DE413196C - Process for regulating the supply and withdrawal of heat in the case of heat accumulators that act constantly - Google Patents

Description

Verfahren zur Regelung der Wärmezufuhr und -entnahme bei an sich konstant wirkenden Wärmespeichern. Die bisher üblichen Verfahren zum Betrieb von Dampfkesselanlagen mit Wärmespeichern weisen vielfach insofern eine Lücke auf, als bei denjenigen Systemen, bei denen sich eine Regelung .der Wärmezufuhr bzw. der Wärmeentnahme nicht von selbst ergibt, diese Regelung völlig vernachlässigt ist, so daß die Wärmezufuhr bzw. -entnahme willkürlich überhaupt nicht geändert, also den Bedarfsfällen nicht angepaßt werden kann. Vorn Winandskessel wird zwar behauptet, daß er einenWärmespeicher mit selbsttätig regelnder Ladung und Entladung darstelle, doch ist dies, wie aus nachstehendem ersichtlich sein wird, unzutreffend. Das Winandskessel-System besteht, wie aus der Zeichnung (Abb. i) ersichtlich, aus einer Art Doppelröhrenkessel, bei dem zwei Gliederkessel I und II hintereinanderliegen und bei dem das die Glieder a, b des hinteren Kessels verbindende Röhrenbündel c von einem diese Glieder gleichfalls verbindenden, in der Zeichnung teilweise im Schnitt ersichtlichen Mantel d umgeben ist. Dieser außen von den Heizgasen bestrichune «Mantel (l umschließt somit einen verhännismänig großen, von den Verbindungsrohren c durchzogenen Raum r, durch den nas über den Stutzen e zugeführte Speisewasser für den eLessel getutirt wird und welcher mit dem oberen Mied a über eine Verteilerleitung f in Verbindung steht. Streng genommen erfüllt diese Einrichtung demnach, obwohl in dem Raum r eine gewisse Menge heißen Wassers stets v orhanoen sein wird, mehr die Rolle eines N orwärmers, in dem das Speisewasser durch die Heizgase und durch das in den \'erbindungsröliren c der beiden Glieder a, b umlaufende heiße Kesselwasser vorgewärmt wird. Eine Regelung der Entnahme heißen Wassers aus dem %°orhandenen @-orrat ist aber insofern nicht möglich, als ebenso wie in Zeiten starker Belastung auch in Zeiten geringer Belastung des Kessels heißes Wasser von stets annähernd gleicher Temperatur aus diesem 1 orrat gespeist werden muß, obwohl das heiße Wasser in letzterem Falle unerwünscht ist, weil der dadurch erzeugte Dampfüberschuß unnötig ist. Man kann also tatsächlich von einer willkürlichen Regelung der Ladung und Entladung mit Bezug auf dieses ' Kesselsystem nicht sprechen.Process for regulating the supply and removal of heat in the case of heat accumulators that are inherently constant. The previously common methods of operating steam boiler systems with heat accumulators often have a gap, as in those systems in which a control . -taking arbitrarily not changed at all, so it cannot be adapted to requirements. Vorn Winandskessel is claimed to be a heat accumulator with automatically regulating charging and discharging, but this is incorrect, as will be seen below. As can be seen from the drawing (Fig. I), the Winands boiler system consists of a kind of double-tube boiler in which two section boilers I and II are located one behind the other and the tube bundle c connecting the sections a, b of the rear boiler from one of these sections as well connecting, in the drawing partially visible in section coat d is surrounded. This jacket, which is coated on the outside with the heating gases, thus encloses a comparatively large space r through which the connecting pipes c run through which feed water is fed to the boiler via the nozzle e and which is connected to the upper casing a via a distribution line f in Strictly speaking, although a certain amount of hot water will always be present in the room, this device fulfills the role of a northern warmer, in which the feed water flows through the heating gases and through that in the connection pipes Both elements a, b circulating hot boiler water is preheated. A regulation of the withdrawal of hot water from the% ° available @ -sorrat is not possible, as in times of heavy load also in times of low load of the boiler hot water is always approximately the same temperature must be fed from this 1 orrat, although the hot water is undesirable in the latter case because the excess steam generated thereby is unnecessary. So one cannot really speak of an arbitrary regulation of loading and unloading with reference to this' boiler system.

Zweck der Erfindung ist es nun, in solchen Fällen, wo eine selbsttätige Regelung der Ladung und Entladung des Speichers nicht erfolgt, die willkürliche Regelung zu schaffen.The purpose of the invention is now, in those cases where an automatic Regulation of the charging and discharging of the storage tank does not take place arbitrarily To create regulation.

Dieser Zweck wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem wechselnden Bedarf des Kessels an Speicherwärme entweder die Temperatur des Speicherwassers, z. B. durch Änderung der Wärmezufuhr, angepaßt oder auch bei gleichbleibender Wärmezufuhr zum Speicher die zu entnehmende Wärmemenge, z. B. auf dem Schaltwege, geregelt wird.This purpose is achieved according to the invention that the changing The boiler's need for storage heat is either the temperature of the storage water, z. B. by changing the heat supply, adapted or with constant heat supply to the memory the amount of heat to be extracted, z. B. on the switching path is regulated.

Die Durchführung des Verfahrens kann je nach den obwaltenden Betriebsverhältnissen verschieden sein. Die Änderung der Wärme-Zufuhr zum Speicher kann beispielsweise dadurch vorgenommen werden, daß man die «Menge oder die Temperatur oder= auch die Art des zur Erhitzung des Speicherwassers dienenden, d. h. des dieWärme dem Speicherwasser zuführenden -Mediums (Dampf, Wasser) ändert, oder z. B. bei indirekter Beheizung des Speichers, wie beim Winandskessel, einen mehr oder weniger großen Teil der Heizfläche abschaltet.The implementation of the procedure can depend on the prevailing operating conditions to be different. The change in the heat supply to the memory can, for example can be made by the fact that the "amount or the temperature or = also the Type of water used to heat the storage tank, d. H. of the heat to the storage water supplying medium (steam, water) changes, or z. B. with indirect heating of the storage tank, as with the Winands boiler, a more or less large part of the heating surface turns off.

Abb. 2 und 3 der Zeichnung lassen einige dieser Möglichkeiten in Anwendung auf das Beispiel des Winandskessels erkennen. Gemäß Abb. 2 sind die Glieder a, b des hinteren Kessels außer durch die Rohre c noch durch eine Umlaufleitung g finit Absperrventil /i miteinander verbunden. An die Umlaufleitung ist außerdem eine Kaltspeisepumpe p durch die mitAbsf,errorgan i veäseheneZweig_ leitung k angeschlossen. Ferner sind die einzelnen Rohre c oder ein Teil dersell;en finit von außen bedienbaren Absperrorganen l versehen.Figs. 2 and 3 of the drawing allow some of these possibilities to be used on the example of the Winandskessel. According to Fig. 2, the links a, b of the rear boiler not only through the pipes c but also through a circulating line g finite Shut-off valve / i connected to each other. There is also a cold feed pump on the circulation line p is connected by the branch line k provided with mitAbsf, errorgan i. Furthermore are the individual pipes c or part of the same; en finitely externally operable shut-off devices l provided.

mit Hilfe dieser Einrichtung ist man in der Lage, weitgehende Änderungen der Speisewassertemperatur vorzunehmen. Das Wasser bewegt sich in dein Kanal in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Das durch den nunmehr als Speicherraum zu bezeichnenden Raum r hindurchgehende Wasser wird zwar nach wie vor von den Rauchgasen Wärme aufnehmen, doch ist man ohne weiteres in der Lage, die Endtemperatur des in das Glied a gelangenden Wassers zu regeln, indem man z. B. die Menge des durch den Raum r geschickten Wassers beschränkt und kälteres Wasser durch die Pumpe p in entsprechender Menge zuspeist. Die Folge ist, daß das durch die Rohre c abwärtsströmende Wasser nunmehr kälter ist als bisher, so daß das den Raum r durchströmende Wasser von den Rohren weniger Wärme aufnimmt als vorher. Man kann also dadurch einen bestimmten Temperaturgrad des Speisewassers heri:eiführen. I erner kann man auch die Rohre c alle oder teilweise absperren und das umlaufende Wasser in entsprechender Menge durch die Umlaufleitung g strömen lassen, so daß der Einfluß seiner Wärme auf das Speisewasser entsprechend beschränkt oder ganz aufgehoben wird. Man kann auch die Zufuhr von Wasser zum Raum r ganz abstellen und lediglich durch die Pumpe p in das obere Glie(l speisen. Auf diese Weise ist man in der Lage, in dem von den Rauchgasen umspülten Raum r sehr heißes Wasser zu erzeugen, zumal wenn man noch das umlaufende Wasser mittels einer nicht dargestellten Zweigleitung durch die Umlaufleitung- führt. Man kann also Wassertemperaturen der verschiedensten Grade erzeugen.with the help of this facility one is able to make extensive changes the feed water temperature. The water moves in in your channel Direction of the arrows shown. This is what can now be described as storage space Water passing through the room will still absorb heat from the flue gases, but one is easily able to determine the final temperature of the element a To regulate water by z. B. the amount of water sent through space r limited and colder water by the pump p feeds in the appropriate amount. The result is that the water flowing down through the pipes c is now colder is than before, so that the water flowing through the space r from the pipes is less Absorbs heat than before. So you can use it to achieve a certain degree of temperature of the feed water. I erner can also use the pipes c all or in part shut off and the circulating water in the appropriate amount through the circulation line Let g flow so that the influence of its heat on the feed water accordingly limited or completely canceled. One can also add water to the room Turn off r completely and only feed through the pump p into the upper joint l In this way, one is able to get into the space r very much around which the flue gases wash to produce hot water, especially if you still use the circulating water by means of a Branch line, not shown, leads through the bypass line. So you can see water temperatures of the most varied degrees.

Statt Wasser durch die Röhren c hindurchzuleiten, kann man auch Dampf durch entsprechend angeordnete Röhren hindurchführen oder auch beide Medien anwenden. Eine solche Anlage ist beispielsweise aus Abb. 3 ersichtlich.Instead of passing water through the tubes c, you can also use steam pass through appropriately arranged tubes or use both media. Such a system can be seen in Fig. 3, for example.

Bei dieser Ausführungsform ist der Vorwärmer bzw. Speicherraum r von dem oberen Glied a des Kessels getrennt, um die Bedienung der Ventile l zu erleichtern. An das untere Glied b schließt sich außerdem ein Kondensator r' an, der über die Rohre cl, die mit Ventilen in versehen sind, mit dem Dampfraum des Gliedes a in Verbindung steht. Durch öffnen der Ventile in und eines in der unteren Leitung st vorgesehenen Ahsperrorganes o kann man somit das den Raum r durchströmende Wasser durch Dampf indirekt heizen. Das im Raum r1 :ich ansammelnde Kondenswasser wird durch die Leitung t abgeführt. Im übrigen kann man auch bei dieser Einrichtung in der gleichen Weise verfahren wie vorher.In this embodiment, the preheater or storage space r is from the upper section a of the boiler to facilitate the operation of the valves l. A capacitor r 'also connects to the lower member b, which via the Pipes cl, which are provided with valves in, with the vapor space of the limb a in Connection. By opening the valves in and one in the lower line st provided Ahsperrorganes o one can thus the water flowing through the space r by steam indirect heating. The condensation water accumulating in room r1: I is discharged through line t. Incidentally, you can also use this facility proceed in the same way as before.

Die Regelung der aus dem Speicher zu entnehmenden @4'ärmetnenge kann z. B. in Zeiten geringerer Belastung auch dadurch erfolgen, date man dem Speicher das Speisewasser an einer Stelle entnimmt, wo es noch nicht oder sehr wenig erhitzt ist oder daß man, wie bereits vorher angeführt, nur einen Teil der vom Kessel beanspruchten Speisewassermenge an der gleichen oder auch an anderer Stelle aus dein Speicher entnimmt, im übrigen aber hrischwasser oder lediglich vorgewärmtes Wasser zuspeist.The regulation of the amount of armament to be taken from the memory can z. B. in times of lower load can also be done by date the memory the feed water is taken from a point where it is not or very little heated is or that, as already stated, only part of the amount claimed by the boiler Amount of feed water from the same or another place from your storage tank removes, but otherwise supplies hrischwasser or just preheated water.

In beiden Fällen erzielt man den Vorteil, daß alsdann der übrige Speicherinhalt für Zeiten hoher Kesselheiastung hoch erhitzt werden kann, so daß z. B. der Winandskessel in diesem Falle tatsächlich zum Wärmespeicher gemacht werden kann, zumal wenn man bei demselben auch Dampf zur Erhitzung des Speicherwassers verwendet. Man kann alsdann, um bei diesem Beispiel zu bleiben, eine möglichst hohe Speicherleistung dadurch erzielen, daß zu Zeiten hoher Kesselbelastung, also erwünschter Dampfersparnis, das sehr heiße, in der vorhergehenden Zeit geringer Belastung aufgespeicherte Wasser verwendet wird, gleichzeitig aber die Vorw.-irinung weiteren Wassers und der damit verbundene Dampfverbrauch möglichst vermieden wird. Dies erreicht man z. B. auf folgende Weise: In Zeiten geringer Belastung kann man das ganze oder einen Teil des Speisewassers dem Speicherraum unten entnehmen, d. h. an einer Stelle, wo es noch nicht nennenswert erhitzt ist. Hat man zu dieser Zeit Dainpfüberschuß, so kann man das im oberen Teil des Speicherraumes stehende Wasser mit gegebenenfalls hoch erhitztem Dampf unmittelbar oder mittelbar hochgradig erhitzen. Tritt nun 5pitzetibelastung des Kessels ein, so wird die bisher zur Erhitzung des Speisewassers aufgewendete Danipfinenge geregelt, d. 1i. vermindert, so daß der ganze oder nahezu der ganzeKesseldampf im Netz verwendet werden kann. -Man kann auch an Stelle des hoch erhitzten Dampfes weniger überhitzten oder Naßdanipf verwenden, also die Temperatur des Dampfes herabmindern, oder aber den Dampf auch ganz abstellen und an seiner Stelle heißes Wasser durch das Speisewasser str(*imen lassen. Auf diese Weise wird dann während der Speisung mit dein vorhandenen Vorrat heißen Wassers weit weniger Wärme auf das nachgefüllte Speisewasser ubertragen.In both cases there is the advantage that then the remaining memory contents can be heated high for times of high boiler heating, so that z. B. the Winandskessel in this case it can actually be used to store heat, especially if one the same also uses steam to heat the storage water. One can then to stay with this example, the highest possible storage capacity achieve that at times of high boiler load, i.e. the desired steam savings, the very hot water that was stored in the previous period of low pollution is used, but at the same time the Vorw.-irinung more water and the with it associated steam consumption is avoided as far as possible. This can be achieved e.g. B. on in the following way: In times of low stress you can use all or part of it take the feed water from the storage room below, d. H. in one place where there is is not yet heated appreciably. If you have an excess of Dainp at this time, you can the water standing in the upper part of the storage space with possibly high directly or indirectly heat the heated steam to a high degree. Now occurs 5 peak load of the boiler, the amount previously used to heat the feed water is used Danipfinenge regulated, d. 1i. decreased so that all or almost all of the boiler steam can be used in the network. -You can also take the place of the high-temperature steam use less overheated or wet pan, so reduce the temperature of the steam, or turn off the steam completely and run hot water in its place let the feed water flow. In this way, during the feed with your existing supply of hot water, far less heat is applied to the refilled water Transfer feed water.

Man ist also erfindungsgemäß in der Lage, innerhalb bestimmter Grenztemperaturen durch Änderung der Menge oder der Art (Wasser oder Dampf) des die Wärme übertragenden Mediums oder des Wärme aufnehmenden Wassers oder auch durch Änderung der Heizfläche usw. eine beliebige Erhöhung der Speichertemperaturen zu erzielen.According to the invention, one is therefore able to operate within certain limit temperatures by changing the amount or type (water or steam) of the heat transferring Medium or the heat absorbing water or by changing the heating surface etc. to achieve any increase in storage temperatures.

Claims (3)

PATENT-ANspRÜcHE: i. Verfahren zur Regelung der Wärmezufuhr und -entrahme bei an .sich konstant wirkenden Wärmespeichern, dadurch gekennzeichnet, daß bei wechselndem Bedarf des Kessels an Speicherwärme entweder die Temperatur des Speicherwassers, z. B. durch Änderung der Wärmezufuhr, dem Bedarf angepaßt oder bei gleichbleibender Wärmemenge, z. B. auf dem Schaltwege, geregelt wird. PATENT CLAIMS: i. Process for regulating the supply and extraction of heat at .sich acting constant heat accumulators, characterized in that at the boiler's changing demand for storage heat either the temperature of the storage water, z. B. by changing the heat supply, adapted to the needs or at the same level Amount of heat, e.g. B. on the switching path is regulated. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Wärmezufuhr durch Änderung der Menge oder der Art oder der Temperatur des die Wärme auf das Speicherwasser übertragenden Mediums erfolgt. 2. The method according to claim i, characterized in that the change in the heat supply by changing the amount or the type or temperature of the heat transferred to the storage water Medium takes place. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2 in Anwendung auf Speicher mit indirekter Beheizung, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Wärmezufuhr zum Speicher durch Änderung der Heizfläche erfolgt. d.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der dem Speicher zu entnehmenden Wärmemengen durch Änderung der zu entnehmenden Wassermengen erfolgt. j. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der zu entnehmenden Wärmemengen durch Änderung der dein Speicher zugeführten Wassermengen und dadurch bewirkte Änderung der Speicherwassertemperatur erfolgt. &. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennze'chnet, daß dieRegelung derWärmezuftihr zum Speicher bzw. die Entnahme selbsttätig durch in die Rohrleitungen eingebaute Regelorgane bewirkt wird, die unter dem Einfiuß des bei schwankender Dampfentnahme wechselnden Kesseldruckes stehen.3. The method according to claim i and 2 in application to memory with indirect heating, characterized in that the change in the heat supply to the Storage takes place by changing the heating surface. d .. The method according to claim i, characterized characterized in that the regulation of the amount of heat to be taken from the memory There is a change in the amount of water to be withdrawn. j. Method according to claim i, characterized in that the regulation of the amount of heat to be withdrawn by changing the amount of water supplied to your storage tank and the resulting change in storage tank water temperature he follows. &. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that marked that the regulation of the heat supply to the storage tank or the extraction is automatic is effected by regulating organs built into the pipelines, which are under the in fl uence the boiler pressure, which changes with fluctuating steam extraction.