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Dampfkesselanlage, bei der Überschußdampf durch Wasser niedergeschlagen
und das vorgewärmte Wasser gespeichert wird Zur Erzielung eines möglichst günstigen
Kesselwirkungsgrads ist es zweckmäßig, den Kessel über eine längere Schwankungsperiode
stetig zu befeuern und dementsprechend eine gleichbleibende Dampfmenge zu erzeugen,
die mit dem Bedarf der angeschlossenen Verbraucher infolge der Bedarfsschwankungen
nicht übereinstimmt. Es tritt dann die Aufgabe auf, die über den augenblicklichen
Bedarf hinaus erzeugten Dampfmengen derart abzuführen, daß ihr Wärmeinhalt dem Kreislauf
nicht entzogen wird. Hierfür stehen grundsätzlich zwei Wege zur Verfügung, die auf
dem allgemeinenPrinzip derSpeicherung beruhen. Es sind dies_-Speicherung in--einem
-Gefällespeicher und Speicherung in einem Speisewasserspeicher (Gleichdruckspeicher).
Zwischen diesen beiden Systemen steht der kombinierte Speicher, dem sowohl Dampf
wie auch heißes Wasser entnommen werden kann.
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Die technische Anwendbarkeit einer mit Speicherung arbeitenden Dampfkesselanlage
hängt von dem Verhältnis ihres Preises zu ihrer Ausnutzungsmöglichkeit ab. Je höher
die Anlagekosten für die Speicherung sind, um so geringer ist die Möglichkeit ihrer
Anwendung in einer Kesselanlage. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den Belastungsausgleich
mit Hilfe der Speicherung in einer Weise zu ermöglichen, daß die Anlagekosten auf
einen Kleinstwert herabgedrückt werden. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß das
nicht oder nur teilweise vorgewärmte Speisewasser einem Speicher zugeführt wird.
Aus dem unteren Teil dieses Speichers wird das Wasser entnommen und nach oder unter
gleichzeitiger Erwärmung durch den Überschußdampf in den oberen Teil des Speichers
eingeführt. In diesem sind also dann kaltes und durch Überschußdampf vorgewärmtes
Wasser übereinandergeschichtet.
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Die Anwendung des Schichtenspeichers ist besonders dann wertvoll,
wenn man der Vorwärmung des Wassers durch Überschußdampf eine Vorwärmung durch Rauchgase
vorschaltet. Es ist bekannt, daß man den Rauchgasvorwärmer annähernd stetig speisen
muß, um Dampfbildung zu verhüten. Die Vorwärmung durch Überschußdampf läßt sich
aber nur zeitweise durchführen, nämlich dann, wenn der verringerte Dampfbedarf der
Verbraucher einen Dampfüberschuß entstehen läßt. Infolgedessen treten zwischen der
den Rauchgasvorwärmer durchfließenden Wassermenge und der durch Dampf vorzuwärmenden
Wassermenge Differenzen aus, die durch Speicherung des teilweise vorgewärmten Wassers
auszugleichen sind. Nach älteren Vorschlägen wird vor den Speicher für das mit Dampf
vorzuwärmende Wasser ein besonderer Aufnehmer für das Speisewasser
vorgesehen,
das aus dem Rauchgasvorwärmer kommt. Da der Aufnehmer unter dem gleichen Druck steht
wie der Speisewasserspeicher, so muß er für die gleiche Festigkeit wie jener berechnet
sein. Die Anlage muß also zwei Speicher erhalten. Hierdurch tritt eine so erhebliche
Verteuerung der gesamten Anlage ein, daß sie praktisch nur in ganz wenigen Fällen
Anwendung finden kann. Durch Vereinigung des Speichers für das nicht oder nur teilweise
vorgewärmte Wasser mit dem Speicher für das Heißwasser fällt der eine Speicherkörper
gänzlich fort. Außerdem wird die Betriebssicherheit der Anlage erhöht, da eine ganze
Reihe von Armaturen in Fortfall kommt, die bei der Verwendung von zwei Speichern
erforderlich sind.
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Es ist möglich, die Übertragung der Wärme des Überschußdampfes auf
das aus dem unteren Teil des Speichers kommende Wasser bei der Überführung in den
oberen Teil selbst vorzunehmen. In manchen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein,
außerhalb des Speichers einen Vorwärmer anzuordnen, so daß in den oberen Teil des
Speichers bereits das erhitzte Wasser eingeführt wird. Der erste Weg hat den Vorteil
einer gewissen Einfachheit, während der zweite Weg dann zweckmäßig sein kann, wenn
man Wert auf eine Beaufsichtigung des Vorwärmers legt.
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Bei Anlagen gemäß der Erfindung, bei denen also kaltes Wasser aus
dem unteren Teil eines Speichers entnommen und nach oder unter gleichzeitiger Vorerwärmung
in den oberen Teil des Speichers eingefühlt wird, ist eine Regelung der Dampf- bzw.
Wassermengen oder beider erforderlich. Besonders zweckmäßig erscheint der Weg, daß
man die Dampfzufuhr durch ein Überströmventil regelt, während die Regelung der zuzuführenden
Wassermenge vom Druck oder von der Temperatur im Speicher abhängig gemacht wird.
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Die Zeichnung.gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. i ist ein
Dampfkessel, der für längere Zeiten gleichmäßig beheizt wird und deshalb in der
Zeiteinheit für längere Zeit gleiche Dampfmengen erzeugt, die durch den Überhitzer
2 und die Leitung 3 den Verbrauchern zugeführt werden. Hinter dem Überhitzer 2 zweigt
eine Leitung 4 ab, in die ein Ventil s eingebaut ist, das sich bei Zunahme des Dampfdruckes
im Kessel oder in der Leitung 3 infolge zu geringen Verbrauchs öffnet, so daß der
überschüssige Dampf durch die Düse 6 in das mit Wasser gefüllte Rohr 7, den Kondensator,
einströmt und dieses Wasser in der Pfeilrichtung bewegt. Diese Bewegung wird noch
dadurch unterstützt, daß das Wasser durch den einströmenden Dampf erwärmt wird und
deshalb im Rohr 7 aufsteigt.
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Der innere Behälter g für kaltes und warmes Wasser des Speichers 8
wird von der Speisepumpe io durch den Vorwärmer ii und das Rohr 12 von unten her
mit kaltem oder einigermaßen vorgewärmtem Wasser gefüllt. Dieses Wasser wird durch
den bei 6 austretenden Dampf durch die Rohre 13, 14 und 7 in Umlauf versetzt,
so daß es an der Stelle 15 als warmes Wasser in den Behälter g zurückfließt. Infolgedessen
befindet sich im Behälter g oben warmes Wasser und unten kaltes. Damit das Wasser
immer gleichmäßig erwärmt wird, regelt eine Temperaturmeßvorrichtung 16, die in
das Rohr? eingebaut ist, oder ein Druckregler 22, der den Druck im Speicher oder
irn Rohr 7 mißt, die Öffnung des Ventils 17. Die Vorrichtungen werden nach
der Erfindung so eingestellt, daß im Rohr 7 und im Speicher für kaltes und warmes
Wasser 8, g ein geringerer Druck herrscht, als ihn der durch die Düse 6 einströmende
Dampf hat, damit dieser Dampf durch diese Düse in das Wasser im Rohr 7 eintreten
kann.
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Der Einbau des besonderen Behälters g in den Speicher 8 hat den Zweck,
zu verhindern, daß das äußere Gefäß 8 von Wasser von verschiedener Temperatur berührt
wird, daB also Temperaturspannungen in den unter Druck stehenden Gefäßwandungen
des äußeren Behälters 8 vermieden werden.
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Ein denn durch das Rohr i2 zugeführten Wasservolumen entsprechendes
Volumen läuft über den oberen Rand des inneren Behälters g in den Zwischenraum 18
zwischen den Gefäßen 8 und g über und fällt von dort durch das Rohr ig in eine Pumpe
oder eine demselben Zweck dienende Vorrichtung 2o, die es durch die Leitung2i in
den Kessel i drückt.
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Bei der Einrichtung nach der Erfindung drückt sich also ein. Mehrverbrauch
von Dampf durch die Verbraucher in einem Steigen der Grenzschicht zwischen dem heißen
und dem kälteren Wasser im Behälter g aus, während ein Minderverbrauch ein Sinken
der Grenzschicht zur Folge hat, indem sich die Menge des vorhandenen heißen Wassers
im Behälter g beim Steigen des Verbrauchs vermindert, beim Sinken des Verbrauchs
aber vermehrt.