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Speicheranordnung für Kraft- und Heizdampfanlagen für schwankenden
Betrieb. Gegenstand des Hauptpatents ¢13r87 ist eine Speicheranlage, bei der die
Niederdruckspeicherung für den Heizdampfbedarf in mehrere Einzelteile unterteilt
wird, die nacheinander den Dampfüberschuß_ aufnehmen. Dabei wird der Zweck verfolgt,
die Ladung der Speicher mit möglichst geringen Druckverlusten vorzunehmen und in
kurzer Zeit Reserven an Dampf hoher Qualität zur Verfügung zu haben. Ferner wird
die Erhaltung des Höchstdruckes im Speicher durch die anderweitige Entnahme von
Wärme ohne
Qualitätsverlust des Speicherinhaltes ermöglicht. Zu
dieser Art der Ladung stellt die vorliegende Erfindung die Ergänzung für die Entladung
dar. Es soll nämlich bei der Entnahme von Wärme aus dem Speicher immer nur der erforderliche
Teil soweit als möglich entladen werden, während der Rest des Speicherinhaltes höchste
Qualität behält.
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Zur Durchführung werden die Dampfverbrauchl.eitungen so angeordnet,
daß an das eine Netz Verbraucher von höherem, an das andere von niedrigerem Druck
angeschlossen sind.
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Für derartige Anlagen mit Netzen verschiedenen Druckes sind bereits
Speicheranordnungen vorgeschlagen worden, bei denen an jedem Netz je ein Speicher
angeschlossen ist, die der Reihe nach in Tätigkeit treten. Bei dieser Anordnung
ist es jedoch nur möglich, jeden Speicher bis zu dem Druck des angeschlossenen Netzes
zu entladen. Würde eine weitere Entladung eintreten, so muß gleichzeitig der Druck
in dem betreffenden Netz unter den mindest zulässigen Wert sinken, was aus Betriebsgründen
nicht zulässig ist.
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Demgegenüber wird gemäß -vorliegender Erfindung eine Einrichtung geschaffen,
bei dereinerseits die Ausnutzung aller Speicher bis zum niedrigsten vorhandenen
Netzdruck ermöglicht ist, anderseits der Druck in den höheren Netzen keinerlei Störung
erfährt und bis zuletzt Wärmereserven höchster Qualität gehalten werden.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Teilspeicher mit den
Netzen verschiedenen Druckes in Verbindung stehen und nacheinander vom Netz höheren
Druckes auf das niederen Druckes umgeschaltet werden, sobald in letzterem Dampfmangel
eintritt;, der durch den vorhergehenden Speicher nicht mehr gedeckt werden kann,
während die Speicher im übrigen auf das Netz höheren Drukkes sich entladen.
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Bei -der Entladung auf das Netz höheren Druckes nimmt der Druck in
allen Teilspeichern gleichmäßig und langsam ab, während bei der Entladung auf das
Netz niederen Druckes der zunächstliegende Teilspeicher ausschließlich zur Deckung
der Spitzen herangezogen wird und die anderen Speicher noch unbeeinflußt bleiben.
Erst wenn der erste Speicher einen gewissen Mindestdruck erreicht hat, wird der
nächste auf das Netz niederen Druckes zu- und gleichzeitig vom Netz höheren Druckes
abgeschaltet.
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In Betrieben, in denen die Reihenfolge der Verbrauchsspitzen so geartet
ist, daß erst -die Spitze höheren Druckes und dann eine niederen Druckes benötigt
wird, braucht die Unterteilung nicht vorgenommen zu werden, da es in diesem Falle
ohne weiteres möglich ist, den Speicher zuerst den Dampf höheren und dann den niederen
Drukkes hergeben zu lassen. Vielfach ist aber die Reihenfolge gerade umgekehrt,
z. B. in Industrien, in denen Dampf zum Kochen -%-erwendet wird. In der weitaus
überwiegenden Anzahl der Fälle jedoch kommen die Spitzen ganz unregelmäßig und sind
gar nicht vorauszusehen. Für diese beiden letzteren Fälle . ist die Anordnung gemäß
vorliegender Erfindung besonders geeignet, da immer der größtmögliche Teil des Speichers
auf hohen Druck gehalten wird und in Bereitschaft ist. Dem Idealzustand, der darin
besteht, daß stets die gesamte Speicherwärme mit höchster Temperatur und Druck in
Bereitschaft liegt, kommt man um so näher, je weiter die Unterteilung der Speicheranlage
getrieben wird.
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In der Zeichnung ist eine Speicheranordnung nach der Erfindung schematisch
dargestellt. Vom Hochdruckkessel i mit dem Druck P1 geht der Dampf durch die Leitung
2 zur Kraftmaschine 3, in der er bis auf den Druck P2 unter Abgabe von Kraft entspannt
wird. Von dort führt die Leitung 4 zu den Verbrauchern mit dem Druck P2, beispielsweise
6 Atm'. Normal-, 4 Atm. Mindestdruclz.. Parallel zur Leitung 4 sind Wärmespeicher
5, 6, 7 geschaltet, derart, daß der Dampfüberschuß -durch die Leitung 8 in die Ladedüsen
der Wärmespeicher strömt. Aus dem Speicher führen die Entladeleitungen 9, io, i
i zur Verbraucherleitung 1--7 mit dem Druck P2 sowie die Entladeleitungen
13, 14, 15 zur Verbraucherleitung 16 mit dem geringeren Druck
P3, beispielsweise 3 Atm. Normal-, i, 5 Atm. Mindestdruck. In der Ladeleitung 8
sind zwischen den einzelnen Speichern überströmventilie 17, 18, 19 angeordnet,
die Dampf erst durohtr;eten lassen, wenn vor dem Überströniventil -der- -,eingestellte-
Druck erreicht ist. In der Entladeleitung 16 sind Ventile (z. B. Reduzierventile)
20, 2 i, 22 angeordnet, die den Dampf vom Speicher 6 und Speicher 5 in die Leitung
16 erst eintreten lassen, wenn dort der eingestellte Druck P3 unterschritten
ist, während in den Leitungen 9, i o und i i Rückschlagventile 23, 24, 25 angeordnet
sind, die lediglich ein Zurücktreten des Dampfes vom DruckP2 in die entladenen Speicher
verhindern sollen. Für den Fall, daß der von der Maschine gelieferte Abdampf unter
Hinzuziehung der Speicherfähigkeit sämtlicher Speicher nicht zur Deckung des erforderlichen
Dampfbedarfs ausreicht, ist eine Leitung 26 angeordnet mit einer Ventilvorrichtung
(Reduzierventil) 27, die bei Unterschreitung eines eingestellten Mindestdruckes
in der Verbxaucherleitung
Dampf direkt vom Kessel unter Umgehung
der Turbine hinzutreten läßt.
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Die Wirkungsweise -der Anlage ist nun folgende: Bei der Ladung, d.'h.
wenn überschuß an Dampf von der Maschine geliefert wird, steigt der Druck in den
Leitungen 4, 8 und 12, worauf das überströmventil 17 öffnet und Dampf zunächst in
den Speicher 5 treten läßt. Wenn im Speicher 5 der eingestellte Druck erreicht ist,
öffnet auch das Übsrströmventil 18, so daß der Speicher 6 geladen. wird. Ist dieser
auf Druck, öffnet das Überströmventil 19 und auch der Speicher 7 wird geladen. Die
Ladung erfolgt also nicht gleichzeitig, sondern nacheinander, so daß schon nach
einer kurzen überschußperiode im ersten Speicher und damit für die Verbraucher der
Leitung 12 Dampf vom Druck P2 als Reserve zur Verfügung steht.
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Bei der Entladung werden Dampfbedarfsübersehüsse der Leitung 12 mit
dem Druck P2 durch die Leitungen 9, i o und i i gleichzeitig ausgeglichen, so daß
der Druck gemäß dem zur Verfügung stehenden Speichervolumen nur langsam abnimmt.
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Anders ist @es, wenn ein Dampfbedarf in der Leitung 16 mit dem niederen
Druck P3 eintritt. Der erforderliche Dampf kann zunächst nur aus dem letzten Speicher
7 durch die Leitung 15 entnommen werden. Ist der Druck im Speicher 7 unter das zulässige
Mindestmaß gesunken, so öffnet das Ventil 2z und läßt Dampf vom Speicher 6 hinzutreten.
Ist auch dieser unter einen gewissen Druck entladen, öffnet das Ventil 21 und läßt
Dampf vom Speicher 5 hinzutreten. Sind alle Speicher ,entladen, so öffnet das Ventil
2o und läßt direkt Dampf von der Kraftmaschine hinzu, und wenn auch dieser noch
nicht ausreicht, um den gesunkenen Druck zu halten, so öffnet das Ventil
27 und läßt Frischdampf vom Kessel !hinzutreten.
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Vorliegende Speicheranordnung läßt sich sinngemäß auch; auf Verbrauchsleitungen
von mehr als zwei verschiedenen Drücken anwenden.
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Weiter ist :es in bestimmten Fällen zweckmäßig, die Entladeeinrichtung
der Leitung niederen Druckes P3 auch für die Leitung höheren Druckes P2 anzuwenden,
so daß auch bei Dampfbedarfsüberschuß vom Druck P2 die Speicher nicht gleichzeitig,
sondern der Reihe nach entladen. Durch .entsprechende Einstellung von überström-
und Druckbegrenzungsventilen können die Speicher auf verschiedene Höchstdrücke geladen
werden. Das ist von Wichtigkeit, wenn einzelne Speicherkörper aus Festigkeitsgründen
nur mit geringerem Druck beansprucht werden dürfen. Man wird dann an erster Stelle
(5) den für den höchsten Druck zulässigen Speicher, an letzter (8) den für den geringeren
Druck anordnen.
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Es kann auch vorteilhaft sein, die überströmventile nicht vom Druck
in der Ladeleitung, sondern vom Druck im Speicher mittelbar steuern zu lassen. Diese
Beeinflussung kann auch durch die Temperatur des im Speicher befindlichen Wassers
erfolgen. Die Speicher werden lediglich zur Deckung von Dampfspitzen herangezogen,
während der normale Dampfbedarf in bekannter Weise unter Umgehung der Speicher durch
überström-und Reduzierventile den Netzen zugeführt werden kann.