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Dampfanlage mit Wärmespeicher. Die Erfindung bezieht sich auf Dampfanlagen
mit Wärmespeichern und Hochdruck-und Niederdrucknetz, bei denen das Niederdrucknetz
Dampf teils aus dem Speicher, teils aus dem Hochdrucknetz erhält. Dabei kann der
Hochdruckdampf entweder unmittelbar aus dem Hochdrucknetz zugeführt oder vor Eintritt
in das Niederdrucknetz in einer Maschine zur Arbeitsleistung ausgenutzt werden.
Diese bisher bekannten Anlagen arbeiten in der Weise, daß ein erhöhter Dampfbedarf
des Niederdrucknetzes, der über die vom Hochdrucknetz anfallende Dämpfmenge hinausgeht,
zuerst aus dem Speicher gedeckt wird, und daß erst, wenn der Speicher entladen ist,
der fehlende Dampf aus dem Hochdrucknetz entnommen wird. Dies hat den Nachteil,
daß in vielen Fällen der Speicher bereits entladen ist, wenn die eigentliche Dampfbedarfsspitze
im Niederdrucknetz einsetzt.
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Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß dem
Niederdrucknetz bei steigendem Bedarf Zusatzdampf zunächst aus dem Hochdrucknetz
und erst bei eintretenden Dampfbedarfsspitzen auch aus dem Speicher zugeführt wird.
Hierbei ist es notwendig, daß in eine Verbindungsleitung zwischen Hochdruck- und
Niederdrucknetz ein besonderes Ventil eingeschaltet wird, das vom Speicherdruck
derart eingestellt wird, daß er um so mehr öffnet oder schließt, je niedriger oder
höher der Speicherdruck ist.
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Zweckmäßig ist es hierbei, in die I'bertragung von Speicherdruck zum
Ventil einen toten Gang einzustellen, damit das Ventil nicht dauernd spielt, sondern
erst bei Ober-bzw. Unterschreitung eines bestimmten einstellbaren Höchstdruckes
bzw. Mindestdrukkes im Speicher verstellt wird. Hierdurch wird erreicht, daß sich
dieses Ventil stets so einstellt, daß Gleichgewicht zwischen Ladung und Entladung
des Speichers vorhanden ist, d. h., daß der Speicherdruck nur zwischen zwei einstellbaren
Spitzen schwankt.
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In der Zeichnung ist in Abb. i ein Schaltungsschema und in Abb. 2
ein Belastungsschaubild einer derartigen Anlage beispielsweise wiedergegeben. Bei
der in Abb. i dargestellten Dampfanlage ist angenommen, daß zwischen Hochdrucknetz
a und Niederdrucknetz lt eine Dampfmaschine (Turbine ttt) eingeschaltet ist,
deren Dampfzufuhr von einem in üblicher Weise durch einen Regler gesteuerten Ventil
y geregelt wird. Der Abdampf der Maschine in fließt durch die Leitung
b und das vom Druck in der Niederdruckleitung h gesteuerte Ventil tt in die
Niederdruckleitung lt. Ist der Niederdruckdampfbedarf kleiner als die gleichzeitig
vom Hochdrucknetz über die Maschine anfallende Dampfmenge, so schließt sich allmählich
das Ventil tt, so daß der Abdampf der Maschine m unter Erhöhung ihres Gegendruckes
durch die Leitung c und das Rückschlagventil r in den Speicher s teilweise oder
ganz übertritt. Ist der Niederdruckdampfbedarf größer als die gleichzeitige Abdampfmenge
der Turbine, so
öffnet sich das Ventil iv in der Leitung d und läßt
Hochdruckdampf durch das fest eingestellte Ventil -Z in die Niederdruckleitung h
treten. Wird der Mehrbedarf an Niederdruckdampf gröber als die durch Ventil z bei
ganz offenem Ventil tv hindurchgehende Dampfmenge, so öffnet sich Ventil v in der
Leitung l so weit, daß der erforderliche Zusatzdampf aus dem Speicher s in die Niederdruckleitung
lt übertreten kann.
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In Abb. a bedeutet die schwach wellenförmige Linie A-B-C-K-F den Dampfverbrauch
der an das Hochdrucknetz angeschlossenen Turbine m und die Linie A-D-C-H-E den Niederdruckdampfbeda,rf,
abhängig von der Zeit T. Während der Zeit To, T, ist der Dampfverbrauch der Turbine
in größer als der Niederdruckdampfbedarf; die senkrecht schraffierte Fläche
A, B, C, D stellt also den überschüssigen Maschinendampf dar, der unter Erhöhung
des Maschinengegendruckes bei teilweisem Schließen des Ventils tt durch die Leitung
c in den Speicher s tritt. In der Zeit Ti, T., ist der Niederdruckdampfbedarf größer
als der Dampfbedarf der "Turbine. Es öffnet sich Ventil iv allmählich und läßt durch
das fest eingestellte Ventil z Zusatzdampf aus dem Hochdrucknetz in die Nicderdruckleitung
lt übertreten. Wenn Ventil ii, ganz offen ist (Zeit T3:1, ist der Höchstwert der
durch Ventil z gehenden Dampfmenge erreicht. Dieser Höchstwert wird durch die Linie
G-AI dargestellt. Zu dieser Zeit T3 fließt also aus der Maschine in die Abdampfmeilge
T3, M und die Zusatzdampfmenge M, G in die Heizleitung lr.. Wird der Mehrheizdampfbedarf
noch größer als die Summe des jeweiligen Maschinenabdampfes und der maximalen durch
Ventil lt hindurchgehenden Zusatzdampfmenge AL G, so wird diese Summe
durch die Linie G-F-L dargestellt, deren senkrechter Abstand von der Linie G-K-E-konstant
gleich G, M ist. Die über der Linie G-F-L liegende, wagerecht schraffierte Fläche
G, H, L, F ist also der über die genannte Summe hinausgehende Mehrdampfbedarf
des Niederdrucknetzes, der aus dem Speicher gedeckt werden muß. Zur Zeit T;; muß
sich also Ventil v allmählich öffnen.. Im Beharrungszustand muß die senkrecht schraffierte
Fläche gleich der wagerecht schraffierten sein. Wäre letztere kleiner, so würde
mehr Dampf aus dem Speicher entnommen als ihm zugeführt wird und umgekehrt. Der
Speicherdruck würde dann allmählich zu tief sinken oder zu hoch steilen. Um dies
zu verhindern, muß das Ventil z auf einen größeren bzw. kleineren Durchgangsquerschnitt
eingestellt werden. Diese Einstellung geschieht dadurch, daß das Ventil z vom Speicherdruck
derart heeinflußt wird, daß es bei Unterschreitung eines bestimmten Mindestspeicherdruckes
weiter öffnet, um mehr Hochdruckdampf in die Niederdruckleitung zu lassen und umgekehrt.
Zu diesem Zweck ist in die -Übertragung/ vom Speicherdruck zum Ventil z ein toter
Gang g eingeschaltet, der verhindert, daß das Ventil z dauernd spielt. Auf diese
Weise wird erreicht, daß sich das Ventil z stets so einstellt, daß Gleichgewicht
zwischen Ladung und Entladung des Speichers vorhanden ist.
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Gegenüber den bisher bekannten Speicheranlagen hat dies den besonderen
Vorteil, dah die. Kurve A, B, C, G, F. L, die. die vorn Kessel oder der Dampfquelle
gelieferte Dampfmenge darstellt, durch Fernhaltung der Spitze G, H, L wesentlich
flacher veriäuft, wodurch die Bedienung des Kessels erleichtert und sein Wirkungsgrad
erhöht wird, und die Dampfkesselanlage kleiner und billiger gehalten werden kann.