DE565046C - Dampfkraftanlage mit Fernheizbetrieb - Google Patents

Dampfkraftanlage mit Fernheizbetrieb

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DE565046C
DE565046C DET32821D DET0032821D DE565046C DE 565046 C DE565046 C DE 565046C DE T32821 D DET32821 D DE T32821D DE T0032821 D DET0032821 D DE T0032821D DE 565046 C DE565046 C DE 565046C
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steam
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power plant
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DET32821D
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GUSTAV TRETROP
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GUSTAV TRETROP
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic

Description

  • Dampfkraftanlage mit Fernheizbetrieb Die bisherigen Ausführungen von Dampfkraftwärmewerken mit Fernheizung leiden an verschiedenen Mängeln. Gibt man z. B. das Heizmittel als Niederdruckdampf ab, um die Übertragungswärmeverluste niedrig zu halten, so braucht man große Querschnitte, oder man hat eine zu niedrige Heiztemperatur. Nimmt man Hochdruckdampf, so hat man zwar höhere Verbrauchstemperaturen, aber der Abfall an Druck und Temperatur bis an Ort und Stelle wird zu groß.
  • Da der Bedarf an Wärme und Kraft zu verschieden ist, ist eine weitgehende Regelung notwendig, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu erhalten.
  • Nach der Erfindung wird daher eine vollständige Hochdruck- und Niederdruckanlage verwendet, die jede allein für sich arbeiten kann, bei der anderseits aber auch die Niederdruckanlage hinter die Hochdruckanlage geschaltet werden kann. Für das Fernheiznetz wird entweder Abdampf derHochdruckmaschine, Frischdampf aus dem Niederdruckkessel oder gedrosselter Hochdruckfrischdampf oder deren Wärme abgegeben. Ferner werden in die Verbraucherleitungen Wärmespeicher eingeschaltet und der Ladedampf dieser Speicher oder sein Wasser werden durch elektrischen Strom in Wärmetransformatoren auf der jeweils erforderlichen Temperatur oder Druck gehalten. Auf diese Weise können durch wahlweise Schaltung auf der Dampferzeugerseite und durch wechselweise Verwendung von Dampf und elektrischem Strom je nach dem Bedarf zu den verschiedenen Tages- und Jahreszeiten sowohl für das Kraftwerk wie für den Heizbetrieb die günstigsten Verhältnisse geschaffen werden. Denn es arbeiten entweder die Stromerzeuger der Hoch- und Niederdruckanlage gemeinsam oder einzeln auf das elektrische Netz. Es kann auch überschüssiger Dampf aus dem Hochdruckkessel im Niederdruckkessel gespeichert werden, um später entweder in der Niederdruckmaschine Arbeit zu leisten oder als Wärmeträger für das Fernheizwerk zu dienen. Das rücklaufende Kondensat wird entweder den Speichern im Fernheizwerk oder den Kesseln zugeführt, die Regelung erfolgt zweckmäßig von den Speichern oder Kesseln aus. Ebenso erfolgt das Ein-und Abschalten der elektrischen Wärmetransformatoren zweckmäßig von den Speicher-oder Kesselanlagen aus.
  • Der Dampf der Hochdruckdampfkesselanlage kann wahlweise verschiedenen Stufen der aus einer mehrstufigen Turbine bestehenden Hochdruckkraftanlage zugeführt werden.
  • Man hat bisher vorgeschlagen, eine Hochdruck- und eine Niederdruckanlage parallel anzuordnen und dabei mit gedrosseltem Hochdruckdampf die Niederdruckmaschine zu treiben. Es handelt sich hierbei im wesentlichen darum, zwei Maschinenfrischdampfleitungen verschieden hohen Druckes mit Hilfe eines zwischen die Maschinenfrischdampfleitungen geschalteten Reduzierventils zu vereinigen. Wenn bei dieser Anlage in der Hochdruckleitung über eine gewisse Höhe der Hochdruckdampfspannung hinaus ein Überdruck entsteht, so wird dieser durch das Reduzierventil in die Frischdampf -leitungen zur Niederdruckseite übergeleitet und geht in die Niederdruckmaschine mit dem unmittelbar erzeugten hTiederdruck. Diese Einrichtung ist aber nicht für die Regelung eines Fernheizbetriebes unter Einbeziehung einer Elektrobespeicherung vorgesehen.
  • Es ist auch bekannt, den Abdampf einer Hochdruckmaschine in den Niederdruckkessel zu leiten. Der in den Dampfteil des Niederdruckkessels eingeleitete Hochdruckabdampf kann also nur zur Speicherung im Niederdruckkessel benutzt -werden, da er nur in den Dampfraum mündet, in dem lediglich ein Stau erfolgt.
  • Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, den Dampf eines "Hochdruckkessels außer einer Maschine auch einem Niederdruckkessel zuzuleiten. Bei Hochdruckbetrieb pufft die Maschine hierbei auf die Niederdruckkessel aus, die zu dieser Zeit nicht in Betrieb sind. Es handelt sich hierbei um eine reine, selbständige Gegendruckdampfmaschine in Hintereinanderschaltung mit Kesseln, wobei sich der Druck im Niederdruckkessel staut, weil das Wasser nichts aufnehmen kann, da der Abdampf nicht unmittelbar in das Kesselwasser eingeführt wird.
  • Man hat auch bereits versucht, den Abdampf einer Hochdruckmaschine der von einem Niederdruckkessel zur Niederdruckmaschine führenden Leitung zuzusetzen, womit aber wegen Fehlens einer Elektrobespeicherung nur ein geringer Teil eines Gesamtregelzweckes wie bei der Anlage gemäß der Erfindung erreicht werden kann; und zwar lediglich die Abführung des aus der Hochdruckmaschine kommenden, abgearbeiteten Dampfes in eine andere Maschine, so daß die Hochdruckmaschine nur eine gewöhnliche Vorschaltmaschine zu einem anderen Dampfverbraucher ist.
  • In der Zeichnung ist schematisch eine Ausführung nach der Erfindung dargestellt. Der über der waagerechten strichpunktierten Linie liegende Teil des Schemas bezieht sich auf den Vorgang der Erzeugung von Wärme und elektrischer Energie, der darunterliegende Teil auf den Verbrauch.
  • Der obere Teil ist durch eine weitere senkrechte strichpunktierte Linie in eine linke und rechte Hälfte geteilt. Erstere ist die Niederdruckdampfseite und besteht aus einem Großwasserraum-Niederdruckkessel NDK, der z. B. etwa 13 at Druck haben kann und einer Niederdruckdampfturbine NDT mit Dynamo Dl und Kondensator Cl. Diese N iederdruckanlage bildet in bekannter Weise einen an sich geschlossenen Kreislauf.
  • Die rechte Hälfte ist die Hochdruckseite. Sie bildet ebenfalls einen in sich geschlossenen Kreislauf und besteht aus einer Hochdruckdampfkesselanlage NDKl -f- HDK und einer Hochdruckturbine HDT mit zugehöriger Dynamo DZ und Kondensator C2. Die Hochdruckdampfkesselanlage setzt sich aus einem Hochdruckkessel HDK und einem diesem vorgeschalteten, als Speicher für den überschüssigen Hochdruckdampf ausgebildeten Großwasserraum-NiederdruckkesselNDK1 zusammen, deren Druckausgleich durch ein Uberströmventil oder einen Dampfumformer ii erfolgt, während eine Pumpe Plz die Speisung des Hochdruckkessels HDK, der einen Druck von 50 at haben kann, besorgt.
  • Zweckmäßig ist die Dynamo Dl so groß wie D2, z. B. 25 ooo kW. Beide bilden dann untereinander eine Reserve, wenn ihre Einzelbelastung für Kraft- und Lichtabgabe für fremde Zwecke kleiner als 25 ooo kW ist. Die Niederdruckturbine NDT ist eine gewöhnliche Turbine z. B. für 13 at Eintrittsdruck und die Hochdruckturbine HDT eine solche z. B. für 50 at Eintrittsdruck. Der Einfachheit des Betriebes wegen sind außer den Eintrittsdrucken und den ersten Turbinenstufen alle Teile der Doppelanlage gleich bis auf die Kessel. Nur bei den Hochdruckkesseln sind die Hochdruckstufen von 13 bis 5o at als zusätzliche Elemente zu betrachten. Es können also die entsprechenden Teile gegenseitig Reserven bilden, was durch entsprechende Umleitungen und Verbindungsleitungen mit entsprechenden Ventilen oder Schaltern möglich ist. Es kann also der Kondensator C2 sein Kondensat durch Leitung K nach dem Niederdruckkessel NDK und umgekehrt der Kondensator G1 sein Kondensat über K nach NDKl schaffen. Ebenso kann vom Hochdruckkessel HDK Dampf nach dem Kessel NDK oder es kann Speisewasser von NDK durch U nach NDKi und umgekehrt geleitet werden. Alles dies geschieht zum Zweck des inneren Ausgleichs.
  • Das Fernheiznetz für Niederdruck (in diesem Beispiel für 13 at) ist an einen Wärmesammler S angeschlossen, . auf welchen sowohl von der Hochdruck- als auch von der Niederdruckanlage gearbeitet werden kann. Im ersteren Falle kann dem Wärmesammler S der Auspuffdampf der Hochdruckturbine HDT durch die Leitung Ai, A und im letzteren Falle der Kesseldampf der Niederdruckanlage NDK durch die Leitung A2, A zugeführt werden. Ferner kann von der Hochdruckkesselanlage A7DKl -f- HDK durch die Leitung AS reduzierter Hochdruckdampf zugeführt .werden. Der Wärmesammler S speist durch die Fernleitung L1 das eigentliche Netz L2, das über elektrische Wärmetransformatoren Wi, W2 und Speicher SP1, Spe auf die Abgabeleitungen arbeitet. Das Kondensat aus den Abgaberückleitungen fließt durch die gestrichelten Leitungen entweder zu den Speichern Sp1, SP2, wo es wieder aufgewärmt wird, oder ohne diese durch Rückspeiseleitungen R1 zurück, um in SammIern Sy oder Syl gesammelt und mittels Pumpen zu den Dampfkesseln zurückgeführt zu werden, wo es wieder auf Druck und Temperatur gebracht wird und einen neuen Kreislauf beginnen kann.
  • Beim Betrieb der Hochdruckturbine HDT wird der 5o at Eintrittsdampf durch die ganze Turbine geleitet, falls er zum Kondensator C2 gelangen soll. Soll jedoch der Dampf nicht in den Kondensator C2 gehen, sondern mit 13 at austreten, um in der Niederdruckturbine NDT oder im Fernheiznetz Verwendung zu finden, so strömt der Dampf nur durch einen kürzeren Teil der Turbine. Zu diesem Zweck besteht diese aus drei Stufen, von denen die beiden ersten durch Umleitungen derart verbunden sind, daß der Dampf in die erste oder in die zweite tritt. Soll der Dampf mit 13 at austreten, so wird er in die zweite Stufe geleitet. Soll nicht der ganze Auspuffdampf mit 13 at dem Sammler S oder der Niederdruckkesselanlage oder Turbine zugeführt werden, so kann er ganz oder teilweise dadurch dem Kondensator C2 zugeführt werden, daß er vorher in dem Sammler Syl seine Wärme an das den Kesseln zuzuführende, aus den Abgabeleitungen stammende Kondensat abgibt. Auf diese Weise ist es möglich, mit derselben Turbine den verschiedensten Regelungszwecken zu dienen.
  • Der Zweck der beschriebenen Einrichtung ist der, das Fernheizsystem derart zu regeln, daß z. B. in der Kältezeit, also in der Heizperiode und bei der größten Erzeugung von Elektrizität wegen der Dunkelstunden, das Hochdruckkessel- und Turbinensystem in Betrieb genommen wird, während zu Zeiten des geringsten Wärmeverbrauches lediglich das Niederdrucksystem arbeitet und aus seinem Kessel Frischdampf in das Heiznetz gibt. Auf diese Weise steigt der Bedarf an Elektrizität, weil im Sommer der Bedarf, der im Winter der Wärme wegen aus dem Wärmenetz gedeckt wird (z. B. Dampfmotoren), aus dem Elektronetz (Elektromotoren) entnommen wird, und belastet die Dynamo Dl zu Zeiten des geringsten Wärmebedarfes höher. Bei einem außerordentlichen Wärme- und Elektrobedarf (z. B. für Licht- und Kraftzwecke) können beide Systeme auch parallel arbeiten.
  • Es sind dann folgende Betriebsmöglichkeiten vorhanden: z. Es wird der Dampf der Hochdruckkesselanlage NDK, + HDK unmittelbar entnommen und über den Dampfumformer ü und die Leitung A3 über S in das Wärmenetz geschickt.
  • z. Die Hochdruckanlage NDK, + HDK liefert die Wärme für das Wärmenetz über die Hochdruckturbine HDT und die Dynamo D2.
  • 3. Die Hochdruckanlage liefert die Wärme für das Wärmenetz gemeinsam mit der Niederdruckanlage. q.. Die Niederdruckanlage liefert die Wärme allein.
  • 5. Der Dampf der Hochdruckkesselanlage kann zur Speisung der NiederdruckturbineNDT und Dynamo Dl über A3, S, A, A2 herangezogen werden.
  • 6. Dieser Dampf kann vorher durch die Hochdruckturbine HDT gehen.
  • Auf diese Weise ist es möglich, den Ausgleich von Schwankungen sowohl des Heiz- als auch des Elektrobetriebes (Elektrolicht und Kraft und Heizung der Wärmetransformatoren) in größtem Umfange zu bewirken.
  • Die Niederdruckdampfanlage NDK mit der Niederdruckkraftanlage NDT kann wahlweise mit dem Dampf der Niederdruckdampfanlage NDK, der Hochdruckdampfaniage NDK, durch den Dampfumformer ü und die Leitung R oder mit dem Dampf der Hochdruckturbine HDT durch Leitung Al, A2 gespeist werden. In ähnlicher Weise kann auch der Niederdruckkessel NDK zur Speisung der Hochdruckkesselanlage NDK, mittels Umlaufpumpe und Rohrleitung U benutzt werden. Auf solche Weise kann dann die gegenseitige Unterstützung zwecks wechselnder Wärme und Licht- + Kraftabgabe noch weitergetrieben werden.
  • Eineweitere gegenseitige Unterstützung zwecks Wärmeausgleichs und zwecks Reservebildung kann dadurch erzielt werden, daß die beiden Kondensatleitungen der beiden Anlagen für Krafterzeugung und Wärmeabgabe durch eine Leitung K vereinigt werden. Es kann also das Kondensat der einen Anlage zur Kesselspeisung in der anderen verwendet werden.
  • Die elektrobeheizten Speicher Spl, Spe sind so eingerichtet, daß sie immer nur das zur Überdeckung des Einlaßrohres erforderliche Wasser erhalten, während die überschüssige Wassermenge durch einen in den Kesseln angebrachten Grundablaufsyphon, dessen Öffnung z. B. durch einen von den Kesseln oder den Speichern Spl, Spe aus steuerbaren Wasserstandsschwimmer geregelt wird, wieder zurück nach den Kesseln usw. zu ablaufen kann, wo sie aufs neue auf den erforderlichen Druck und die erforderliche Temperatur gebracht wird. Dieser Wasserstandsregjer ist in bekannter Weise so eingerichtet, daß er bei Unterschreiten eines gewissen Niedrigstwasserstandes den Stromkreis unterbricht.
  • Sind diese Speicher Spl, SP2 und Sammler Sr hintereinandergeschaltet, so kann man entsprechend dem Absenken des Wasserspiegels in Sr z. B. den Rücklauf von Spl nach Sr und von Spe nach Sp1 regeln und evtl. gleichzeitig hierdurch den Strom der die entsprechenden Sammler beheizenden Wärmetransformatoren W1, W2 an Ort und Stelle unterbrechen oder von den Sammlern oder den Kesselanlagen aus ab- oder zuschalten lassen. Die Wärmetransformatoren W1, WZ sind so ausgebildet, daß die Sekundärwicklung aus Rohrleitungen für den Wärmeträger besteht, so daß der Wärmeträger entweder durch den Wärmetransformator in den Speicher oder unter Umgehung des Wärmetransformators unmittelbar in den Speicher geführt wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfkraftanlage mit Fernheizbetrieb, bei der in einer parallel geschalteten Hoch-und Niederdruckanlage Wärme und Elektrizität erzeugt und je nach Bedarf aus Hochdruck- und Niederdruckteil oder beiden nach außen abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß Hochdruck- und Niederdruckkraftanlage einzeln oder beide parallel oder hintereinandergeschaltet arbeiten, daß als Wärmeträger in das Fernheiznetz Abdampf der Hochdruckmaschine, Niederdruckfrischdampf oder gedrosselter Hochdruckfrischdampf geschickt wird und daß in der Verbraucherleitung Dampfspeicher (SP) vorgesehen sind, deren Ladewärme oder Wasserinhalt durch elektrischen Strom in Wärmetransformatoren (W) auf den jeweils erforderlichen Druck oder Temperatur gehalten wird.
  2. 2. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiger Dampf des Hochdruckkessels (HDK) im Niederdruckkessel (NDK) gespeichert wird.
  3. 3. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Abschalten der Wärmetransformatoren (W) von den Speichern oder den Kesseln geregelt wird. q.. Dampfkraftanlage nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf des Kondensats oder des Wärmeträgers aus dem Heiznetz derart gesteuert wird, daß es entweder in die Speicher (SP) oder die Zentrale zurückfließt.
DET32821D 1926-12-28 1926-12-28 Dampfkraftanlage mit Fernheizbetrieb Expired DE565046C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1006864B (de) * 1952-08-30 1957-04-25 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades von Waermekraftanlagen
DE1016274B (de) * 1952-05-27 1957-09-26 Erich Strempel Verfahren und Anlagen zum Betrieb von Kraft-Heizwerken mit nachgeschalteten Warmwasser-Heiznetzen

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DE1016274B (de) * 1952-05-27 1957-09-26 Erich Strempel Verfahren und Anlagen zum Betrieb von Kraft-Heizwerken mit nachgeschalteten Warmwasser-Heiznetzen
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