CH301118A - Heizkraftanlage. - Google Patents

Description

  Heizkraftanlage.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf  eine Heizkraftanlage, bei welcher die Ab  dampfwärme einer Kraftmaschine in einem  Wärmeaustauscher einem sekundären Wärme  träger zugeführt und Wasser von einer die  Temperatur des sekundären Wärmeträgers  hinter dem Verbraucher übersteigenden Tem  peratur aus dem System entnommen und dem  Kessel als Speisewasser zugeführt wird.  



  Bisher wurde Hochdruck- und Heizwasser  entweder durch direkte Entnahme aus einem  Dampfkessel mit entsprechender Spannung  oder durch Erhitzung in     Oberfläehenwärme-          austausehern    bzw. Mischvorwärmern gewon  nen. In jenen Fällen, in denen Kessel mit  höherer Spannung die Gewinnung von elek  trischer Energie in Vorschaltturbinen zulas  sen, wird das Wasser aus Entnahme- und/  oder Gegendruckdampf nach dem eingangs er  wähnten Verfahren erhitzt, wobei auch schon  vorgeschlagen worden ist, die Erhitzung des  Wassers in zwei verschiedenen Druckstufen  durchzuführen, um sich dem schwankenden  Temperaturbedürfnis der Wärmeverbraucher  in wirtschaftlicher Form anpassen zu können.  



  Solche zweistufigen Anlagen wurden bis  her in der Weise betrieben, dass entweder für  beide Druckstufen     Oberflächenwärmeaustau-          scher    verwendet     wurden,    oder es wurde     nur     für die niedrigere, dem Gegendruck entspre  chende Stufe ein     Oberflächenwärmeaustau-          scher,    für den Druckbereich der Zwischen  dampfentnahme hingegen ein     Mischvorwärmer       vorgesehen, welcher gleichzeitig als Ausdeh  nungsraum für das ganze Heizungsnetz diente.  



  Die ausschliessliche oder teilweise Verwen  dung von Oberflächenwärmeaustauschern hat  jedoch den Nachteil, dass die Energieausbeute  in der Turbine dadurch vermindert wird, dass  die indirekte     Aufwärmung    des Heizwassers  ein entsprechendes Temperaturgefälle zur  Voraussetzung hat und dass die Anlage mit  höherem Entnahme- bzw. Gegendruck betrie  ben werden muss, als bei der Verwendung von  Mischvorwärmern, bei welchen man näher an  die Sattdampftemperatur herangehen kann.  



  Die Erfindung zielt nun darauf ab, diesen  Nachteil zu beseitigen, und die     erfindungs-          emi        sse    Heizkraftanlage kennzeichnet sich     da-          g     durch, dass mindestens zwei nach dem Misch  prinzip arbeitende Wärmeaustauscher vorge  sehen sind,

   deren einer mit der     Abdampflei-          tung    und der andere mit der     Zwischenent-          nahmestufe    einer     Gegendruck-Entnahmetur-          bine    verbunden ist und die wahlweise einzeln  oder     gemeinsam.    in den Kreislauf des sekun  dären Wärmeträgers     einsehaltbar    sind.  



  Auf diese     Weise    ist. es möglich, bei Heiz  anlagen, die an Dampfturbinen mit Gegen  druck- und     Zwisehenentnahmestufe    ange  schlossen sind, nur     Wärmeaustauscheinrich-          tungen        zu        verwenden,    die nach dem     Misch-          prinzip    arbeiten.  



       Vorzugsweise    ist eine     Verbindungsleitung          zwischen    den beiden     Wärmeaustauschern    vor  gesehen, durch welche der     durch    den Gegen  druck in dem nach dem     Mischprinzip    arbeiten-      den ersten Wärmeaustauscher erwärmte     se-          kundäre    Wärmeträger dem mit dem Dampf  der Zwischenentnahmestufe gespeisten zusätz  lichen Wärmeaustauscher zuführbar ist.  



  In jenen Fällen, bei denen die Rücklauf  temperatur des sekundären Wärmeträgers so  hoch ist, dass dieser durch die niedrigere       Druckstufe    nur mehr sehr wenig oder gar nicht  aufgeheizt werden kann, kann auch so vor  gegangen werden, dass der vom Wärmever  braucher rückströmende sekundäre Wärme  träger dem mit demn Dampf der Zwischenent  nahmestufe gespeisten zusätzlichen Wärme  austauscher unmittelbar zugeleitet und das  sich in letzterem bildende Überschusswasser als  Kesselspeisewasser verwendet wird.  



  In der Zeichnung ist der Gegenstand der  Erfindung an Hand eines Ausführungsbei  spiels schematisch veranschaulicht.  



  Aus dem Hochdruckkessel 1 strömt der  Dampf über den Überhitzer 2 durch die Rohr  leitung 3 in die Kraftmaschine 4, die von einer  Dampfturbine gebildet ist. Der Abdampf die  ser Turbine wird durch die Rohrleitung 5  einem nach dem Mischprinzip arbeitenden  Wärmeaustauscher 6 zugeführt, der die Grund  last zu übernehmen hat und daher während  der ganzen Heizperiode in Betrieb ist. In dem  Mischvorwärmer 6 wird der Dampf durch den       sekundären    Wärmeträger zur Kondensation  gebracht, der durch das Rohr 7 der     Umwälz-          pumpe    8 und durch diese über die Rohrlei  tung 9 dem Wärmeverbraucher 10 zugeführt  wird. Durch das Rohr 11 gelangt der sekun  däre Wärmeträger im Kreislauf wieder in den  Wärmeaustauscher 6 zurück.

   Das durch die  Kondensation entstehende überschüssige Was  ser wird durch das gesteuerte Ventil 12 über  die Leitung 13 dem Entgaser 14 zugeführt,  von welchem es durch die Pumpe 15 über die  Leitung 16 als Speisewasser in den Kessel 1  gefördert wird. In diesem Falle steht der     Ent-          gaser    14 unter demselben Druck wie der     Heiz-          wassererzeuger    6. Dieser Teil der Anlage wird  während des grössten Teils der Heizperiode  für sieh allein im Betriebe sein, solange die  mit dem Gegendruck der Turbine erreichbare  Vorlauftemperatur dafür ausreicht.

      Die Heizanlage soll aber so bemessen sein,  dass sie auch die während der Heizzeit kurz  auftretenden Spitzenbelastungen, die sich in  folge von Aussentemperaturen zwischen -5  bis -20  C ergeben, überwinden kann. Für  diese Betriebsfälle ist ein zusätzlicher     Wärme-          austauscher    17 vorgesehen, der ebenfalls nach  dem Mischprinzip arbeitet und dem über die  Leitung 18, 19 ein höher gespannter Dampf  zugeführt wird, der aus der Zwischenent  nahmestufe der Turbine 4 stammt.

   In diesem  Fall wird das Umlaufwasser der Heizungs  anlage durch die Umwälzpumpe 8 nicht mehr  in die Leitung 9 gedrückt, sondern es wird  vom Heizwassererzeuger 6 über die Leitung 20  in den Mischvorwärmer 17 geleitet, aus wel  chem es nach Mischung mit dem höher ge  spannten Entnahmedampf durch die Um  wälzpumpe 21 und die Leitung 22 in die Lei  tung 9 gefördert wird, die es zum Wärme  verbraucher 10 zurückführt. Durch die     Lei-          timg    11 gelangt der sekundäre Wärmeträger  dann     wiederiun    im Kreislauf zu dem mit dem       Gegendruckdampf    gespeisten     Wärmeaustau-          scher    6.

   Der     Heizwassererzeuger    17 kann ein  verhältnismässig kleiner Behälter sein, der  nicht. für die Ausdehnung des     Umlaufwassers     eingerichtet zu sein braucht. Um den Wasser  stand in ihm konstant zu halten, ist in einer  zu dem     Heizwassererzeuger    6 führenden Lei  tung 23 ein gesteuertes     Rückströmventil    24  vorgesehen. Das in der gesamten Anlage an  fallende     Überschusswasser    wird durch das vom  Wasserstand gesteuerte Ventil 12 über die Lei  tung 13 wieder dem     Entgaser    14 zugeführt,  der über die Leitungen 18, 25 und 26 unter  den Dampfdruck der höheren Druckstufe ge  setzt ist.  



  Da Betriebsfälle eintreten können, bei  denen die     Rücklauftemperatur    so hoch ist, dass  das Wasser durch die niedrigere Druckstufe       nurmehr    sehr wenig oder gar nicht aufgeheizt  werden kann, so ist zur gänzlichen oder teil  weisen Umgehung des     Heizwassererzeugers    6  eine Leitung 2 7 vorgesehen, die den sekundä  ren Wärmeträger unmittelbar aus der Lei  tung 11 in den     zusätzlichen        Wärmeaustau-          scher    17 gelangen     lässt*    In diesem Fall dient      der Wärmeaustauscher 6 nurmehr als Aus  dehnungsbehälter,

   während die Erwärmung  des Wärmeträgers ausschliesslich im     Wärme-          austauscher    17 vor sich geht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Heizkraftanlage, bei welcher die Abdampf wärme einer Kraftmaschine in einem Wärme- austauscher einem sekundären Wärmeträger zugeführt und Wasser von einer die Tempera tur des sekundären Wärmeträgers hinter dem Verbraucher übersteigenden Temperatur aus dem System entnommen und dem Kessel als Speisewasser zugeführt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens zwei nach dem Misch prinzip arbeitende Wärmeaustauscher vorge sehen sind, deren einer mit der Abdampflei tung und der andere mit der Zwischenent nahmestufe einer Gegendruck-Entnahmetur- bine verbunden ist und die wahlweise einzeln oder gemeinsam in den Kreislauf des sekun dären Wärmeträgers einschaltbar sind. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Heizkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbin dungsleitung zwischen den beiden Wärme- austauselhern vorgesehen ist, durch welche der durch den Gegendruck in dem nach dem Mischprinzip arbeitenden ersten Wärmeaus- tauscher erwärmte sekundäre Wärmeträger dem mit dem Dampf der Zwischenentnahme- stufe gespeisten zusätzlichen Wärmeaustau- scher zufübrbar ist. 2.

   Heizkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbin dungsleitung vom Wärmeverbraucher zum mit dem Dampf der Zwischenentnahmestufe ge speisten zusätzlichen Wärmeaustauscher vor gesehen ist, durch welche der vom Wärmever braucher rückströmende sekundäre Wärmeträ ger dem zusätzlichen Wärmeaustauscher un mittelbar zuleitbar ist.

   3. Heizkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss eine Verbin dungsleitung zwischen der Dampfaustritts stelle der Zwischenentnahmestufe der Kraft maschine und einem Entgaser für Kessel speisewasser vorgesehen ist, mittels welcher der an der Dampfaustrittsstelle herrschende Druck auf den Entgaser übertragbar wird. 4. Heizkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die von den beiden Wärmeaustauschern zu dem Wärmever braucher führenden Leitungen je eine Pumpe eingeschaltet ist. 5.

   Heizkraftanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass in der Verbindungsleitung zwischen den Wärmeaustauschern ein gesteuertes Rück strömventil vorgesehen ist. 6. Heizkraftanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaus- tauscher in Serie in den Kreislauf des sekun dären Wärmeträgers einschaltbar sind.