized in that that instead of a single heat storage tank, two (K, and K.) are provided, one for the warm and one for the cold liquid.