DE692957C

DE692957C - High pressure storage system

Info

Publication number: DE692957C
Application number: DE1936R0095608
Authority: DE
Original assignee: Ruthsaccumulator & Ava Ventil
Current assignee: Ruthsaccumulator & Ava Ventil
Priority date: 1936-02-20
Filing date: 1936-02-20
Publication date: 1940-06-29

Description

Höchdruckspeicheranlage Die Erfindung bezieht -sich auf eine Hochdruckspeicheranlage reit Wasserfüllung und mit höherem als Kesseldruck, die durch überhitzten, nicht kondensierenden Dampf geladen und durch Dampfentnahme unter Druckabfall entladen wird.High pressure storage system The invention relates to a high pressure storage system does not ride water filling and with higher than boiler pressure caused by overheating condensing steam is charged and discharged by withdrawing steam under pressure drop will.

Bei den bekannten Speicheranlagen dieser Art wurde der überhitzte Dampf durch eine in dem Speicherbehälter angeordnete Rohrschlange .geleitet. Damit sind folgende Nachteile verbunden: Da der Druck iin Speicherbehälter höher als in der Hauptdampfleitung 'ist, so kann bei einer Undichtigkeit der Ladeheizfläche Wasser in die Hauptdampfleitung und auf diese Weise zu den Verbrauchern gelangen, was besonders für angeschlossene Dampfturbinen sehr gefährlich ist. Die Anordnung der Ladeheizfläche innerhalb des Hochdruckspeichers 'hat ferner eine verwickelte Leitungsführung und erhöhte Rohrleitungskosten zur Folge. Die Hauptdampfleitung, . durch die der überhitzte Dampf strömt, hat einen verhältnismäßig großen Durchmesser. Es ist daher nicht einfach, diese Hauptdampfleitung an den Speicher heran- und durch den Speicher hindurchzuführen. Die durch den Speicher hindurchgeführte Hauptdampfleitung nimmt aucheinen verhältnismäßig ,großen Teil für die Aufspeicherung des Hochdruckwassers biestimmten Raumes weg, so daß ein erheblicher Verlust an Fassungsvermögen der Speicheranlage eintritt.In the known storage systems of this type, the overheated one Steam. Passed through a coil arranged in the storage container. In order to are associated with the following disadvantages: Since the pressure in storage tanks is higher than in the main steam line ', then in the event of a leak in the loading heating surface water get into the main steam line and in this way to the consumers, which is special is very dangerous for connected steam turbines. The arrangement of the charging heating surface inside the high-pressure accumulator also has a tangled line routing and result in increased pipeline costs. The main steam line,. through which the overheated Steam flows has a relatively large diameter. It is therefore not easy this main steam line to the memory and to pass through the memory. The main steam line passing through the accumulator also takes a relatively large amount , large part for the storage of the high pressure water in a certain space away, so that a considerable loss of capacity of the storage system occurs.

Diese -Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Speicherflüssigkeit während der Ladung einer außerhalb. des Speicherbehälters in der Hauptdampfleitung angeordneten Ladeheizfläche zugeführt wird, an deren einer Seite überhitzter Dampf, ohne die Menge des vom Kessel zu den Verbrauchern strömenden Dampfes zu beeinflussen und unabhängig von der Ladung oder Entladung der Speicheranlage, zu den Verbrauchern strömt, und auf deren anderer Seite die Speicherflüssigkeit durch die überhitzungsii,ärme des Dampfes erhitzt oder verdampft wird. Das erhitzte Wasser oder der gebildete - Dampf wird in den Speicherbehälter geleitet.These disadvantages are avoided according to the invention in that the Storage fluid while charging an outside. of the storage container in the main steam line arranged charging heating surface is supplied, at one of which Side superheated steam without the amount of that flowing from the boiler to the consumers To influence the steam and regardless of the charging or discharging of the storage system, flows to the consumers, and on their other side the storage liquid is heated or evaporated by the superheating, arms of the steam. That heated Water or the steam formed is fed into the storage tank.

Es ist nun ein leichtes, bei auftretenden Undichtigkeiten die Verbindungsleitungen nirischen der Ladeheizfläche und dem Speicherbebälter abzusperren und dadurch ein Eindringen von Speicherwasser in die .Hauptdampfleitung unmöglich zu machen. Die bei den bekannten Anlagen bestehenden und obenerwähnten Schwierigkeiten in der Leitungsführung bestehen nicht, da die Verbindungsleitungen zwischen dem Speicher und der in die Hauptdainpfleitung eingeschalteten Ladeheizfläche verhältnismäßig geringen Querschnitt besitzen und daher leicht verlegt werden können. Auch sind die Anschaffungskosten geringer.It is now easy to open the connection lines in the event of leaks to shut off the loading heating surface and the storage container and thereby a To make penetration of storage water into the .Main steam line impossible. the in the known systems existing and above-mentioned difficulties in routing do not exist because the connecting lines between the memory and the into the Hauptdainpfleitung switched on charging heating surface relatively have a small cross-section and can therefore be easily laid. Also are the acquisition costs are lower.

Die Erfindung gibt auch die Möglichkeit zu einer sehr zweckmäßigen Regelung des Ladevorgangs, der darin besteht, daß der Was serzufluß zur der Ladeheizfläche verstärkt oder vermindert wird, j.e nachdem der Speicher mehr oder weniger geladen werden soll. Diese Regelung hat den Vorteil, daß die Menge des vom Kessel durch die Hauptdampfleitung zu den Verbrauchern strömenden Dampfes nicht beeinflußt wird. Die Dampfzufuhr zu den . Verbrauchern ist daher unabhängig von der Ladung oder Entladung der Speicheranlage.The invention also gives the possibility of a very useful one Regulation of the charging process, which consists in the fact that the water flow to the charging heating surface is increased or decreased, j.e after the memory is loaded more or less shall be. This scheme has the advantage that the amount of water from the boiler through the main steam line to the consumers of flowing steam is not affected. The steam supply to the. Consumers is therefore independent of the charge or discharge the storage facility.

Die Ladeheizfläche wird zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß ein Teil der Hauptdampfleitung von einem gegen Wärmeverluste geschützten Mantelrohr umgeben ist, in dem das Speicherwasser erhitzt oder verdampft wird. Die Ladeheizfläche kann auch in mehrere parallele Stränge unterteilt sein, um eine größere Heizfläche zu schaffen. Das die Ladeheizfläche bildende' Dampfrohr und das dieses Rohr umgebende Mantelrohr können nach Art eines Krümmers gebogen sein. Bei dieser Ausführung kann sich das Dampfrohr relativ zum Mantelrohr bewegen, so daß bei Formänderungen infolge verschieden hoher Temperaturen der beiden Rohre schädliche Wirkungen vermieden werden.The charging heating surface is expediently designed such that part of the main steam line from a jacket pipe protected against heat loss is surrounded, in which the storage water is heated or evaporated. The charging heating surface can also be divided into several parallel strands to provide a larger heating surface to accomplish. The steam pipe forming the charging heating surface and the one surrounding this pipe Casing pipe can be bent in the manner of a bend. In this version move the steam pipe relative to the jacket pipe, so that when changes in shape as a result different high temperatures of the two pipes harmful effects are avoided.

Die Anordnung einer Umlaufpumpe zwischen der Speicheranlage und der Ladeheizfläche erübrigt sich, wenn der Speicherbehälter über der Ladeheizfläche angeordnet und mit dieser durch je eine Fall- und Steigeleitung verbunden ist. Es stellt sich dann ein natürlicher Wasserumlauf zwischen dem Speicherbehälter und der Ladeheizfläche .ein.The arrangement of a circulation pump between the storage system and the Charging heating surface is unnecessary if the storage container is above the charging heating surface arranged and connected to this by a downpipe and a riser pipe. It Then there is a natural water circulation between the storage tank and of the charging heating surface.

Das als Ersatz für die der Speicheranlage entnommene Dampfmenge bestimmte Zusatzwasser wird zweckmäßigerweise in die vom Speicherbehälter zur Ladeheizfläche führende Leitung gepumpt, wobei die das Zusatzwasser fördernde Pumpe in Abhängigkeit vom Ladezustand des Speichers an- oder abgestellt werden kann.The amount determined to replace the amount of steam withdrawn from the storage system Make-up water is expediently in the from the storage tank to the charging heating surface leading line is pumped, the pump conveying the additional water as a function can be switched on or off depending on the charge status of the storage tank.

Der Zufluß des Speicherwassers zu der Ladeheizfläche kann in Abhängigkeit vom Dampfdruck in der Hauptdampfleitung derart gesteuert werden; daß der Zufluß bei zu hohem Dampfdruck vermehrt und bei zu niedrigem Dampfdruck vermindert wird. Um zu verhindern, daß die Temperatur des überhitzte. Dampfes infolge des Wärmeentzuges in der Ladeheizfläche zu tief sinkt, ist es zweckmäßig, eine Grenzregelung für den Zufluß des Speisewassers zur Ladeheizfläche in Abhängigkeit von der überhitzungstemp:eratur des Heizdampfes hinter der Ladeheizfläche vorzusehen.The inflow of the storage water to the charging heating surface can be dependent on so controlled by the steam pressure in the main steam line; that the tributary if the vapor pressure is too high, it is increased and if the vapor pressure is too low it is reduced. To prevent the temperature of the from overheating. Steam as a result of the heat extraction in the charging heating surface sinks too low, it is advisable to use a limit control for the Inflow of the feed water to the loading heating surface depending on the overheating temperature of the heating steam behind the charging heating surface.

Die Abb. i bis 3 enthalten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Abb. i stellt schaltbildlich eine Dampfanlage mit Hochdruckspeicher dar. In Abb. a und 3 sind Konstruktionsbeispiele für die Ladeheizfläche wiedergegeben.FIGS. I to 3 contain exemplary embodiments of the invention. Fig. i shows a circuit diagram of a steam system with a high-pressure accumulator. In Fig. a and 3 shows construction examples for the charging heating surface.

In dem Schaltbild nach Abb. i gibt der Dampfkessel i mit Überhitzer z Dampf an die Hauptdampfleitung 3 ab, an die eine Dampfturbine q. angeschlossen ist. Der Hochdruckspeicher ist mit 5 bezeichnet. Von ihm aus führt eine Leitung 6 mit Umlaufpumpe 7 zu einem Verdampfer 8, der in Form eines geschlossenen Mantels einen Teil der Dampfleitung 3 umgibt. Der in dem Verdampfer 8 gebildete Dampf strömt über Leitung 9 in den Speicher. Aus dem Speicher wird Dampf durch die Leitung io -entnommen. Innerhalb des Speichers, und zwar in dessen Dampfraum, ist ein Überhitzer i i eingebaut. Das durch die Dampfentnahme erforderliche Zusatzwasser wird der Speicheranlage durch die Leitung i z mittels der Pumpe 13, die eine Kolbenpumpe sein kann, zugeführt. Es kann zweckmäßig sein, nach beendigter Entladung das Zusatzwasser durch die Pumpe 13 auf, einmal in den Speicher einzupumpen und dadurch den Wasserspiegel in dem Speicher auf die gewünschte obere Höhe zu bringen.In the circuit diagram according to Fig. I, the steam boiler i with superheater z delivers steam to the main steam line 3, to which a steam turbine q. connected. The high-pressure accumulator is denoted by 5. From there, a line 6 with a circulation pump 7 leads to an evaporator 8, which surrounds part of the steam line 3 in the form of a closed jacket. The steam formed in the evaporator 8 flows via line 9 into the memory. Steam is withdrawn from the reservoir through the line io. A superheater ii is installed inside the storage tank, specifically in its steam space. The additional water required by the steam extraction is fed to the storage system through the line iz by means of the pump 13, which can be a piston pump. It can be expedient to pump the additional water up once into the storage tank by the pump 13 after the discharge is complete and thereby bring the water level in the storage tank to the desired upper level.

Die Ausdampfung ist bei Hochdruckspeicheranlagen wesentlich größer als bei Niederdruckspeichern. Es sind daher verhältnismäßig große Wassermengen in den Speicher einzupumpen. Der Kraftbedarf für die Pumpenleistung ist am geringsten, wenn das Zusatzwasser gegen. Ende der Entladung eingespeist wird.The evaporation is much greater in high-pressure storage systems than with low-pressure accumulators. There are therefore relatively large amounts of water in to pump the storage tank. The power requirement for the pump output is lowest, if the make-up water against. At the end of the discharge.

Die Entladung wird durch Ventil 14, die Ladung durch Ventil 15 geregelt.The discharge is controlled by valve 14, the charge through the valve 1. 5

Parallel zu der Ladeheizfläche 8 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer 9 geschaltet. Es ist also möglich, die Speicheranlage auch mit elektrischem Strom, z. B. durch billigen Nachtstrom, aufzuladen.Parallel to the charging heating surface 8 is an electric water heater 9 switched. It is therefore possible to use the storage system with electricity, z. B. by cheap night power to charge.

Eine sehr .einfache Anlage ergibt sich, wenn man die Speicheranlage über die Ladeheizfläche anordnet, so daß zwischen dem Speicher und der Ladeheizfläche sich ein Kreislauf nach Art der Schwerkraftheizungen einstellt. Wird dann durch die Ladeheizfläche mehr Wärme an das Speicherwasser abgegeben, so erhöht sich der Wasserumlauf. Umgekehrt, b.ei "geringerer Wärmeabgabe verringert sich der Wasserumlauf und kommt schließlich zum Stillstand, wenn gar keine Wärme mehr zugeführt wird.A very simple system results from the storage system Arranged over the charging heating surface, so that between the memory and the charging heating surface a cycle like gravity heating is established. Will then go through the charging heating surface gives off more heat to the storage water, this increases Water circulation. Conversely, if there is less heat dissipation, the water circulation is reduced and finally comes to a standstill when no more heat is supplied.

Die Abb. a ist ein Schnitt durch die Ladeheizfläche. Die Hauptdampfleitung 103 ist von einem Mantel umgeben, dem durch die L:eitung 127 das zu verdampfende Speicherwasser zugeführt und aus dem -durch die Leitung 1a8 der Dampfentnommen wird. Um eine möglichst große Heizfläche zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, die Hauptdampfleitung in mehrere Zweige 1 03a, 1 03b, 103 aufzuteilen, wie dies in Abb.3 dargestellt ist. Dementsprechend ist die Zufuhrleitung 127 in drei Zweige unterteilt. Es ist aber auch möglich, die drei- Stränge 103a, 103v und 103 von einem gemeinsamen Mantel -zu umgeben.Fig. A is a section through the charging heating surface. The main steam line 103 is surrounded by a jacket to which the storage water to be evaporated is fed through the line 127 and from which the steam is withdrawn through the line 1a8. In order to obtain the largest possible heating surface, it can be useful to divide the main steam line into several branches 1 03a, 1 03b, 103, as shown in FIG. Accordingly, the supply line 127 is divided into three branches. But it is also possible to surround the three strands 103a, 103v and 103 by a common jacket.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. High pressure storage system with liquid filling and with a higher * than K ess, eldruck; those caused by overheated, non-condensing Steam is charged and discharged by withdrawing steam with a drop in pressure, characterized in that that the storage liquid during the charging of an outside: the storage container (5) is fed into the charging heating surface (8) arranged in the main steam line (3), on one side of which superheated steam, without the amount of the boiler (1) to the Consumers (¢) to influence flowing steam and regardless of the load or discharge of the storage system (5), flows to the consumers (q.), and on the other side of the storage liquid - due to the overheating of the steam heated or evaporated, and that the heated water or the steam formed is passed into the storage container (5). z. Storage system according to claim 1, characterized characterized in that part of the main steam line (3) as a charging heating surface for the Storage water is formed by this part of one against heat loss protected jacket pipe (8) in which the storage water is heated or evaporated, is surrounded (Fig. 1). 3. Storage system according to claim z, characterized in that that the charging heating surface of the storage system is divided into several parallel strings (103a, 103b, 103c) (Fig.3). 4 .. storage system according to claim @ 2, characterized in that that the steam pipe (1o3) forming the charging heating surface and the one surrounding this pipe Jacket pipe are bent in the manner of a bend (Fig. A). 5. Storage facility after Claim 1, characterized in that the storage container is above the charging heating surface arranged and connected to this by a downpipe and a riser pipe, so that there is a natural water circulation between the storage tank and the charging heating surface results. 6. Storage system according to claim 1, characterized in that the replacement for the amount of steam withdrawn from the storage system, add certain additional water to the Charge heating surface (8) leading line (6): is pumped. 7. Storage system according to claim 6, characterized in that the pump conveying the additional water is automatic is switched on or off depending on the charge status of the storage system. B. Storage system according to claim 1, characterized in that parallel to the steam-heated Charging heating surface (8) a heater (9) or evaporator heated by an electric current to the connecting lines (6 and 9) of the steam-heated charging heating surface (8) the storage tank (5) is connected. 9. Storage system according to claim 1, characterized in that the inflow of the storage water to the charging heating surface (8) controlled in this way as a function of the steam pressure in the main steam line (3) becomes that the inflow increases with too high steam pressure and with too low steam pressure is reduced and that a limit control depending on the overheating temperature of the heating steam is provided behind the charging heating surface (8) through which the inflow of the storage water is reduced or switched off if the overheating temperature has fallen to a certain minimum amount.