DE409482C - Dampfkraftanlage mit Hochdruckturbine und von einem Mitteldrucknetz gespeisten Dampfverbrauchern schwankenden Dampfbedarfes - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 5. FEBRUAR 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 c GRUPPE 13

(MS311SII14C)

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G. in Nürnberg*).

Dampfkraftanlage mit Hochdruckturbine und von einem Mitteldrucknetz gespeisten Dampfverbrauchern schwankenden Danipfbedarfes.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. November 1923 ab.

Die Erfindung· betrifft Dampfkraftanlagen, . drucknetz aus gespeist werden sollen. Die bei welchen einerseits eine oder mehrere i Erfindung hat den Zweck, zunächst den ge-Hochdruckturbinen von einem Hochdrucknetz | samten, zum Betrieb erforderlichen Dampf und anderseits mit Mitteldruck und schwan- als Hochdruckdampf in ein und derselben kendem Dampfbedarf ohne nennenswerten Kesselanlage zu erzeugen, den für die Kolben-Gegendruck arbeitende Kolbendampfmaschi- maschinen benötigten Dampf vor dem Einnen, wie Schmiedehämmer, Schmiedepressen, laß in diese Maschinen erst im Hochdruck-Fördermaschinen usw., von einem Mittel- netz nutzbringend auf die Mitteldruckspan-

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Englert in Nürnberg.

nung zu expandieren und auch den Abdampf der Kolbenmaschine noch nutzbringend zu verwerten. Ferner soll der Druck bei gleichbleibender Dampferzeugung ohne Rücksicht auf die Turbinenbelastung an sich konstant gehalten werden.

Dieser Zweck wird erfindungsgemäß zunächst dadurch erreicht, daß die KoIbendampfmaschinen als Druckminderer zwischen ίο der Hochdruck- und der Niederdruckstufe einer Zweidruckturbine in der Weise betrieben werden, daß der Dampf dem Mitteldrucknetz arbeitleistend durch die Hochdruckstufe der Turbine zugeführt und aus den Kolbendampfmaschinen als Abdampf in die Niederdruckstufe der Turbine geleitet wird, nachdem er unter entsprechender Expansion in den Kolbendampfmaschinen seine Arbeit geleistet hat. Dieses Verfahren würde sich mit gleichmäßigem Kesselbetrieb ohne weiteres durchführen lassen, wenn der Dampfbedarf der Kolbendampfmaschinen gleichmäßig wäre. Doch läßt sich infolge des schwankenden Dampfbedarfes derselben der Kesseldruck bei gleichbleibender Dampferzeugung dann nicht ohne weiteres gleichmäßig erhal-. ten, wenn die Turbinenbelastung an sich gleichbleibt. Wenn man nämlich annimmt, an Stelle der Kolbendampfmaschine trete eine entsprechende Mitteldruckstufe der Turbine und der Dampf leiste darin jeweils die gleiche Arbeit, die er in den Kolbendampfmaschinen innerhalb der dort gegebenen Expansionsgrenzen leistet, so ist der schwankende Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz gleichbedeutend mit etwa proportional zu den Schwankungen sich ändernder Turbinenleistung, also entsprechend sich ändernden Betriebsbedingungen für den Kessel. Um derartige Änderungen der Betriebsverhältnisse zu vermeiden, d.h. den Kesselbetrieb gleichmäßig und die Belastung der Turbine im ganzen gleichbleibend erhalten zu können, wird erfindungsgemäß die größte, die Hochdruckstufe der Turbine durchströmende Dampfmenge auf den mittleren Dampfbedarf der Kolbendampfmaschinen beschränkt und zur Deckung des Spitzenbedarfes im Mitteldrucknetz ein Wärmespeieher benutzt, der bei geringerem Verbrauch ■ aus dem Hochdrucknetz geladen wird. Die Frischdampffüllung der Turbine wird demnach durch den Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz bestimmt und darf nur so lange wachsen, bis sie die gesamte dem mittleren Verbrauch im Mitteldrucknetz angepaßte, im Kessel erzeugte Dampfmenge schluckt.

Die Regelung der Füllung der Hochdruckstufe erfolgt vorteilhaft in Abhängigkeit vom Druck im Mitteldrucknetz, während die Füllung der Niederdruckstufe der Turbine durch den Druck in der Abdampfleitung der Kolbendampfmaschine geregelt wird. Da der letztere von der Füllung der Hochdruckstufe abhängig ist, sind beide Regler zweckmäßig zwangläufig miteinander verbunden, so daß durch die doppelte Regelung eine erhöhte ¹ Sicherheit geboten wird. Die Ladung und ; Entladung des Speichers erfolgt in Abhängig-¹ keit vom Druck im Hochdrucknetz.

Durch die Erfindung werden wirtschaftliche Vorteile insbesondere dann erzielt, wenn man eine Anlage nach der Erfindung in Verbindung mit anderen Maschinen betreibt, die von einem besonderen Dampfnetz gespeist werden. Man kann z. B. die Turbine dazu benutzen, einen Elektrogenerator anzutreiben, der auf das von der Zentrale gespeiste Hauptnetz arbeitet. Wenn dabei die Kessel der Zentrale Mitteldruckdampf liefern, so erzielt man den Vorteil, daß die Leistung, ! die von der Turbine mittels des wertvollen Hochdruckdampfes aufgebracht wird, von der Zentrale durch den weniger wirtschaftlichen Mitteldruckdampf nicht mehr aufgebracht zu werden braucht, daß also die Kessel der ! Zentrale 'entsprechend weniger Mitteldruckdampf zu erzeugen haben. Selbst wenn aber die Zentrale mit Hochdruckdampf arbeitet ! und noch so viel Dampf liefern könnte, als ' nach künstlicher Druckverminderung zum Be- ^: trieb der Schmiedemaschinen erforderlich ist, erzielt man immer noch den Vorteil, daß infolge der erfindungsgemäß vorgenommenen Verbindung von Zweidruckturbine und KoI-benmaschinen eine künstliche Druckverminderung und die damit verbundenen Verluste vermieden werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Gemäß der Darstellung ist zwischen die Hochdruckstufe k und die Niederdruckstufe η einer Zweidruckturbine, deren Hochdruckstufe vom Kessel k aus mit Dampf von etwa 30 Atm. gespeist wird, das unter etwa 10 Atm. stehende Mitteldrucknetz mit den Verbrauchern eingeschaltet in der Weise, daß dem Mitteldrucknetz der Abdampf der Hochdruckstufe h zugeführt wird, während der Abdampf der Verbraucher ν in die Niederdruckstufe ti der Turbine geleitet wird. In die Zuleitungen der Turbinenstufen sind die Regelventile r, i\ eingebaut, deren ersteres durch den Dampfdruck im Mitteldrucknetz gesteuert wird, während das letztere durch den Dampfdruck in den Abdampfleitungen der Mitteldruckverbraucher gesteuert wird. Beide Regler können außerdem zwangläufig miteinander verbunden sein, wie in der Zeichnung gestrichelt angegeben ist. Von der vom Kessel gespeisten Hochdruckleitung führt außerdem eine Zweigleitung z, in welche ein auf Überdruck an-

sprechendes Regelventil /'₃ eingeschaltet ist, ' zu einem Dampfspeicher s, der außerdem ' über die Leitung/ mit vom Hochdrucknetz aus gesteuertem und auf Unterdruck ansprechendem Ventil r± mit dem Mitteldrucknetz in Verbindung steht. ι

Die Wirkungsweise dieser Anlage ist fol- ! gende: |

Die Dampferzeugung im Kessel k wird dem

ίο mittleren Bedarf im Mitteldrucknetz angepaßt und der Dampf strömt unter normalen Verhältnissen durch das vom Druck im Mitteldrucknetz gesteuerte Ventil r in seiner Gesamtheit in die Hochdruckstufe der Turbine, woselbst er auf etwa io Atm. expandiert, um alsdann in das Mitteldrucknetz oder die Mitteldruckverbraucher zu gelangen. Hier expandiert er, weitere Arbeit leistend, ! bis auf etwa Atmosphärendruck und tritt dann in die Niederdruckstufe der Turbine ein, um dort bis auf Kondensatorspannung zu expandieren. Steigt der Dampfverbrauch im Mitteldrucknetz über den der Erzeugung entsprechenden Normalbedarf, so sucht der im MitteldruckneLZ abnehmende Druck durch entsprechende Einstellung des Ventils r die Füllung der Hochdruckstufe der Turbine zu vergrößern. Infolgedessen beginnt der Druck im Hochdrucknetz zu sinken, was zur Folge hat, daß das Ventil t\ der zum Mitteldrucknetz führenden Speicherleitung geöffnet wird, so daß der im Mitteldrucknetz fehlende Dampf nunmehr vom Speicher geliefert wird. Ist umgekehrt der Dampfbedarf im Mitteldrucknetz geringer als der mittlere Verbrauch oder die Erzeugung, so steigt der Druck im Mitteldrucknetz und in der Abdampfleitung. Infolgedessen wird sowohl das Ventil r wie auch das Ventil ^₁ nach Maßgäbe des steigenden Druckes geschlossen. Der Dampfdruck in der Hochdruckleitung wird daher über den Normaldruck steigen und infolgedessen das Ventil /·₃ der zum Speicher führenden Leitung geöffnet, so daß der Speicher geladen wird. Der Kesselbetrieb kann daher vollständig gleichmäßig erhalten werden, da er nunmehr von dem schwankenden Verbrauch in der Mitteldruckleitung nicht mehr beeinflußt wird.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Dampfkraftanlage mit von einem Hochdrucknetz gespeister Turbine und von einem Mitteldrucknetz gespeisten Dampfverbrauchern mit schwankendem Dampfbedarf, dadurch gekennzeichnet, daß mit Mitteldruck arbeitende Kolbendampfmaschinen als Druckminderer zwischen der Hochdruck- und Niederdruckstufe einer Zweidruckturbine in der Weise verwendet werden, daß der von ihnen benötigte Dampf als Hochdruckdampf erzeugt und ihnen arbeitleistend durch die Hochdruckstufe der Turbine zugeleitet wird, um, 'darin weiter arbeitleistend, auf den Druck der Niederdruckstufe zu expandieren, worauf er in diese als Abdampf geleitet wird, wobei die Dampferzeugung ohne Rücksicht auf die Turbinenbelastung dadurch konstant gehalten wird, daß die größte, die Hochdruckstufe der Turbine durchtströmende Dampfmenge auf den mittleren Bedarf der Kolbenmaschinen beschränkt wird, während der Spitzenverbrauch dieser Maschinen aus einem Speieher gedeckt wird, der bei geringerem Verbrauch aus dem Hochdrucknetz geladen wird.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die vom Kessel (k) gespeiste Hochdruckstufe (A') und die Niederdruckstufe («) einer Zweidruckturbine ein Mitteldruckdampfnetz mit ohne nennenswerten Gegendruck arbeitenden Kolbenmaschinen (v) schwankenden Dampfbedarfes in der Weise eingeschaltet ist, daß der Niederdruckstufe der Abdampf der Kolbenmaschinen über ein vom Druck in der Abdampfleitung gesteuertes Regelventil (/) zuströmt, während in der go Speiseleitung der Hochdruckstufe ein vom Druck im Mitteldrucknetz gesteuertes Regelventil (/-) eingebaut ist, durch welches die größte Füllung der Hochdruckstufe auf den mittleren Verbrauch im Mitteldrucknetz beschränkt wird, wobei ferner an die Hochdruckleitung einerseits und an die Mitteldruckleitung anderseits ein Dampfspeicher bekannter Art über vom Hochdruckdampf gesteuerte Ventile angeschlossen ist, deren eines (r₃) auf Überdruck anspricht und die Ladung des Speichers vom Hochdrucknetz aus bewirkt, während das andere |/₄) auf Unterdruck anspricht und die Entladung des Speichers in das Mittel drucknetz bewirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   ; Gedrückt iü DEft REiOHSOrückerEI,