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Einrichtung an mit Wärmespeichern versehenen Dampfanlagen. Den Gegenstand
der Erfindung bildet eine neue Einrichtung zur Speisung von Wärine \-erbrauchehden
Apparaten, die an zwei oder mehrere Speiseleitungen angeschlossen sind, in denen
verschiedene Zustände, z. B. verschiedene Drücke oder Temperaturen, herrschen. Bei
derartigen Anlagen ist es vielfach erwünscht, die Verbraucher, solange es die Verhältnisse
irgend zulassen, aus einer Speiseleitung zu speisen, bevor auf eine der «-eiter
vorhandenen Speiseleitungen übergegriffen wird. Dies ist z. B. der Fall bei Dampfanlagen,
bei denen Kocher, Trockenmaschinen o. dgl. mit Dampf von zwei Leitungen, in denen
verschiedener Druck herrscht, versorgt werden. Man verfährt dabei zweckmäßig so,
daß man zum Anheizen des Kochers zunächst Dampf aus der Leitung niederen Druckes
entnimmt und daß inan den Kocher erst. auf die Leitung höheren Druckes umschaltet,
wenn der steigende Druck im Kocher die Höhe des in der Niederdruckleitung enthaltenen
Druckes erreicht hat.
Ganz besonders ergibt sich diese Not-Wendigkeit
bei Anlagen mit Wärmespeichern. Dort kommt es häufig vor, daß der Zustand in einer
der Speiseleitungen je nach dem Ladezustand des Speichers schwankt. Ist ein Wärmespeicher
vorhanden, so sucht man naturgemäß in erster Linie die im Speicher aufgespeicherte
Wärme auszunutzen, weil der aus dem Speicher entnommene Dampf in den meisten Fällen
bereits Arbeit geleistet hat, jedoch zum Heizen noch vorteilhaft Verwendung finden
kann. Erst wenn der Speicherdampf für den Arbeitsprozeß nicht mehr ausreicht, greift
man zur Speisung auf eine andere Leitung höheren Druckes, z. B. unmittelbar auf
die Kesselleitung, zurück.
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Die erforderlichen Umschaltungen des Kochers auf die verschiedenen
Leitungen wurden bisher von Hand vorgenommen. Es ist jedoch sehr schwierig, hierbei
den richtigen Zeitpunkt einzuhalten und kaum durchführbar, wenn zwischen den verschiedenen
Speiseleitungen mehrere Verbraucher vorhanden sind, die mit verschiedenen Drücken
oder Temperaturen arbeiten.
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Erfolgt die Umschaltung aber nicht im richtigen Zeitpunkt, so ergeben
sich beispielsweise folgende Übelstände: Angenommen, ein Kocher werde mit Dampf
aus einer Leitung von niederem Druck angeheizt. Wird nun in dem Augenblick, in dem
der steigende Druck des Kochers die Höhe des Druckes der Speiseleitung erreicht
hat, die Umschaltung versäumt, so steht der Kocher unter konstantem, unter Umständen
sogar unter sinkendem Druck, wodurch der Inhalt des Kochers schädlich beeinflußt
wird. Ein Sinken des Druckes im Kocher kann beispielsweise eintreten, wenn der Druck
in der Speiseleitung infolgeAnschlussesWeiterer Verbraucher abnimmt.
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Geschieht andererseits die Umschaltung zu frühzeitig, so wird der
Dampf der Niederdruckleitung nicht voll ausgenutzt. Diese Ausnutzung des Dampfes
ist aber besonders erstrebenswert, wenn Wärmespeicher in der Anlage vorhanden sind.
Für deren wirtschaftliche Ausnutzung ist es grundsätzlich wichtig, daß die aufgespeicherte
Wärme, soweit es die Verhältnisse irgend zulassen, an (lie betreffenden Stellen
abgegeben wird.
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Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, diese Übelstände zu beseitigen
und 'Mittel zu schaffen, durch die die automatische Umschaltung eines Verbrauchers
auf eine andere Speiseleitung in dem Augenblick bewirkt wird, in dem die Zustände
in der bisher angeschlossenen Speiseleitung bzw. in dem Verbraucher den Anschluß
der ersten Leitung an den Verbraucher nicht länger zulassen.
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Die Erfindung sei an Hand der beiliegenden Abb. i und 2, die zwei
Ausführungsformen des Erfindungsgedankens darstellen, näher erläutert.
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Die Abb. i zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer Dampfanlage,
bei der ein Kocher a, beispielsweise ein Sulfit- oder Sulfatkocher, zwischen zwei
Dampfleitungen b und c, in welchen verschiedene Drücke herrschen, angeordnet ist.
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Der Kocher a ist für Dämpfung und sowohl für indirektes als. auch
für direktes Kochen eingerichtet, wobei demselben für die verschiedenen Prozesse
Dampf durch die Ab-
s s perrventile d, e und f zugeführt wird. Beim indirekten
Kochen wird der Dampf durch die im Kocher verlegte Rohrschlange g hindurchgeführt.
Die Zuführung des Dampfes aus den beiden Speiseleitungen bbzw.c erfolgt durch die
Leitungen k bzw. i, die miteinander in Verbindung stehen und die zweckmäßig mit
j e einem gewöhnlichen Absperrventil k und L
versehen sind. Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist in die Leitung i ein. Organ x, in diesem
Falle ein Rückschlagventil, eingeschaltet, das die Verbindung zwischen dem Kocher
und der Speiseleitung c unterbricht, sobald der Druck in der Leitung c unter den
im Kocher gerade herrschenden Druck sinken will. Unter gewissen Umständen kann es
auch von Vorteil sein, in .der Leitung h ein gleiches. Organ anzuordnen, wie dies
in der Abbildung gestrichelt angedeutet ist. Weiterhin ist in der Leitung h ein
Ventil m angeordnet, daß im vorliegenden Fall sowohl vom Kocherdruck als auch vom
Druck in der Leitung c derart teeinflußt wird, daß es öffnet, wenn diese Drücke
gleich werden. In .diese.m Falle strömt Dampf aus der Leitung b zum Kocher. Die
Regelung des Ventils ni erfolgt durch Vermittlung eines Kolbens y, dessen beide
Seiten mittels der Leitungen yi und o mit dem Kocher bzw. der Leitung c in Verbindung
stehen. Werden die Drücke im Kocher und der Speiseleitung c gleich, so öffnet das
Ventil in infolge der Einwirkung des Gewichtes p. Solange der Druck in c höher ist
als der Druck im Kocher, wird also das Ventil ni geschlossen gehalten, dagegen offen,
wenn der Druck im Kocher gleich oder höher ist als in c. Das Ventil in kann also
entweder ganz offen oder ganz geschlossen sein oder auch jede beliebige Zwischenstellung
einnehmen.
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Selbstverständlich können die Drücke im Kocher und in der Leitung
c das Ventil fii auch auf indirektem Wege beeinflussen, beispielsweise unter Vermittlung
von Druckflüssigkeit, die je nach der Größe der Druckänderung auf einen Servomotor
einwirkt, der seinerseits das Ventil na verstellt.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage sei angenommen, der Druck
in der
Leitung b betrage 8 Atm, und der in der Leitung c .I Atm.
Die Absperrventile k und L seien geöffnet. Soll nun z. B. auf direktem Wege
gekocht werden, so wird das Ventil f geöffnet, wobei der Dampf von c aus durch die
Leiiung i, das Absperrventil 1, Rückschlagv entil x, Leitung
lt und durch das Absperrventil f
dem Kocher zuströmt. Der Kolben y befindet
sich in seiner rechten Endlage, weil der Druck in c anfangs höher als der Druck
im Kocher ist. Das Ventil ist also geschlossen.
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Ist nun beispielsweise der Druck in Leitung c konstant, was der Fall
ist, wenn die Leitung c die Anzapf- oder Abdampfleitung einer Turbine darstellt,
so fängt das Ventil in an zu öffnen, wenn der Druck iai Kocher diesen Wert erreicht
hat. Dem Kocher a wird jetzt Dampf von der Leitung b zugeführt. Der Kocher kann
somit weiterbetrieben und die Kochung mittels Dampf von dieser Leitung b beendigt
werden. Hierbei 1 erhindert das Ventilorgan x (in diesem Fall ein Rückschlagventil),
daß Dampf von der Leitung b durch die Leitung i. in die Leitung c ausströmt.
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Es kann jedoch auch vorkommen, daß der Druck in der Speiseleitung
c schwankt. Dies ist z. B. der Fall, wenn diese Leitung direkt finit einem Speicher
verbunden ist, dessen Druck dem Ladezustand entsprechend schwankt. In diesem Falle
wirkt jedoch die Anordnung in der gleichen oben beschriebenen Weise. Die Arbeitsweise
ist auch dieselbe, wenn dem Kocher l=eim Dämpfen durch das Ventil d oder bei indirektem
Kochen durch (las Ventil c Dampf zugeführt wird. Sind mehrere Verbraucher an die
Leitung c angeschlossen, von denen jeder mit gleichen oder ähnlichen Anordnunge
i versehen ist, so ist es klar, daß der bzw. die Verbraucher so lange von der Speiseleitung
c gespeist werden können, als es die Druckverhältnisse zulassen.
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Ist also ein Speicher an diese Leitung angeschlossen, so entlädt sich
:dieser stets an diejenigen Verbraucher, in denen der Druck niedriger als der im
Speicher herrschende Druck ist.
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In Abb. z wird eine andere Ausführungsform der .Erfindung gezeigt.
In dieser Anlage sind zwischen die Speiseleitungen b und c, an welch letztere ein
Speicher A mittels zweier. Rückschlagventile ß angeschlossen ist, die drei Verbraucher
H, I und n eingesetzt. Die Speiseleitung b geht in diesem Falle von den Dampfkesseln
C aus. fron dieser Leitung können evtl. auch Verbraucher D - beispielsweise Dampfmaschinen,
Hochdruckkocher o. dgl. - mit Dampf versehen werden. Zwischen den Leitungen b und
c ist ein Überströmventil E eingebaut, d. h. ein Ventil, das bei einer Drucksteigerung
vor dem Ventil Dampf .der Leitung c ztiströ-' men läßt. Falls diese Dampfmenge gelegentlich
nicht von den an die Leitung c angeschlossenen Verbrauchern verbraucht werden kann,
so wird sie dem Speicher zugeführt und dieser somit geladen. Sollte der Druck in
der Leitung b aus irgendeiner Ursache sinken, so vermindert dies Ventil E die der
Leitung c zuströmende Dampfmenge bzw.. es zchließt vollkommen ab. Daß das Überströmt
ventil E von dem Druck vor dem Ventil beeinflußt wird, ist in der Abbildung durch
eine entsprechende gestrichelte Leitung angedeutet worden.
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In der Anlage sind ferner zwei Leitungen F und G vorgesehen, von welchen
aus zwei Verbraucher H und I - beispielsweise zwei Trockenmaschinen
- mit Dampf versorgt werden. Angenommen, zum Betrieb dieser Maschinen sei vor diesem
ein konstanter Druck von i bzw. 2 Atin. erforderlich; ferner herrsche in der Speiseleitung
b ein Druck von beispielsweise i o Atm. und der Druck im Speicher schwanke je nach,
seinem Ladezustand zwischen 4. und i Atin. An die Leitung c ist außerdem eine Leitung
k angeschlossen, durch die einem Kocher a, der, wie zu Abb. i beschrieben, zwischen
Leitungen b un.1 c eingeschaltet ist und der beispielsweise zwischen o und 8 Atm.
arbeitet, Dampf zugeführt wird. Die Bezugszeichen für diesen Kocher nebst Leitungen
usw. stimmen mit -den in 'der Abb. i verwendeten f überein. Zwischen der Leitung
b einerseits und den Leitungen F und G anderseits sind ferner zwei Leitungen
L und wI vorhanden, f in welche die Reduzierventile N und 0 ein-; gebaut
sind. In die Leitungen F und G sind gleichfalls Reduzierventile P und 0 eingesetzt
sowie zwischen diese und die Verbraucher H und 1 die Organe _x, die in diesem Falle
Rückschlagventile sind. Die gestrichelten Linien, die die Ventile mit den Leitungen
verbinden, deuten an, daß die betreffenden Ventile von dem Druck derjenigen Teile
der Leitungen beeinflußt werden, an welche diese Linien angeschlossen sind. Die
VentilePundlV sowie O und 0 sind außerdem durch strichpunktierte Linien miteinander
verbunden, wodurch angedeutet wird, daß die betreffen-` den Ventile zusammen arbeiten.
Sie arbeiten i in diesem Falle so zusammen, daß die Ventile N und 0 erst zu öffnen
beginnen, wenn die Reduzierventile P und O ganz geöffnet sind. Diese Ventile P und
O regulieren die vom Speicher den Verbrauchern zugeführten Dampfmengen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Angenommen, es herrscht gelegentlich
ini Speicher ein Druck von 2,5 Atm. Die mit konstantem Druck arbeitenden
Verbraucher H und I erhalten demnach Dampf vom Speicher
durch die
Reduzierventile. P und 0, die die zugeführten Dampfmengen so regeln, daß vor den
betreffenden Verbrauchern die zu i bzw. 2 Atm. bestimmten Drücke eingehalten werden.
Die Rückschlagventile x stehen hierbei offen, doch sind die Reduzierventile N und
0 beide geschlossen. Sollte nun der Speicherdruck infolge Entladung auf 2 Atm. sinken,
so steht das Ventil 0 voll offen; sinkt der Druck weiter, so öffnet das Reduzierventil
0 und versieht den Verbraucher I mit Dampf von der Leitung b. Das Rückschlagventil
x,
welches nun durch den Dampfdruck geschlossen wird, verhindert hierbei,
daß Dampf von der Leitung b durch das offene Ventil n in die Leitung c gelangen
kann.
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Wenn der Speicherdruck infolge weiterer Entladung noch mehr sinken
sollte, beispielsweise unter i Atm., so öffnet das Ventil N und führt dem Verbraucher
H Dampf zu, wobei das hier vorhandene Rückschlagventil x verhindert, daß der durch
das Ventil N zugeführte Dampf in die Leitung c gelangen kann.
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Die Arbeitsweise der Anordnung bei dein bzw. den in der Anlage vorkommenden
Kocher bzw. Kochern dürfte aus dem zu Abb. i Gesagten hervorgehen. Außer den hier
erwähnten Verbrauchern können natürlich auch andere derartige Verbraucher -beispielsweise
Heizleitungen R, Dampfmaschinen usw. - ihren Dampf vom Speicher beziehen. Die Speiseleitung
b braucht natürlich nicht notwendigerweise direkt von den Kesseln auszugehen. Zwischen
dieser Leitung und den Kesseln können beispielsweise andere Verbraucher - Dampfmaschinen
o. dgl. - angeordnet sein.
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Aus obigen Ausführungen geht hervor, daß mittels der angegebenen Erfindung
der irn Speicher aufgespeicherte Dampf in rationellster Weise wieder ausgenutzt
wird, indem eine Entladung vollkommen automatisch an die Verbraucher erfolgen kann,
wenn die Druckverhältnisse dies erlauben.
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Die Verbraucher können solcher Art sein, rlaß der in ihnen herrschende
Zustand -Druck oder Temperatur - veränderlich oder konstant ist.
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Die Verhältnisse in einigen anderen Industriezweigen, z. B. in Textilindustrien,
sind ähnlich den v orbeschriebenen. Nur ist es hier meist zweckmäßig, statt Dampfspeicher
Warmwasserspeicher anzuordnen und die Wärme den Verbrauchern durch warmes Wasser
zuzuführen. Dabei verwendet man statt Druckregulierungen Temperaturregulierungen.