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Einrichtung zum Speisen von Dampfkesseln, die mit einem Gleichdruckspeicher
(Verdrängungsspeicher) zusammenwirken. . Es ist bekannt, in Kesselanlagen mit schwankendem
.Dampfverbrauch bei über die normale mittlere Dampferzeugung hinausgehendem Verbrauch
ein Sinken des Kesseldruckes nach Möglichkeit dadurch zu verhindern, daß man beim
Speisen dein aus dein Vorwäriner kommenden Speisewasser heißes Wasser aus einem
Gleichdruckspeicher in nach Maßgabe des zunehmenden Dampfverbrauches wachsenden
Mengen zusetzt und schließlich nur noch Speicherwasser speist, -a-enn die verlangte
Höchstleistung des Kessels den Zusatz kälteren «rassers nicht mehr zuläßt.
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Bei Einrichtungen dieser Art verwendet inan vielfach sogenannte Verdrängungsspeicher,
in welchen das Wasser in Schichten verschiedener Temperatur aufbewahrt und durch
Pumpen o. dgl. nach Bedarf zugeführt oder entnommen wird.
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Die bisher üblichen Einrichtungen dieser Art sind verhältnismäßig
teuer in Anlage und Betrieb sowie umständlich in der Bedienung, weil bei denselben
"venig,`c"is vier Pumpen erforderlich sind, und zwar je eine für die Zuführung und
für die Entnahme heißen Wassers, wie auch für die Zuführung und für die Entnahme
weniger heißen Wassers zum bzw. aus dem Speicher.
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Die Erfindung hat den Zweck, diese Einrichtungen möglichst zu vereinfachen
und die "Zahl der Pumpen zu beschränken. Der angestrebte Zweck wird erfindungsgeinäß
dadurch erreicht, daß für die Speisung nur zwei Pumpen vorgesehen sind, deren eine
die Kaltwasserspeisung des Kessels und des Speichers bewirkt, während die andere
die Bewegung von halt- und Heißwasser in Richtung Speicher-Kessel vermittelt und
eine Dberlaufleitung den Abfluß von Kesselwasser zum Heißraum des Speichers ermöglicht.
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Die Einrichtung ist dabei in der Weise getroffen, daß die Druckleitung
der Kaltspeisepumpe hinter dein Economiser geteilt ist und eine der Leitungen über
ein selbsttätig gesteuertes Regelventil in bekannter Art zum Kessel geführt ist,
während die andere über ein gleichfalls bekanntes federbelastetes Rückschlagventil
zum Kaltwasserraum des Speichers geleitet ist. Anderseits führen sowohl voni Kaltwasser-
wie vom Heißwasserraum des Speichers je eine Leitung zu einem Wechselventil, an
das die Saugleitung der zweiten Pumpe angeschlossen ist, in deren zum Kessel führende
Druckleitung wiederum ein vom Kesseldruck selbsttätig gesteuertes Regelventil bekannter
Art eingebaut ist, das in diesem Falle jedoch so ausgebildet ist, daß es nur bei
mittlerem Dampfverbrauch und entsprechendem Kesseldruck geschlossen bleibt, während
es sowohl beim Sinken wie auch beim Steigen des Druckes über ein gewisses Maß hinaus
in Offenstellung übergeht, so daß es also auf zwei Impulse anspricht.
Die
die Wasserbewegung in Richtung Kessel-Speicher vermittelnde Überlaufleitung ist
an den Kessel in Höhe des höchstzulässigen Wasserstandes angeschlossen und mündet
einfach im oberen Teil des Speichers.
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Im nachstehenden ist die Erfindung an Hand von Zeichnungen, von denen
Abb. i die bisher übliche und Abb. 2 die Einrichtung nach der Erfindung veranschaulicht,
näher erläutert.
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Gemäß Abb. i führt die Druckleitung 1.11 der zur Normalspeisung aus
dem Wasserbehälter B dienenden Pumpe P' zunächst zum Economiser E, teilt sich alsdann,
und der eine Arm Lv führt über ein selbsttätig vom Dampfdruck des Kessels K gesteuertes
Regelveniil y'' zum Wasserraum des Kessels K, während der zweite Arm Lt- über ein
federbelastetes Rückschlagventil R zum unteren Raum eines Verdrängungsspeichers
S führt. Zwischen dem Rückschlagventil R und dem Speicher S' ist von der Leitung
Lr eine Leitung L' abgezweigt, «-elche mit einer Pumpe P2 und einem durch den Kesseldruck
selbsttätig gesteuerten Regelventil V2 versehen ist und zwischen dem Economiser
E und dein Regelventil V' der Leitung I_zv in diese Leitung mündet. Vom Wasserraum
des Kessels Ii führt ferner eine mit Pumpe P' und selbsttätig vom Kesseldruck gesteuertem
Regelventil TI' versehene Leitung L3 zum oberen Was.-serraum des Speichers S, und
eine vierte Pumpe P' endlich ist in eine parallel zur Leitung L° verlaufende Leitung
L4 mit selbsttätig vom Kesseldruck gesteuertem Regelventil h4 eingebaut und dient
dazu, Wasser aus dem Speicher in den Kessel zu führen.
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Die Betriebsweise dieser Anlage ist folgende: Beim mittleren Dampfverbrauch
speist die Pumpe Pl wie üblich aus dem Behälter B über den Economiser E und die
Leitung L, I_v und das Regelventil L' in den Kessel K. Alle übrigen Ventile sind
in dieser Zeit geschlossen. Falls der Dampfdruck im Kessel infolge geringen Dampfverbrauchs
steigt, so öffnen sich die Ventile Z'2 und L'3, während Ventil V' seine Offenstellung
beibehält. Die Pumpe Pl speist also wie vorher kälteres Wasser aus dem Behälter
B in den Kessel h, doch fördert gleichzeitig die Pumpe P' aus dem unteren
Raum des Speichers S kälteres Speicherwasser über V' in die Speiseleitung Lv, während
die Pumpe P3 heißes Kesselwasser aus dein Kessel entnimmt und über h3 in den oberen,
d. h. den Heifvasserraum (tes Speichers S überführt.
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Steigt nun der Dampfverbrauch wieder, so schließen zunächst wieder
die Ventile h2, Tj3, und beim weiteren Wachsen des Dampfbedarfs über den mittleren
Bedarf hinaus beginnt auch das Ventil h' zu schließen. Infolge des dadurch veranlaßten
Wachsens des Druckes in L', Lv spricht jetzt das überdruckventil R in der Leitung
Lr an und die Pumpe Pl fördert nunmehr nur einen Teil des Wassers aus dem Behälter
B zum Kessel K und einen anderen Teil zum Speicher S. Gleichzeitig mit dem Sinken
des Druckes beginnt aber auch das Ventil h4 der Leitung L' zu öffnen, und die Pumpe
P4 fördert aus dem oberen heißen Raum des Speichers S möc eichst die gleiche Menge
Wasser zum Kessel, als unter dem Speicher zugeführt wird. Das Spiel der Ventile
V', R, Tr4 schreitet mit wachsendem Dampfverbrauch fort, bis bei höchster Spitzenbelastung
des Kessels das Ventil L'' ganz schließt und R bzw. V4 ganz öffnen, so daß jetzt
vorgewärmtes Wasser nur noch zum unteren Raum des Speichers gelangt, während nur
noch heißes Wasser aus dein oberen Speicherraum zum Kessel gef%irdert wird. Bei
wieder zurückgehendem Dampfverbrauch spielen sich die Vorgänge natürlich in umgekehrter
Weise ab.
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Bei der Einrichtung nach der Erfindung, <l. h. nach Abb. 2, ist
der Speicher S zunächst tiefer angeordnet als das obere Glied des Kessels K. Die
Anordnung der Pumpe P' so-,vie der Leitung L', Lv, Lr und der zugehörigen
Ventile V', R ist im wesentlichen die gleiche wie bei Abb. i. In die Leitung L`-'
aber, die jetzt in die- Leitung Lv nicht mehr zwischen Ventil h' und Economiser
E, sondern zwischen diesem Ventil und dem Kessel mündet; ist zwischen der Pumpe
P2 und dein Speicher S ein vom Kesseldampfdruck gesteuertes Wechselventil W eingebaut,
an welches außerdem eine vom oberen Raum des Speichers S kommende, die bisherige
Leitung L' (Abb, i) ersetzende Leitung L4a angeschlossen ist. Da das Wechselventil
W in der Saugleitung der- Pumpe P2 liegt, letztere aber auch heißes Wasser aus dem
Speicher ansaugen soll, muß dafür Sorge getragen werden, daß in der Saugleitung
stets ein solcher Druck herrscht, daß in derselben keineDampfentwicklung stattfinden
kann. Dieser Druck muß daher so groß sein, daß er nicht nur der Siedetemperatur
des Wassers, also dem -Speicherdruck entspricht, sondern daß er darüber hinausgehend
auch den Leitungswiderstand der Saugleitung überragt. Erfindungsgemäß ist Ventil
W daher um so viel tiefer als der Speicher S angeordnet, daß der Druck der Wassersäule
größer ist als die Leitungswiderstände in der Saugleitung der Pumpe, und die Ausbildung
desselben ist derart, daß die Saugleitung der Pumpe P2 dauernd, d. h. auch während
der Umstellung des Ventils, mit dem . Speicher in Verbindung bleibt. Dies wird in
-einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Ein- und Auslässe des Ventils durch
einen
L'berdeckungsschieber gesteuert werden, der z. B. auf der Seite des unteren Speicherraums
bei der Umstellung erst schließt, wenn auf der Seite des oberen Speicherraumes bereits
geöffnet ist und umgekehrt, so daß beim Umstellen eine Zeitlang Mischwasser durch
das Ventil geht, bevor nur heilfies oder kälteres Wasser hindurchgehen kann, eine
Unterbrechung der Verbindung zwischen Saugrohr der Pumpe und Speicher aber nienials
stattfinden kann. Man erzielt dadurch gleichzeitig den Vorteil, daß in dem Pumpenkörper
ein schroffer Temperaturwechsel, der natürlich äußerst nachteilig ist, beim Wechsel
der Kalt- und Heißspeisung vermieden und ein allmählicher Temperaturübergang geschaffen
wird. Eine die Aufgabe der bisherigen Leitung L3 übernehmende Überlaufleitung Lia
endlich führt vom Kessel K in Höhe des höchsten Wasserstandes aus zum oberen Raum
des Speichers S.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Beim mittleren normalen
Dampfverbrauchspeist die Pumpe P1 wie bisher aus dem Beli:ilter B über die Leitung
L1, den Economiser E, die Leitung Lv und das Ventil V1 zum Kessel K. Steigt jetzt
infolge geringen Dampfverbrauches der Druck im Kessel, so stellt sich das Wechselventil
W auf die Leitung L2 ein, während Ventil V2 öffnet und Ventil VI weiter in Offenstellung
bleibt. Vom Behälter B aus wird also weiterhin Wasser über L', E, L v, V
l zum Kessel geführt, während gleichzeitig vorn unteren oder Kaltwasserrautn des
Speichers S Wasser über I_2, u', P2, V2 zum Kessel gefördert wird. Das in den Kessel
gelangende Wasser kann natürlich nur zum geringen Teil verdampfen, so claß der Cberschuß
anderswo untergebracht «-erden muß. Dies erfolgt dadurch, daß von der oberen Wasserschicht
des Kessels heißes Wasser durch die Überlaufleitung Lia zum oberen, d. h. Heißwasserraum
des Speichers S abfließt.
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Wenn nunmehr der Dampfverbrauch wieder steigt und der Druck im Kessel
sinkt, so schließt zunächst wieder V2, während V1 vorerst noch offen bleibt, bis
nach Überschreitung des mittleren Dampfverbrauches bei weiter sinkendem Kesseldruck
das Ventil VI zu schließen beginnt, das Ventil V2 aber von neuem öffnet. Gleichzeitig
stellt sich das Wechselventil TV unter dem Einfluß des Kesseldruckes auf die Leitung
L4a um, und das Rückschlagventil R öffnet sich nach Maßgabe des wegen Schließung
von TTi in L z, steigenden Druckes. Das Speisewasser nimmt also seinen Weg von B
über F1, E und L1 teil--,weise noch durch I_z, und I'1 zum Kessel K, teilweise abür
durch Lr und R zum unteren i@aum des Speichers, wobei gleichzeitig aus dessen oberem
Raum heilfies Wasser über L 4a lT, P2, L2, V2 zum Kessel verdrängt wird. Der Kessel
erhält somit Mischwasser in einem durch die Öffnung der einzelnen Ventile bestimmten
Mengenverhältnis. Mit weiter wachsendem Verbrauch und entsprechend zunehinendem
Druckabfall im Kessel K schließen bz#v. öffnen die Ventik: V1, R, V2 mehr
und mehr, bis schließlich bei Eintritt des Spitzenverbrauchs VI ganz geschlossen,
R und T''= aber ganz geöffnet sind. Alsdann kann das Wasser #, an B nur noch über
P1, L1, E, R,-Lr zum unteren Raum des Speichers R gelangen und heißes Wasser
zum Kessel K nur noch aus dem oberen Raum des Speichers über L;a, W, F2,
L2, V= verdrängt werden.
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Die beiden Pumpen PI, P2 genügen also vollständig; den Kessel
K während aller Betriebsperioden mit Wasser von der jeweils geforderten Temperatur
zu versorgen.