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Dampfanlage mit Dampfkessel und! Hochdruckspeicher, dessen Höchstdruck
über dem Druck des Dampfkessels liegt Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfanlage
mit Dampfkessel und Hochdruckspeicher, dessen Höchstdruck über demDruck des Dampfkessels
liegt und der Dampf unter Druckabfall an das Kesseldrucknetz oder an ein Mitteldrucknetz
abgibt. Der Hochdruckspeicher kann in verschiedener Weise, z. B. durch überhitzten,
nicht kondensierenden Dampf, durch eine elektrische Heizvorrichtung oder durch einen
Hilfskessel geladen werden.
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Die Speicheranlage kann so lange Dampf an das Hochdruck- oder Mitteldrucknetz
abgeben, bis der Speicherdruck ,annähernd auf den Druck des Entladenetzes gesunken
ist. In diesem Falle ist die Speicheranlage noch nicht vollständig entladen, sondern
sie ist noch zum Teil mit heißem Wasser gefüllt, und auch in den Eisenmassen des
bei Hochdruckspeichern verhältnismäßig starkwandigen Speichenbehälters sind noch
erhebliche Wärmemengen enthalten.
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Die Erfindung bezweckt, die .in der Speicheranlage aufgespeicherte
Energie noch weitergehend auszunutzen, indem der Speieher dadurch unter den Druck
des Kesseldruck- oder Mitteldrucknetzes entladen wird, daß das Speisewasser des.Dampflzessels,durch
Dampf aus dem Hochdruckspeicher vorgewärmt wird, wenn der Speicherdruck annähernd
bis auf den Druck dieses Netzes gesunken ist.
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Durch @di.ese Maßnahme wird nicht nur das Fassungsvermögen der Speicheranlage
besser ausgenutzt, sondern es wird auch der weitere Vorteil erreicht, daß die Wärmemengen,
die
sonst zur Speisewasservorwärmung benutzt werden, anderweitig
verwendet werden können. Schließlich ergibt sich noch der weitere. Vorteil, @daßdurch
die tiefe Entladung der Speicheranlage diese befähigt wird, bei der Ladung große
Wärmemengen sehr rasch aufzunehmen. Bekanntlich haben .die Hochdruckspeicheranlagen
den Nachteil, daß ihre Aufladung in dem hohen Temperaturgebiet verhältnismäßig viel
Zeit benötigt. Dieser Nachteil wird wenigstens zum großen Teil gemäß vorliegender
Erfindung dadurch ausgeglichen, daß in dem tieferen Temperaturbereich die Ladung
sehr rasch vor sich gehen kann.
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Die Vorwärmung von Kesselspeisewasser durch Dampf eines Niederdruckgefällespeichers
ist an sich bekannt. Bei der bekannten Anlage ist der Gefällespeicher in die Anzapfleitung
einer Kraftmaschine geschaltet und nimmt bei geringem Kraftbedarf Überschußdampf
auf. Bei großem Kraftbedarf gibt der Niederdruckspeicher Dampf zur Speisewasserv
orwärmung ab.
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Bei vorliegender Erfindung handelt es sich jedoch im Gegensatz zu
der bekannten Anlage um einen Dampfspeicher, dessen Höchstdruck über dem Druck des
Dampfkessels liegt. Der Erfindungsgedanke besteht darin, das Fassungsvermögen der
Speicheranlage bei gleichbleibendem Rauminhalt zu vermehren, indem die Entladung
weiter fortgesetzt wird, wenn der Speicherdruck bis auf den Kesseldruck gesunken
ist: In der Regel sind in derartigen Kraftanlagen Niederdruckverbraucher nicht vorhanden.
Der Erfinder hat aber erkannt, daß in der Anlage zur Vorwärmung des Speisewassers,
die wohl bei allen neueren Dampfkraftanlagen vorhanden ist, eine Möglichkeit zur
Entladung des Hochdruckspeichers unter den Kesseldruck gegeben ist. Die Anwendung
des an sich bekannten Gedankens, Speisewasser mit Speicherdampf zu erhitzet auf
Hochdruckspeicheranlagen, deren Höchstdruck über dem Dampfkesseldruck liegt, ergibt
somit den neuen wichtigen Erfolg, daß die Leistung der Speicheranlage erheblich
vergrößert werden kann.
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Da beider bekannten .Anlage der Speicher mit seiner Lade- und Entladeleitung
an die Entnahmeleitung der Maschine angeschlossen ist, so wirkt sich der schwankende
Speicherdruck, der ein Schwanken des Anzapfdruckes mit sich bringt, sehr ungünstig
auf den Betrieb der Kraftmaschine aus. Auch dieser Nachteil ist bei vorliegender
Erfindung vermieden.
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Tritt bei einer Dampfanlage mit einer Kraftmaschine, in der ein Speicher
mit höherem Höchstdruck als Kesseldruck vorgesehen ist, ein übernormaler Kraftbedarf
auf, so wird die zur Mehrleistung erforderliche Dampfmenge aus dem Hochdruckspeicher
entnommen und der Kraftmaschine zugeführt, solange der Speicherdruck höher als der
Eintrittsdruck der Turbine ist. Sinkt der Speicherdruck unter den Eintrittsdruck
der Turbine, so wird die Dampfentnahme zur Speisewasservorwärmung verringert oder
abgestellt und dafür das Speisewasser in an sich bekannter Weise mit Dampf aus dem
Hochdruckspeicher erhitzt.
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Es ist zweckmäßig, den Speicherdampf zur Vorwärmung des Speisewassers
in einer von dem Entladenetz des Speichers getrennten Leitung den Vorwärmern zuzuführen.
Dadurch wird erreicht, .daß das Absinken des Speicherdruckes unter den normalen
Betriebsdruck des Entladenetzes sich nicht auf dieses Netz auswirkt und daß daher
der Druck in diesem Netz unabhängig von dem sinkenden Speicherdruck bleiben kann.
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Je nach den Betriebsverhältnissen können zur Vorwärmung des Speisewassers
besondere Vorwärrner vorgesehen werden oder es kann die Vorwärmeeinrichtung, die
mit Maschinendampf betrieben wird, auch zur Erhitzung des Speisewassers durch Speicherdampf
verwendet werden.
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Zur Vereinfachung der Umschalt- bzw. Regeleinrichtung wird der Speicherdampf
zweckmäßig der untersten Vorwärmestufe zugeführt oder der besondere Vorwärmer der
untersten Stufe vorgeschaltet. Je nach dem Druck des Speicherdampfes wird dann das
Wasser erwärmt und nimmt in den wasserseitig nachgeschalteten höheren Stufen nur
noch so viel Dampf- auf, als zur Vorwärmung auf die gewünschte Endtemperatur erforderlich
ist.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Bei der in dieser Abbildung dargestellten Anlage gibt der Dampfkessel K überhitzten
Dampf an die Kesseldruckleitung L1 ab, die zu der Hochdruckturbine T1 führt. In
der Leitung L1 herrscht ein Betriebsdruck von 6o atü. Die Hochdruckturbine T, ist
als Gegendruckturbine ausgebildet, die ihren Dampf an die Leitung L2 abgibt. In
dieser Leitung herrscht ein Betriebsdruck von 3o atü. Aus der Leitung L2 wird die
Niederdruckturbine T2 gespeist. In der Dampfanlage ist ein Hochdruckspeicher S vorgesehen,
der dadurch geladen wird, daß das Speicherwasser in dem Vorwärmer H1 durch kondensierenden
Kesseldampf und in dem Vorwärmer H2 durch nicht kondensierenden überhitztenKesseldampf
aufgeladen wird. In dem Vorwärmer H2 wird nur Überhitzungswärme an das Speicherwasser
übertragen. Die Vorwärmer Hl und H2 werden durch die Pumpe P3 mit Wasser aus dem
Speicher S oder mit Frischwasser
aus der Leitung W2 oder aus beiden
Quellen gespeist. Der Höchstdruck des Speichers S ist 16o atü.
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Dem Hochdruckspeicher S wird Dampf über ein Reduzierventil D entnommen.
Der Speicherdampf strömt über Ventil Al in die Kesselidampfleitung L1 und weiter
zur Turbine T, Wenn der Speicherdruck etwa auf 6o atü gesunken ist und daher keinen
Dampf mehr an das Hochdrucknetz L1 abgeben kann, wird Ventil A1 geschlossen und
das Ventil A2 geöffnet. Es strömt dann Dampf aus dem Speicher S zu den Vorwärmern
1i und V., in denen das Speisewasser erhitzt wird. Das Speisewasser wird durch die
Pumpe P1 aus dem Kondensatbehälter entnommen und über die Leitungen W1 und W2, in
denen die @'orwärmer L'1 und b'2 eingeschaltet sind, über den Rauchgasvorwärmer
E in den Kessel K gefördert. An den Stellen F und G kann ein Verdrängungsspeicher
B angeschlossen werden. In diesem Falle ist noch eine weitere Pumpe P2 notwendig.
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Durch die oben beschriebene Abgabe von Speicherdampf an die Vorwärmer
hl und t'2 kann der Hochdruckspeicher S' unter den Druck des Hochdrucknetzes, d.
h. unter 6o atü, entladen werden. Der tiefste Druck der Speicherentladung kann daher
sehr weit, nämlich etwa bis auf den Anzapfdruck der Turbine T.,, gesenkt und dadurch
die im Hochdruckspeicher aufgespeicherte Wärme in weitgehendem Maße ausgenutzt werden.
Eine Entladung unter den Kesseldruck von 6o atü ist auch durch Öffnung des Ventils
A3 und unmittelbare Dampfabgabe an die Turbine T2 möglich.
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Die Vorwärmung des Speisewassers mit Speicherdampf hat auch den Vorteil,
daß in den Zeiten großen Kraftbedarfs kein hoch überhitzter Dampf zur Speisewasservorwärmung
verwendet werden braucht, so daß der hochwertige überhitzte Dampf ausschließlich
zum Betrieb der Kraftmaschinen zur Verfügung steht.