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Verfahren zur Sättigung des Dampfes in Heißwasser-, insbesondere Speisewasserspeicheranlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Heißwasserspeicher und hat die gleichzeitige Benutzung
des Speichers als Dampfsättiger- zum Gegen-, stand. Insbesondere kommt dies dann
in Frage, wenn der Speicher an Niederdrucknetze angeschlossen ist, von denen aus
Heizdampfverbraucher versorgt werden, deren Betrieb mit gesättigtem Dampf vorteilhafter
ist als mit überhitztem Dampf. Es kann nun sowohl aus den Anzapfstellen von Kraftmaschinen
als auch durch den Dampfdruck drosselnde Dampfzusatzventile der zu den Heizleitungen
gelangende Dampf nicht in gesättigtem, sondern in mehr oder weniger überhitztem
Zustande austreten, wobei der Überhitzungsgrad unerwünscht hoch sein kann. Es ist
ferner eine bekannte Erscheinung, daß überhitzter Dampf, wenn er Dampfspeicher durchströmt,
sich an der im Speicher vorhandenen Wassermenge sättigt, und es sind Einrichtungen
bekannt, die diese Tatsache zur Regelung der Überhitzungstemperatur verwenden. Bei
Heißwasserspeichern mit schwankendem Inhalt, z. B. Speisewasserspeichern, war es
jedoch bisher üblich, lediglich die zur Erwärmung des Wassers dienende Dampfmenge
dem Speicher zuzuführen, so daß der sonst in der Anlage benötigte Dampf, wenn es
sich um überhitzten Dampf handelt, seine Überhitzung unverändert beibehält.
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Gemäß vorliegender Erfindung soll die Sättigung des Dampfes auf den
gewünschten Sättigungs- bzw. geringeren Überhitzungsgrad unter Zuhilfenahme einer
Speisewasserspeicheranlage dadurch erfolgen, daß unabhängig vom Gleichgewicht zwischen
Dampfanfall und Dampfabgabe der Gesamtanlage der zur Speisung der Verbraucher bestimmte
Dampf, soweit er in überhitztem Zustande anfällt, zwecks Erreichung des von den
Verbrauchern benötigten gleichbleibenden Überhitzungs- bzw. Sättigungsgrades des
Dampfes durch in den Speicher gelangendes Speisewasser gesättigt wird. Die dem Dampf
entzogene Überhitzungswärme wird hierbei dem Speisewasser im Speicher zugeführt,
von dem aus sie mit dem Speisewasser wieder in den Kessel gelangt und so nutzbare
Verwendung findet.
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Bei inhaltsschwankenden Speichern ist auch im Zustande der Speicherentladung
dafür Sorge zu tragen, daß der Speicher noch als Dampfsättiger wirken kann. Dies
soll erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß die zu sättigende Dampfmenge dem Speicher
in dauerndem Strom unterhalb eines Niedrigstwasserspiegels zuströmt, der durch selbsttätige
Regelung unabhängig bzw. im Gegensatz zu den Anforderungen des Belastungsausgleiches
nicht unterschreitbar ist. Um nun hierbei nicht je nach dem Speicherinhalt wechselnden
Widerstand durch Überwindung der Wassersäule zu erhalten, kann die Anordnung auch
so getroffen sein, daß die Mündung der Dampfleitung im Wasserraum des Speichers
mittels einer Schwimmervorrichtung o. dgl. in bestimmtem Abstand vom
schwankenden
Wasserspiegel gehalten wird. Ein Druckabfall durch die vom Dampf zu überwindende
Wassersäule im Speicher wird ganz vermieden und eine Feinregelung des Sättigungs-
bzw. Überhitzungsgrades ermöglicht, wenn der zu sättigende Dampf durch den Niederschlagsraum
des Speichers geführt wird, dem Wasser außer durch ein vom Dampfdruck geregeltes
Glied auch in Abhängigkeit von der Überhitzungstemperatur hinter dem Speicher zugeführt
wird. Wegen der Verschiedenheit der Wasserzufuhr, einmal zwecks Niederschlagens
des Überschußdampfes zum Lastschwankungsausgleich, zum anderen zwecks Herabsetzung
der Überhitzungstemperatur, kann es vorteilhaft sein, V'iederschlagsraum und Sättigungsraum
getrennt voneinander anzuordnen und die Wasserzufuhr zu ihnen durch getrennte Regler
überwachen zu lassen. Das anfallende Wasser wird aus beiden Räumen in den Speicher
geleitet.
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Die Zeichnung, zeigt verschiedene Anlagen gemäß der Erfindung, und
zwar zeigen Abb. i bis 3 Anlagen, bei denen gedrosselter Frischdampf als Zusatzdampf
in die Heizleitung strömt und zu sättigen ist, wobei im einzelnen zeigen: Abb. i
eine Anlage mit Hindurchführung des Dampfes durch den Wasserraum, Abb. 2 eine Anlage
mit gemeinsamem Niederschlags- und Sättigungsraum, Abb. 3 eine Anlage mit getrenntem
Niederschlags- und Sättigungsraum.
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Abb. 4 zeigt eine Anlage, bei der der aus der Kraftmaschine entnommene
Abdampf zu sättigen ist, mit gemeinsamem Niederschlags-und Sättigungsraum, wie in
Abb. 2 gezeigt.
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Gemäß Abb. i strömt der in der Kesselanlage i erzeugte Dampf durch
die Frischdampfleitung 2 zur Kraftmaschine 3 und sonstigen Verbrauchern 4. Der Ab-
oder Anzapfdampf, der mit dem bei den Heizdampfverbrauchern gewünschten Überhitzungsgrad
anfällt, wird durch Leitung 5 unmittelbar zu den Heizdampfverbrauchern 6 geführt.
An die Leitung 5 ist der Speicher 7 angeschlossen, der auch Dampf durch die die
Kraftmaschine umgehende Leitung 8 mit dem Dampfzusatzventil 9 erhält. Der Speicher
wird über Speiseleitung io und Regelventil i i mit Wasser aus der Pumpe 12 versorgt.
Die Heißwasserentnahme erfolgt durch Leitung 13 und über die Speisepumpe 14 zu den
Kesseln i oder zu den Verbrauchern 15, und das Niederschlagen des im Überschuß in
der Leitung 5 anfallenden Dampfes erfolgt in dem mit Berieselungseinbauten versehenen
Niederschlagsraum 16. Der durch Leitung 8 und Zusatzventil g bei Dampfmangel zuzusetzende
überhitzte Dampf muß durch den Wasserraum des Speichers 7 hindurchtreten, indem
er durch die im Wasserraum mündende Leitung 17 zugeführt wird. Die Leitung kann
mit den bei Dampfspeichern üblichen Verteilungseinrichtungen versehen sein, doch
ist dies nicht Erfordernis. Sie mündet möglichst nahe dem Boden des Speichers, damit
auch bei entladenem Zustand der Dämpf durch Wasser hindurchgelangen und sich hierbei
sättigen muß. Der hierdurch entstehende Druckabfall ist unschädlich, da ja genügend
Druckgefälle zur Verfügung steht, das sonst im Drosselventil 9 nutzlos vernichtet
würde. Vorteilhaft ist es, das Ventil 9 nicht als einfaches vom Druck hinter dem
Ventil gesteuertes Drosselventil auszuführen, sondern in Abhängigkeit vom Dampfdruck
im Speicher oder in der Leitung 5 steuern zu lassen. In Anlagen, bei denen Gegendruckdampf
gesättigt werden soll oder sonst Wert auf geringen Druckabfall im Speicher gelegt
werden muß, kann die Mündung der Dampfleitung 17 auch beweglich angeordnet sein
und mittels einer Schwimmervorrichtung stets in gewissem Abstand vom schwankenden
Wasserspiegel gehalten werden. Bei Verdrängungsspeichern mit gleichbleibendem Wasserstand
kann die Mündung im oberen heißen Teil sich befinden.' Gemäß Abb. 2 wird der Zusatzdampf
durch die Leitung 18 in den Niederschlagsraum 16 eingeführt. Das die Wasserzuführung
zum Speicher 7 regelnde Ventil i i wird außer vom Dampfdruck in der Leitung 2 noch
mittels eines Thermostaten ig von der Temperatur des aus dem Speicher austretenden
Dampfes gesteuert in dem Sinne, daß unabhängig vom jeweiligen Druckzustand in der
Dampfleitung stets so viel Wasser dem Niederschlagsraum 16 zugeführt wird, als zur
Sättigung 'des überhitzten Zusatzdampfes erforderlich ist, d. h. daß Öffnungsanregungen
des Thermostaten 1g den Schließanregungen des Dampfdruckes-vorangehen. Soweit ferner
eine vom Wasserstand des Speichers 7 beeinflußte Regelung 2o vorgesehen ist, sollen
die Öffnungsanregungen des niedrigsten Wasserstandes gleichfalls den Schließanregungen
des Druckes und des Thermostaten 1g vorangehen, während Schließanregungen des oberen
Wasserstandes allen anderen- Anregungen vorangehen, um das Überspeisen des Speichers
mit Sicherheit zu verhindern.
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Gemäß Abb.3 ist der Niederschlagsraum 21, der durch das Ventil i i
in Abhängigkeit vom Dampfdruck in der Leitung 2 versorgt wird und den durch Leitung
22 hinzutretenden Dampf nach Maßgabe seines Überschusses niederschlägt und als Heißwasser
durch Leitung 23 zum Speicher 7 führt; getrennt angeordnet von dem Sättigungsteil
24, der
Wasser durch Leitung 25 und Regelventil 26 in Abhängigkeit
vom Thermostaten ig erhält. Das Ventil 26 kann auch hier unter dem Einfluß des höchsten
Wasserstandes stehen, doch wird dies praktisch bei den geringen durch dieses Ventil
zugeführten Wassermengen unnötig sein, um so mehr, als diese möglichst vollständig
zur Sättigung des überhitzten Dampfes verbraucht werden sollen. Demgemäß wird man
auch die Sättigungseinbauten 24. so ausbilden, daß das Wasser gleich bei seinemEintritt
möglichst fein versprüht wird, damit es vom Dampf rasch aufgenommen wird.
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Wenn aus der Kraftmaschine 3 stark überhitzter Dampf anfällt, der
gleichfalls gesättigt werden soll, so ist die Anordnung so zu treffen, daß auch
der aus der Maschine anfallende Abdampf zunächst durch den Speicher in der gleichen
Weise zu gehen hat wie der durch Leitungen 8 oder 18 strömende Zusatzdampf, bevor
er zu den Heizdampfverbrauchern 6 gelangt, soweit diese gekühlten Dampf erfordern.
Im übrigen kann man durch Einstellen des Thermostaten ig jeden gewünschten Überhitzungsgrad
zwischen der Überhitzung des anfallenden Dampfes und Sattdampf einstellen. Die Abb.
¢ zeigt ein derartiges Schema. Der von der Kraftmaschine 3 abgegebene Heizdampf
gelangt in seiner gesamten Menge über Leitung 27 zur Leitung 18, durch den Sättigungsbehälter
16 hindurch und über den Thermostaten 1g zur Leitung 28, an die die Heizdampfverbraucher
angeschlossen sind, deren Bedarf entsprechend dem aus der Turbine austretenden überhitzten
Dampf gesättigt werden soll. Im übrigen ist die Anordnung und Regelung die gleiche
wie bei den vorher behandelten Ausführungsformen.