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Dampfkesselanlage mit Kesseln und Speisewasserspeichern, bei der im
Speicher ein geringerer Druck gehalten wird als im Kessel. Gegenstand des Hauptpatents
ist eine Dampfkesselanlage mit Kesseln und Speisewasserspeichern, bei der im Speicher
ein geringerer Druck als im Kessel gehalten wird. Aus dem Speicher wird durch eine
Fördervorrichtung das gespeicherte Wasser in den Kessel geschafft. Diese Fördervorrichtung
arbeitet in der Regel am wirtschaftlichsten auf einen bestimmten Förderdruck und
stellt unter Umständen bei Überschreitung dieses Förderdruckes die Förderung völlig
ein. Es ist daher von Wichtigkeit, das Arbeiten der Fördereinrichtung unter möglichst
konstanten Verhältnissen zu ermöglichen.
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Gemäß de; vorliegenden Erfindung wird eine konstante Förderhöhe für
die Fördereinrichtung geschaffen und die überschreitung einer bestimmten Druckdifferenz
zwischen Kessel und Speicher dadurch verhindert, daß vom Kessel zum Speicher eine
auf konstante Druckdifferenz geregelte Wärmezufuhr- stattfindet. Da nämlich die
Druckdifferenz einerseits sich dadurch vermehren kann, daß der Druck im Kessel ansteigt,
andererseits dadurch, daß der Druck im Speicher zu weit abfällt, kann beides in
gleicher Weise die Förderung der Pumpe stören. Es wird daher eine Regelvorrichtung
vorgesehen, die bei steigendem Kesseldruck oder bei fallendem Speicherdruck eine
Wärmezufuhr zum Speicher stattfinden läßt, die also von beiden Seiten beeinflußt
ist. Vorteilhaft geschieht dies dadurch, daß eine Dampfverbindungsleitung zwischen
Kessel und Speicher vorgesehen ist, in der ein Sicherheitsventil oder ein gewichtsbelastetes
Rückschlagventil sich befindet, das bei Überschreiten der durch den Federdruck oder
die Gewichtsbelastung eingestellten Druckdifferenz Dampf vom Kessel in den Speicherdampfraum
treten läßt, bei Annäherung an die eingestellte Druckdifferenz unter der Belastungswirkung
jedoch schließt.
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In Anlagen, bei denen eine Wasserumwälzung zwischen Kessel und Speicher
stattfindet, kann man auch die Umwälzung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz
vornehmen lassen, da diese ja dem Speicher Wärme zuführt. Hierbei soll die Umwälzung
derart in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Kessel und Speicher geregelt
werden, daß die Umwälzpurnpe bei gesunkenem Speicherdruck oder erhöhtem Kesseldruck,
also bei Überschreitung der Druckdifferenz, so lange verstärkt arbeitet, bis
die
gewünschte Druckdifferenz wieder erreicht ist.
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Damit die geregelte Wärmezufuhr auch einen Wärmeverbrauch im Speicher
auszugleichen in der Lage ist, muß der Speicher dauernd Wärme abgeben. Hierzu genügen
unter Umständen schon die unvermeidlichen Wärmeverluste durch Ausstrahlung. Es kann
jedoch auch eine künstliche Verringerung des Speicherdruckes durch Kühlung, z. B.
durch Einspritzen von Wasser, Hindurchführen von kälterem Wasser durch den Dampfraum
oder durch Vorbeiführen und Vorwärmen von Luft am Speicher, bewerkstelligt werden,
z. B. durch Vorbeiführen der Verbrennungsluft der Betriebskessel an der Mantelfläche
des Speichers oder durch Rohre, wozu bei zu Speichern umgebauten Flammrohrkesseln
die Flammrohre verwendet werden können.
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Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen der Erfindung,
und zwar zeigt: Abb. i eine Anordnung, bei der die Einhaltung der Druckdifferenz
durch ein Differenzdruckventil in der Dampfverbindung :erfolgt, Abb. 2 eine Anordnung,
bei der die Druckdifferenz durch Regelung des Wasserumlaufs erzielt wird.
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In Abb. i sind die Bezugszeichen die gleichen wie bei dem Hauptpatent.
i ist der Kessel, der mit dem Speicher 2 durch die Leitungen 3 und 4 im Wasserraum,
die Leitung 5 im Dampfraum verbunden ist. Die Frischspeisung des Krssels erfolgt
durch die Leitung 6 und das Ventil 7 in der bekannten regelbaren Weise. Die Überlaufleitung
vom Kessel i zum Speicher 2 ist mit 3 bezeichnet, die Rücklaufleitung 4 vom Speicher
2 zum Kessel i arbeitet mit der Pumpe 8 und dem Heißwasserregelventil g.
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In der Dampfverbindung 5 zwischen Kessel i und Speicher 2 ist eine
Ventilvorrichtung io vorgesehen, die öffnet, sobald die beabsichtigte Druckdifferenz
zwischen Kessel und Speicher überschritten Wird und Dampf vom Kessel so lange zum
Speicher hindurchtreten läßt, bis die zulässige Druckdifferenz wieder unterschritten
ist. Das Ventil io kann ein gewichtsbelastetes Rückschlagventil oder ein von dem
Druck vor und hinter dem Ventil beeinflußtes automatisches Regelventil sein.
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In Abb. 2 ist eine Anlage gezeigt, bei der die Regelung der Umwälzung
auf indirektem Wege stattfindet, und zwar werden die Ventile mehr oder weniger geöffnet
durch den Druck einer Flüssigkeit, der seinerseits durch Veränderung der Öffnungen
von Düsen von den verschiedenen Einflüssen gesteuert wird. Außerdem ist die in Abb.
i beschriebene Dampfverbindung zwischen Kessel und Speicher vorgesehen. Es ist klar,
daß dieses erste Mittel der Erfindung zum Einhalten des bestimmten Speicherdampfdruckes
weniger Wärme verbraucht. Es ist deshalb zweckmäßig, dieses Mittel, also die Zuführung
von Dampf zum Speicherdampfraum, in erster Linie und vornehmlich bei Wärmemangel
anzuwenden und die Erhaltung des Druckes durch Umwälzung des Wassers nur dann, wenn
Wärmeüberschuß im Kessel vorhanden ist.
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Der Kessel i wird durch die Leitung 2, in der sich das Speiseregelventil
3 befindet, mit Frischwasser gespeist. Überschüssiges Wasser läuft aus dem Kessel
i durch das Überlaufventil q. und die Leitung 5 zum Speicher 6. Die Heißspeisung
aus dem Speicher 6 erfolgt durch die Pumpe 7, Leitung 8 und Heißspeiseventil g.
Die Regelung des Frischspeiseventils 3 soll nach Druck und Wasserstand derart erfolgen,
daß innerhalb der Grenzen zwischen höchstem und niedrigstem Wasserstand das Ventil
bei steigendem Druck mehr geöffnet, bei fallendem Druck geschlossen wird, während
hei Erreichung des höchsten Wasserstandes das Ventil stets geschlossen und bei Erreichung
des niedrigsten Wasserstandes stets geöffnet wird. Demgemäß wird die Ausflußdüse
io, die das Ventil 3 steuert, durch den vom Druck beeinflußten elastischen Metallschlauch
i i und unter Vermittlung der Hebel 12 und 13 derart gesteuert; daß sie bei niedrigem
Kesseldruck geöffnet wird und das Ventil 3 schließt und umgekehrt. Andererseits
wird eine Regelung vom Wasserstand" durch die Tauchkörper 14., 15, 16, 17 vorgenommen,
die durch das Gestänge 18 am Hebel i9 aufgehängt sind und denen durch das Gegengewicht
2o das Gleichgewicht gehalten wird, solange sich der Wasserstand zwischen. den Tauchscheiben
i 5 und 16 befindet. Steigt der Wasserstand, so daß die Scheiben 16 oder auch 17
eintauchen, so überwiegt das Gewicht 2o und senkt sich. Fällt der Wasserstand, so
daß die Scheiben 14 und 15 austauchen, so überwiegt das Gewicht der Scheiben 14.
und 15, und das Gegengewicht nebst den Anschlagflächen 21 hebt sich. Es wird also
bei zu niedrigem Wasserstand durch den einstellbaren Druckstift 22 der Hebel 13
mitgenommen, die Düse io geschlossen und damit das Ventil 3 geöffnet und unabhängig
davon, ob der Druck, der auf den Schlauch i i und den Hebel 12 ausgeübt wird, zurückgegangen
ist und damit der Hebel 12 unter dem Einfluß des Gegengewichtes 33 den Hebel 13
freigegeben oder hoher Druck den Hebel 12 angedrückt hat. Andererseits wird bei
zu hohem Wasserstand,
wie oben dargelegt, ein Senken des Anschlages
21 stattfinden. Hierbei wird durch den Druckstift 23 der Hebel 24 mitgenommen und
die Düse 2j geöffnet, so daß der Flüssigkeitsdruck in der Steuerleitung zum Ventil
3 hier austreten kann, auch wenn die Düse io geschlossen ist, und daß hierdurch
das Ventil 3 sich schließt.
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Bei Eintauchen der Scheiben 16, also Erreichen eines oberen Wasserstandes,
wird in ähnlicher Weise durch den Druckstift 26 und den Hebel 27 die Düse 28 geöffnet,
wodurch auch das Überlaufventil .f geöffnet wird und den Überlauf freigibt.
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Die Regelung des Heißspeiseventils 9 erfolgt nun nicht nur in Abhängigkeit
vom Druck und Wasserstand im Kessel, sondern auch in Abhängigkeit vom Druck oder
der Temperatur im Speicher 6. Es befindet sich daher im Speicher 6 ein Thermostat
29, der durch eine Düse 34 zusammen mit der vom Kesseldruck und vom niedrigsten
Wasserstand des Kessels durch Vermittlung der Hebel 12 und 13 gesteuerten Düse 3o
die Öffnung des Ventils regelt, derart, daß, wenn eine der beiden Düsen geöffnet
ist, auch das Ventil öffnet. Andererseits wirkt der höchste Wasserstand durch den
Hebel 24 auf die Düse 31 so ein, daß ein in der Steuerleitung des Ventils 9 befindliches
Ventil 32 bei höchstem Wasserstand geschlossen wird. Bei geschlossenem Ventil 32
kann der Flüssigkeitsdruck weder durch die Düse 3o noch durch die Düse 3.. entweichen,
auch wenn diese geöffnet sind, und es muß nun notwendigerweise das Ventil 9 schließen,
unabhängig davon; wie der Druck im Kessel oder die Temperatur im Speicher sich verhalten.
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Die vorstehend beschriebene Einrichtung erlaubt (las Arbeiten des
Speichers zu dem Zeitpunkt, zu dem er gebraucht wird und schaltet Störungsmöglichkeiten
aus.