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Regeleinrichtung für Dampfverbrauchsanlagen mit Wärmespeicherung.
Es sind Kraftanlagen mit Wärmespeicherung bekannt, bei denen die Energie zwischen
den Stromergeugern und den Speichern und aus den Kesseln und den Speichern in Abhängigkeit
vom Dampf- oder Gasdruck oder von der Drehzahl verteilt wird. Durch diese Verteilung
wird der Zweck verfolgt, eine annähernd gleiche Belastung der primären Energieerzeugungsanlage
und damit einen annähernd gleichmäßigen Verbrauch der ursprünglich zur Verfügung
stehenden Energieform herbeizuführen. Sämtliche bisher zur Beeinflussung dieser
Verteilung herangezogenen Größen sind aber erst Folgen der eine Änderung am Energieverbrauch
verursachenden ursprünglichen Erscheinungen. Diese mittelbaren Steuerungen bringen
daher selbstverständlich infolge ihrer Umwege erhebliche Nachteile mit sich; wenn
z. B. eine Regelung erst nach dem Eintreten eines Überschusses an primär erzeugter
Energie einsetzt. so ist eben das, was gerade vermieden werden sollte, zum Teil
bereits eingetreten; soll die Regelung durch Drehzahländerung eines Antriebes hervorgerufen
werden, so muß dem Antrieb eine Charakteristik aufgezwungen werden, die man aus
bekannten Gründen bisher mit allen Mitteln zu beseitigen bestrebt war.
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Nach der Erfindung werden daher sämtliche Umwege in der Beeinflussung
der Steuereinrichtungen ausgeschaltet und diese Beeinflussung wird von der eigentlichen
Ursache der Energieverbrauchsschwankung abgeleitet, indem die Energie zwischen den
Stromerzeugern und den Speichern und aus den primären Energieerzeugern und den Speichern
in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung der Stromerzeuger verteilt wird.
Dies kann z. B. in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit vom Strom oder von der
Spannung geschehen.
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Die Zeichnung gibt ein Beispiel der Erfindung. i ist ein Dampfkessel
mit den Feuerungen 2; 3 ist der Hochdruckteil einer Dampfturbine, q. ihr Niederdruckteil,
5 ein durch das Dampfturbinenaggregat angetriebener Gleichstromgenerator. Der Kondensator
6 schlägt die dem Niederdruckteil q. entströmende Dampfmenge nieder. An die Dampfleitung
7 zwischen dem Hoch- und dem Niederdruckteil 3 und ¢ ist der Wärmespeicher 8 gelegt.
In derselben Dampfleitung befindet sich vor dem Niederdruckteil ¢ ein Ventil 9,
das die Dampfzufuhr zum Niederdruckteil regelt. Dieses Ventil 9 wird durch einen
Magneten 1o beiwegt, dessen Spule 1i vom Arbeitsstrom 12 des Generators durchflossen
wird.
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Die Einrichtung wirkt so: Sinkt die Stromstärke in der Hauptleitung
12, so wird dadurch ein geringerer Dampfverbrauch für die
Stromerzeugung
nötig. Damit nun den Kesseln der bei gleichmäßiger Weiterbeheizung entstehende Dampfüberschuß
abgenommen wird, schließt der Magnet io infolge der Entlastung seiner Stromspule
i i das Ventil 9 um ein gewisses llaß und zwingt so den Hochdruckteil 3 der Turbine,
durch Abdrosselung des Niederdruckteils d._ einen . verhältnismäßig größeren Anteil
an der Krafterzeugung für die Stromlieferung zu übernehmen. Dadurch kann erreicht
werden, daß der Hochdruckteil 3 trotz Entlastung des gesamten Turbinenaggregates
annähernd die gleiche Dampfmenge schluckt wie vorher bei voller Belastung; die Kessel
liefern also annähernd dieselbe Dampfmenge. Der hierbei in der Dampfleitung 7 vor
dem Ventil 9 entstehende Dampfüberschuß wird vom Wärmespeicher 8 unter allmählichem
Ansteigen seines Druckes aufgenommen und für Be- ' triebszeiten stärkerer Belastung
bereit gehalten. , Wird beim umgekehrten Regelvorgang das Ventil 9 weiter geöffnet,
a15 es für (las Durchtreten des aus dem Hochdruckteil 3 der Turbine kommenden Dampf
nötig ist, so strömt "Zusatzdampf aus dein Wärmespeicher unter allmählichem Sinken
seines Druckes mit durch den Niederdruckteil ¢ und entlastet damit die Dampfabgabe
der Dampfkessel.
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Statt die Dampfaufnahme und -abgabe des Wärinespeichers durch ein
Ventil 9 zu regeln, kann man die Anordnung auch so treffen, daß der Wärmespeicher
nach Maßgabe der elektrischen Belastung an verschiedene Stufen des Hoch- und des
Niederdruckteils angeschlossen wird.
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Sinkt die elektrische Belastung so weit, daß bei geschlossenem Ventil
9 der Geschwindigkeitsregler des Hochdruckteils 3 die Dampfzufuhr abdrosselt, so
würde der Druck im Kessel i steigen. Damit nun dieser Dampfüberschuß dem Kessel
ebenfalls abgenommen und gespeichert werden kann, wird in Abhängigkeit von der elektrischen
Belastung ein Cbergangsventil 13 zwischen dem Kessel i und dem Wärmespeicher 8 geöffnet.
Das gleiche Ventil öffnet sich, wenn die elektrische Belastung so stark wird, daß
die dem Hochdruckteil 3 und dem Wärmespeicher entströmenden Dampfmengen infolge
der Druckabnahme im Wärmespeicher nicht mehr zur erforderlichen Stromerzeugung ausreichen;
dadurch wird dem Niederdruckteil entspann- !, ter Frischdampf zugeführt. Die Steuerung
l des Ventils 13 kann z. B. auch durch den Magneten io in seinen Endlagen erfolgen.
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Da die durch die Verbraucher bedingte mittlere elektrische Belastung
des Netzes in verschiedenen Zeitabschnitten verschiedene Werte annimmt, ist es erforderlich,
daß der Wendepunkt zwischen der Energieaufnahme und -abgabe des Wärmespeichers auf
die mittlere elektrische Belastung in an sich bekannter Weise eingestellt wird.
Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Verbindung zwischen dem Magneten io und
dem Ventil 9 verlängert oder verkürzt wird.
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Um schnelle Regelungswirkungen in der ganzen Anlage zu erzielen, kann
inan die Energieverteilung in an sich bekannter Weise auch durch Apparate mit frei
strömenden Elektronen regeln. -Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf reine Dampfkraftanlagen,
sondern auch auf alle anderen Anlagen, bei denen ein Ausgleich der Spitzen durch
@@`ärmespeicherung erfolgt, z. B. auch auf Gaskraftanlagen, bei denen überschüssiges
Gas z. B. durch Verbrennung unter Kesseln zur Erzeugung zu speichernden Dampfes
benutzt wird, usw.