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Dampfkraftanlage mit Wärmespeicher Da die Überhitzungsheizfläche billiger
ist als die eigentliche Kesselheizfläche, geht das Bestreben beim Bau mgderner Dampfkraftanlagen
dahin, die Überhitzungsheizfläche auf Kosten der Kesselheizfläche zu vergrößern.
Der aus dem Überhitzer austretende Dampf besitzt dann oft eine Temperatur, welche
die für das Maschinenmaterial höchst zulässige Grenze überschreitet, so daß der
überhitzte Dampf bei derartigen Anlagen nicht unmittelbar zur Maschine geführt werden
kann. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, einen Teil der Überhitzungswärme des
Frischdampfes zur Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes zu verwenden.
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In Spitzenkraftwerken, welche mit Wärmespeichern zur Aufnahme der
Spitzen ausgerüstet sind, treten noch andere Verhältnisse auf, weil ja bei kleinem
Kraftbedarf der überschüssige und hochüberhitzte Dampf in den Speicher geleitet
wird. Diese Maßnahme hat zwei wesentliche Nachteile zur Folge, und zwar: i. den
Druckverlust zwischen dem Frischdampfdruck und dem Speicherdruck und a. den Verlust
an Überhitzungswärme. Man hat bereits vorgeschlagen, den ersten Nachteil dadurch
zu vermeiden, daß man zwischen Frischdampfleitung und Speicher eine Gegendruckmaschine
zur Ausnutzung des Druckgefälles eingeschaltet hat. Dem zweiten Nachteil hat man
indessen bisher in besonderer Weise nicht Rechnung getragen, zumal er bei den bisher
üblichen überhitzungstemperaturen schon. durch die Anordnung einer Gegendruckmaschine
vor dem Speicher nicht mehr so sehr in Erscheinung trat. Bei Anlagen der oben gekennzeichneten
Art, bei welchen weit höhere Überhitzungstemperaturen vorhanden sind, trat die Frage
der Ausnutzung der hohen Überhitzungswärme mehr in den Vordergrund.
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Gemäß der Erfindung wird nun zur Ausnutzung dieser Wärmemenge bei
einer Dampfkraftanlage mit Wärmespeicherung und mit einer dem Wärmespeicher und
dem Gegendruckdampfnetz vorgeschalteten Gegendruckmaschine vorgeschlagen, daß der
gesamte Frischdampf durch die Gegendruckmaschine geleitet wird und vor Eintritt
in die Gegendruckmaschine erstens eine Wärmeaustauschvorrichtung für die Nachüberhitzung
des Speicherentladedampfes und daraufhin eine zweite Wärmeaustauschvorrichtung durchströmt,
in welcher der Frischdampf während der Ladeperiode einen Teil seiner überhitzungswärme
entzogen wird. Der besondere Vorteil dieses Vorschlages ist darin zu sehen, daß
auf einfache und wirtschaftliche Weise der aus dem Speicher austretende Sattdampf
vor Eintritt in die Hauptmaschine überhitzt wird, so daß eine Ausscheidung von Flüssigkeitsteilchen
aus dem Dampf während
seiner Expansion bzw. während seiner Arbeitsleistung
in der Maschine, die insbesondere in den Niederdruckstufen der Turbine eine rasche-
Abnutzung der Schaufeln und einen schlechtenWirkungsgrad zur Folge hat, vermieden
wird. Für die Zeit der Ladung, also für die Zeit, in welcher kein Speicherdampf
durch den ersten Wärmeaustauscher in das Niederdruckdampfnetz fließt, wird durch.
den vorgesehenen zweiten Wärmeaustauscher vermieden, daß die vorgeschaltete Gegendruckmaschine
zu heißen Dampf erhält. Da jetzt der ganze Frischdampf durch die Gegendruckmaschine
geführt. wird und der größere Teil des Gegendruckdampfes das Niederdruckdampfnetz
versorgt, ist es zweckmäßig, insbesondere in Anlagen mit hohem Druck den Gegendruckdampf_
nochmals zu überhitzen, zumal ja auch der Speicherdampf in dem der Gegendruckmaschine
vorgeschalteten Wärmeaustauscher überhitzt wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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In Überhitzer 13 wird, wie Abb. z zeigt, der Frischdampf hoch überhitzt
und gelangt in das Hochdruckdampfnetz 1q.. Der gesamte Frischdampf wird durch die
Wärmeaustauschvorrichtung 15 geführt, in welcher er während der Entladeperiode des
Speichers einen Teil seiner Überhitzungswärme vor Eintritt in die Vorschaltmaschine
16 abgibt. Da zu Zeiten der Speicherladung durch den Wärmeaustauscher 15 kein zu
beheizender Dampf strömt, wird dem hochüberhitzten Frischdampf auch keine Wärme
entzogen, und er würde mit zu hoher Temperatur in die Vorschaltmaschine 16 eintreten.
Um dies zu verhindern, ist vor der Vorschaltmaschine 16 ein weiterer Wärmeaustauscher
17 angeordnet, in welchem zu Zeiten der Speicherladung dein Frischdampf ein Teil
seiner Überhitzungswärme entzogen wird, so daß er auf die Eintrittstemperatur der
Vorschaltmaschine 16 herabgekiihlt werden kann. Die entzogene Wärme kann
in einer beliebigen an sich bekannten Weise aufgespeichert, dem Wärmekreislauf zugeführt
oder irgendwie anders verwendet werden. Die Regelung der Abkühlung des hocherhitzten
Frischdampfes erfolgt in Abhängigkeit von der Eintrittstemperatur in der Gegendruckmaschine
16 durch Beeinflussung der Flüssigkeitsumlaufpumpe 18. Der die Gegendruckmaschine
16 verlassende Gegendruckdampf strömt einerseits durch Leitung z9 und durch den
Nachüberhitzer 2o in das Niederdruckdampfnetz 21, andererseits in den Speicher 22.
Der aus dem Speicher austretende Sattdampf wird im Wärmeaustauscher 15 ebenfalls
-vor Eintritt in das Niederdruckdampfnetz 21 nachüberhitzt. Aus.dem Niederdruckdampfnetz
strömt der Dampf zu den Verbrauchern, in vorliegendem Falle zu den Kondensationsmaschinen
23 und von diesen in die Kondensatoren 2q..
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Die Abb.2 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die Abb.
z mit dem Unterschied, daß die Kühlung des Frischdampfes in der Wärmeaustauschvorrichtung
17 vor Eintritt in die Gegendruckmaschine 16 durch den Wasserinhalt des Speichers
22 erfolgt. Weiter ist bei der in Abb.2 dargestellten Anlage außer dem Nachüberhitzer
2o ein weiterer Überhitzer 25 vorgesehen, der im Gegensatz zum erstgenannten Überhitzer
vor der Gegendruckmaschine 16 angeordnet ist und den Zweck hat, für den Fall einer
zu großen Wärmeentziehung, insbesondere während der Entladeperiode im Wärmeaustauscher
15, den Frischdampf auf die für die Gegendruckmaschine 16 erforderliche Eintrittstemperatur
zu erhitzen.
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Die beschriebenen Anlagen besitzen insbesondere auch den Vorteil,
daß der Dampf vor Eintritt in das Niederdruckdampfnetz in einfacher Weise nochmals
überhitzt werden kann, wodurch es ermöglicht ist, die bei den hohen Drücken teure
Kesselheizfläche in weitgehendem Maße durch die billigere überhitzungsheizfläche
zu ersetzen. Durch eine derartige Anwendung der Zwischenüberhitzung in Verbindung
mit einer vor dem Speicher angeordneten Gegendruckmaschine wird weiterhin erreicht,
daß die gesamte umlaufende Dampfmenge vermindert wird. Dadurch kann auch der Speicher
bei gleicher Speicherfähigkeit kleiner gehalten werden, bzw. es wächst die Speicherfähigkeit
der Anlage bei gleichem Speichervolumen, so daß die Möglichkeit vorhanden ist, die
Grundlast eines Spitzenkraftwerkes weiter zu verringern, wodurch diese Grundlast
in wirtschaftlicher Weise von den hierfür bestimmten Grundlastwerken erzeugt werden
kann.