DE721254C - Mit elektrischem Strom aufgeladene Hochdruckspeicheranlage, der Dampf unter Druckabfall entnommen wird - Google Patents

Description

• Mit elektrischem Strom aufgeladene Hochdruckspeicheranlage, der Dampf unter Druckabfall _ entnommen wird Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruckspeicheranlage, die mit elektrischem Strom aufgeladen und welcher Dampf unter Druckabfall entnommen wird. Der Höchstdruck d er Speicheranlage liegt dabei wesentlich höher als der Druck der Dampfverbraucher. Durch die Erfindung soll der Betrieb der Speicheranlage mit sehr hohen Drücken ermöglicht werden. Bei dem bisher bekannten Anlagen. traten bei hohen Drücken an den Einführungsstellen .der elektrischen Leitungen in den Kessel Undichtigkeiten auf, so daß es aus diesem Grunde nicht möglich war, elektrisch geladene Speicherbehälter mit höheren Drücken als. etwa 2o atü zu bauen.
• Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil durch einen außerhalb des Speichers angeordneten Wärmeaustauscher, durch den das zu erhitzende Speicherwasser hindurchgeführt wird und durch dessen Heizfläche die mittels elektrischen Stromes erzeugte Wärme auf das Speicherwasser übertragen wird. Die Beheizung des außerhalb des Speicherbehälters liegenden Wärmeaustauschers bereitet keine Schwierigkeiten, auch wenn das Speicherwasser unter sehr hohem Druck steht.
• Zweckmäßigerweise wird dem elektrisch beheizten Wärmeaustauscher ein Vorwärmer vorgeschaltet, in dem das im Wärmeaustauscher zu erhitzende Wasser vorgewärmt wird, beispielsweise durch Dampf einer Kraftmaschine. Es ist an sich: bekannt, Kesselspeisewasser mehrfach und mit verschiedenen Mitteln, z. B. auch durch Abdampf einer Kraftmaschine, vorzuwärmen. Bei Anlagen nach vorliegender Erfindung wird jedoch durch die Vorwärmung .des Speicherwassers mittels Dampfes der besondere Vorteil erreicht, daß durch den elektrischen Strom nur die im höchsten Temperaturgebiet liegende Wärme zugeführt werden muß und der Wärmeaustauscher daher verhältnismäßig kleine Abmessungen erhält.
• Der Wärmeaustauscher kann in Weiterbildung der Erfindung beispielsweise derart ausgebildet sein, daB um die Rohrleitung, durch welche die Speicherflüssigkeit hindurchströmt, elektrische Widerstände gelegt sind. Es kann auch zwischen Wärmeaustauscher und dem Hochdruckspeicher ein Kreislauf eines schwer siedenden Mittels vorgesehen sein, das bei gleicher Temperatur einen niedrigeren Druck als Wasserdampf besitzt. Dies hat den Vorteil, daß ,der elektrisch beheizte Wärmeaustauscher unter geringeren Drücken steht als der Speicherbehälter. An sich ist die Verwendung eines schwer siedenden Mittels zur Wärmeübertragung bekannt. Im vorliegenden Fall ergibt sich jedoch der wesentliche Vorteil, daß im Sinne der Erfindungsaufgabe normale Niederdruckwärmeaustauscher verwendet werden können, bei denen für die Aufnahme der Wärme des elektrischen Stromes keine Schwierigkeiten bestehen.
• Der durch die Erfindung erzielte wirtschaftliche Vorteil ist in Abb. r erläutert. In diesem Diagramm sind in Abhängigkeit von den Höchstdrücken verschiedener Speicheranlagen die Kosten der betreffenden Speicheranlagen aufgetragen, und zwar stellen die Kurven K1;" Kso und K4o .die Preise der Anlagen bei einem tiefsten Entladedr.uck von 15, 3o bzw. 4o atii dar. Der Preis für den bekannten Niederdruckspeicher, der etwa zwischen 15 atü und 2 atü arbeitet, ist mit KN bezeichnet. Die Kurven zeigen, daß die Herstellungskosten für Hochdruckspeicher mit zunehmendem Höchstdruck sinken und teilweise niedriger sind als die der bekannten \Tiederdruckspeicher. Die gestrichelte Kurve Vso gibt das Volumen der Hochdruckspeicheranlage in Abhängigkeit von den Höchstdrücken an. Das Volumen einer bekannten Niederdruckspeicheranla.ge mit einem Gefälle von 15 auf 2 atii ist mit VN bezeichnet.
• In den Abb. 2 bis 4. sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• In Abb. a ist der Hochdruckspeicher mit 3 r, die Dampfturbine mit 32 bezeichnet. In dem Durchlauferhitzer 33 wird das Speicherwasser durch den elektrischen Strom erhitzt. In der Falleitung 34 und in der Steigleitung 35 stellt sich ein selbsttätiger Wasserumlauf ein. Durch die Pumpe 36 wird Wasser in den Speicherkreislauf gepumpt. Um Pumpenarbeit zu sparen, kann das Wasser nach Beendigung der Entladung auf einmal in den Speicher gepumpt werden. Es ist aber auch möglich, die Wasserzufuhr .durch das Ventil 37 während der Ladeperiode zu regeln. In diesem Falle wird zweckmäßiggerweise in der Leitung 34 ein Rückschlagventil vorgesehen.
• Abb. 3 stellt eine Anlage dar, bei der der Turbine Dampf zur Heißwassererzeugung entnommen wird. Es sind zwei Speicherbehälter 41, 42 vorhanden. Der Ladekreislauf der Speicheranlage führt über die Leitungen 43, 44, die Pumpe 45, das Regelventil 46, den Durchlauferhitzer 47 und die Leitung 48. Von dem Speicher 41 aus wird durch Dampfabgabe der Speicher 42 aufgeladen. Die Dampfentnahme findet über das Druckminderventil 49 und den Überhitzer 5o statt. Von hier aus strömt der Dampf in die Turbine 51. An die Turbine ist ein Oberflächenvorwärmer 52 und ein Mischvorwärmer 53 angeschlossen. Das warme Wasser wird durch die Pumpe 54 in die Vorlaufleitung 55 gedrückt. Die Rücklaufleitung ist mit 56 bezeichnet. Zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung ist ein Speicher 57 eingeschaltet. Das anzuwärmende Wasser wird durch die Pumpe 5£ entnommen, die zweckmäßigerweise von der Temperatur des erwärmten Wassers hinter dem Vorwärmer 53 geregelt wird. Von der Vorlaufleitung 55 führt eine Leitung 59 in den Speicherkreislauf. Durch diese Leitung wird das Wasser in das Speichersystem eingeführt. Die Absperrventile 6o und 61 sind dabei wechselweise geschlossen bzw. geöffnet.
• In Abb. 4 ist die Speicheranlage 74 72 in ähnlicher Weise ausgeführt wie in Abb. 3. Zur Aufladung der Speicheranlage wird eine Flüssigkeit von hohem Siedepunkt verwendet, die durch die Pumpe 73 im Kreislauf zwischen dem Erhitzer 74 und dem Speicher 71 geführt wird. In der Rücklaufleitung ist ein Ausgleichsbehälter 75 vorgesehen. Die Ladung kann durch Ventil 76 geregelt werden. Statt wie in Abb.4 dargestellt, die Heizfläche innerhalb des Speichers 71 unterzubringen, ist es auch möglich, das Wasser des Speichers 71 in einem Vorwärmer außerhalb des Speichers zu erhitzen, durch den einerseits das Speicherwasser und andererseits die schwer siedende Flüssigkeit strömt.
• Flüssigkeiten von hohem Siedepunkt können auch dazu verwendet werden, um den Speicherdampf zu überhitzen oder zusätzlich zu der in Abb. 4 innerhalb des Speichers 71 vorgesehenen Überhitzung auf noch. höhere Temperatur zu bringen. Zu diesem Zwecke kann in dem Beispiel nach Abb.4 eine Wärmeaustauschvorrichtung in der Leitung 77 vorgesehen werden. Es kann auch zweckmäßig sein, insbesondere wenn der Speicherdampf durch die Flüssigkeit erhitzt werden soll, diese schwer siedende Flüssigkeit in einem besonderen Behälter aufzuspeichern. Der Speicher kann an die Leitung 77 angeschlossen sein und gleichzeitig das Ausgleichgefäß 75 ersetzen.
• Schließlich ist eine weitere Vereinfachung der Anlage dadurch möglich, däß der Vorwärmer, der das Speicherwasser während der Aufladung erhitzt, während der Entladung zur 'Jberhitzung des Speicherdampfes dient.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mit elektrischem Strom aufgeladene Hochdruckspeicheranlage, der Dampf unter Druckabfall entnommen wird und deren Höchstdruck wesentlich über dem Druck der Dampfverbraucher liegt, .gekennzeichnet durch einen außerhalb des Speicherbehälters angeordneten Wärmeaustauscher, durch den'das zu erhitzende Speicherwasser hindurchgeführt wird und durch dessen Heizfläche die mittels elektrischen Stromes erzeugte Wärme auf das Speicherwasser übertragen wird.
2. 2. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch i, bei welcher der dem Speicher entnommene Dampf einer Kraftmaschine zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, da.B dem elektrisch beheizten Wärmeaustauscher (47) ein oder mehrere Vorwärmer (52, 53) vorgeschaltet sind, in denen das im Wärmeaustauscher (47) zu erhitzende Wasser durch Dampf aus der Kraftmaschine vorgewärmt wird, bevor es in den Wärmeaustauscher gelangt.
3. 3. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustau.scher (47) derart ausgebildet ist, daß um eine Rohrleitung, durch welche die Speicherflüssigkeit hindurchströmt, elektrische Widerstände gelegt sind.
4. 4. Hochdruckspeicheranlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmeaustauscher (74) und dem Hocbdrucktpeicher (71) ein Kreislauf eines Mittels eingeschaltet ist, das bei gleichen Temperaturen einen niedrigeren Druck als Wasserdampf besitzt.