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Schaltung für Dampfverbrauchsanlagen. Wenn große Dampfmengen für viele
Verbrauchsstellen an einer oder an wenigen Stellen erzeugt werden, so beeinflussen
selbst große Verbrauchsschwankungen an einzelnen Stellen den Kesselbetrieb nur wenig,
da durch die große Zahl von Verbrauchern von selbst ein Ausgleich stattfindet und
die über diesen Ausgleich hinausgehenden Schwankungen durch eine geringfügige Zugänderung
an der Kesselanlage ausgeglichen werden können. Dagegen hat es sich bei großen Rohrleitungsnetzen,
die auf diese Weise gespeist «-erden,
als sehr nachteilig erwiesen,
daß bei starkem Verbrauch an einzelnen Verbrauchsstellen der Druckabfall so erheblich
ist, daß Störungen im Betrieb entstehen können. Um diesen Übelstand zu vermeiden,
müßte man entweder die Zusammenfassung der Dampferzeugung aufgeben, die aber wegen
der Überwachung, wegen der Vereinfachung des Kohlentransportes, wegen der wirtschaftlicheren
Arbeit großer Anlagen usw. vorteilhaft ist; oder man müßte für jede Druckhöhe ein
besonderes Leitungsnetz anlegen, (las höhere Kosten verursacht, in dem der Ausgleich
schlechter ist, und die Verluste größer sind, die Rohrleitungen müßten den Spitzenbelastungen
angepaßt sein usw. Wollte man also die geschilderten Übelstände auf eine der angegebenen
Arten vermeiden, so würde man andere, nicht minder schwerwiegende Übelstände dafür
in Kauf nehmen.
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Die Erfindung gibt dadurch eine Lösung der unter den geschilderten
Verhältnissen eintretenden Aufgaben, daß hinter der Kesselanlage ein auf den niedrigsten
Betriebskesseldruck eingestelltes Reduktionsventil angeordnet wird und daß zwei
solcher Ventile vor jedem Verbraucher eingeschaltet werden, von denen (las erste
vor jedem Verbraucher entsprechend dem bis zu ihm in der Rohrleitung eintretenden
Spannungsabfall, das zweite aber auf den Verbrauchsdruck eingestellt ist; zwischen
diesen beiden Ventilen wird ein Wärmespeicher angeschaltet.
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Nun ist es beim Vorhandensein von Netzen mit verschiedener Dampfspannung
bekannt, je einen Wärmespeicher zwischen zwei Reduktionsventilen anzuschalten, die
in je einer die Stufen verbindenden Leitung liegen. Mit dieser Einrichtung wird
aber eine ganz andere Aufgabe gelöst, nämlich die, die zwischen den Stufen liegenden
Speicher in einer ganz bestimmten Reihenfolge zu laden und zu entladen. Bei der
vorliegenden Erfindung kommt dagegen die Reihenfolge der Ladung und Entladung der
Speicher überhaupt nicht in Frage, sondern jeder Speicher soll ganz unabhängig von
den anderen Speichern dann geladen werden, wenn der zugehörige Verbraucher wenig,
und dann entladen werden, wenn er viel Dampf verbraucht, zu dem ausgesprochenen
Zweck, in der gemeinsamen Zuleitung einen ganz gleichmäßigen Stromfluß zu erzielen,
damit die Rohrleitungsanlage billig wird.
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Die Abb. i gibt ein Beispiel der Erfindung. i ist eine Kesselanlage,
von der der Dampf durch das Reduktionsventil: in ein ausgedehntes Röhrennetz 7 mit
den Abzweigungen 8, 9 zu den Verbrauchern 3 fließt. Braucht z. B. der Verbraucher
3a zwei Atmosphären Druck oder die entsprechende Temperatur, der Verbraucher 3b
drei Atmosphären und der Verbraucher 3e sechs Atmosphären, so werden die unmittelbar
vor den Verbrauchern liegenden Reduktionsventile 6a auf zwei Atmosphären,
611 auf drei Atmosphären und 61' auf sechs Atmosphären eingestellt. Vor dem
Reduktionsventil 6 liegen in Abzweigungen 8, 9 noch die Reduktionsventile 5. Zwischen
den Reduktionsventilen 5 und 6 ist an jede Abzweigung 9 ein Wärmespeicher 2 angeschaltet.
Damit der Wärmespeicher 21' einen Schwankungsbereich hat, z. B. von zwei Atmosphären,
muß das Reduktionsventil 5° auf acht Atmosphären eingestellt sein. Beträgt der Spannungsabfall
in der Rohrleitung bis zu ihm beispielsweise % Atmosphären, so muß das Ventil ¢
auf 83/4 Atmosphären eingestellt sein. Dieser Druck muß als niedrigster Betriebskesseldruck
gewählt werden. Das Ventil 5 a,
bis zu dem von Ventil d. beispielsweise
ein Spannungsabfall von % Atmosphären eintritt, muß dementsprechend auf 81/=, das
Ventil 5b bei einem Spannungsabfall von % Atmosphären auf 8"/4 Atmosphären eingestellt
werden.
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Der im Kessel i erzeugte Druck kann beliebig hoch sein, wenn er nur
immer über dem am Ventil q. eingestellten Druck bleibt. Der Kessel kann also dauernd
gleichmäßig beheizt werden und dementsprechend große Schwankungen aufnehmen, solange
nur nicht der für ihn zulässige Druck überschritten wird. Fließt durch ein Ventil
5 mehr Dampf zu, als der zugehörige Verbraucher 3 verbraucht, so speichert sich
der Dampf in dem zugehörigen Wärmespeicher 2. Fließt weniger Dampf zu, als der Verbraucher
verbraucht, so gibt der Wärmespeicher das Mehr ab. Auf diese Weise wird erreicht,
(laß im ganzen Rohrleitungsnetz 7 zwischen 4 und 5 ein annähernd gleichmäßiger Dampffluß
stattfindet und daß dementsprechend diese Leitungen nur für die Durchschnittsbelastung
berechnet sein müssen; ferner erhalten die Verbraucher immer den für sie bestimmten
Dampfdruck, ganz unabhängig von den Vorgängen im Leitungsnetz und unabhängig davon,
ob andereVerbraucher einen anderen Dampfdruck brauchen.
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Bei der bisher beschriebenen Anlage wird (las Druckgefälle des Dampfes
nicht ausgenutzt. Zu einer wirtschaftlichen Gestaltung der Anlage ist es aber erforderlich,
auch das Druckgefälle auszunutzen.
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Nach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß der Spannungs^bfall
in der Rohrleitung zum Betrieb einer Kraftmaschine hinter dem Reduktionsventil,
das hinter dem Kessel liegt, ausgenutzt wird, und daß auch hinter dem ersten vor
den Verbrauchern liegenden Reduktionsventilen Kraftmaschinen angeordnet sein können,
die den Spannungsabfall ausnutzen.
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Die Abb.2, in der gleiche Bezugszeichen
dasselbe bedeuten
wie in der Abb. 1, gibt ein Beispiel' dieses Teiles der Erfindung. Hinter dem Reduktionsventi14
ist eine Kr2ftmaschine i i angeordnet, die z. B. der Hochdruckteil einer Turbine
oder des besseren Wärmewirkungsgrades wegen eine EinzSlindermaschine sein kann.
Hinter den Ventilen 5 sind Kraftmaschinen io angeordnet, z. B. Dampfturbinen. An
die Leitung 9a schließt sich eine Niederdruckturbine 3a an. 3b, 3c und 3'J sind
andere Dampfverbraucher. Die Ventile 5 müssen selbstverständlich in dem Beispiel
nach der Abb. 2 auf höheren Druck eingestellt werden, als in dem Beispiel nach Abb.
i, damit für die Turbine io an der Stelle, wo zwischen dem Ventil 5 und 6 der geringste
Spannungsunterschied besteht, noch genügendes Gefälle vorhanden ist. Würde also
z. B. hinter dem Reduktionsventil 5c der Abb. i eine Turbine eingeschaltet, so würde
das Ventil 5c nicht auf ä, sondern etwa auf 9 Atmosphären eingestellt werden müssen.
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Dementsprechend höher würde natürlich auch die Einstellung der anderen
Ventile 5 zu wählen sein. Damit bei der Regelung der Kraftmaschine r i keine Druckschwankungen
in der Leitung 7 eintreten, wird nach der Erfindung ein Reduktionsventil i?, zur
Umgehung des hinter dem Kessel liegenden Reduktionsventils d. und der dahinter liegenden
Kraftmaschine i i vorgesehen, das auf den Druck eingestellt sein muß, der dem regelrechten
Austrittsdampfdruck aus der Kraftmaschine i i entspricht. Dem Druckgefälle in der
Kraftmaschine i i entsprechend muß das Ventil 4. höher eingestellt sein als das
Ventil 12.
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Die Mitteldruckkraftmaschine ioa hat eine durch das Ventil 5a gegebene,
bestimmte Eintrittsspannung, aber einen mit dem Druck des Speichers 2a schwankenden
Gegendruck. Der Kraftausgleich erfolgt durch die Niederdruckmaschine 3a, deren Eintrittsspannung
ebenfalls mit dem Speicherdruck schwankt. Die Maschine i i, ioa und 3a werden daher
zweckmäßig in einer Zentrale vereinigt, während die Maschinen Job bis iola usw.
bei den Verbrauchern stehen.
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Da bei der Ausführung nach dem in der Abb. 2 gegebenen Beispiel immer
das Druckgefälle verlorengeht, das die Regler 5b bis 5d zeitweise abdrosseln, so
kann nach der Erfindung an Stelle der beiden vor dem Dampfverbraucher liegenden
Reduktionsventile 5 und 6 eine Dampfturbine mit an sich bekanntem wandernden Anschluß
eines Wärmespeichers an ihre Druckstufen treten.
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Die Abb.3, in der gleiche Bezugszeichen dasselbe bedeuten wie in der
Abb. 2, gibt ein Beispiel dieses Teiles der Erfindung. An Stelle der Ventile 5 und
6 tritt die Regelvorrichtung 56 für den wandernden Anschluß des Wärmespeichers an
die Turbinen. Verbraucht der Verbraucher ebensoviel Dampf, wie ihm durch die Leitungen
7, 8, 9 zuströmt, so wird der Wärmespeicher an eine Druckstufe angeschlossen, die
seinem Druck gleich ist. In diesem Falle wird also der Wärmespeicher weder geladen
noch entladen, sondern der Dampf fließt genau so durch die Turbinen, als ob der
Wärmespeicher überhaupt nicht vorhanden wäre. Verbraucht der Verbraucher dagegen
mehr Dampf, so wird der Wärmespeicher an eine Turbinenstufe niederen Druckes angeschlossen,
so daß er Dampf abgibt. Umgekehrt wird verfahren, wenn der Verbraucher einen Minderverbrauch
hat, so daß dann der Wärmespeicher Dampf aufnimmt.