DE8220699U1 - Vorrichtung zum Betreiben mehrerer Autoklaven einer Autoklavbatterie - Google Patents

Description

10.07.1984 2567 G/III/R G 82 20 699.6

YTONG AG, Hornstraße 3, 8000 München 40

/Vorrichtung zum Betreiben mehrerer Autoklaven einer Autokla\/batterie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben mehrerer Autoklauen einer Autoklavbatterie, in der Dampf im Kreislauf geführt wird, wobei zwischen zwei Autoklaven eine die Autoklaven verbindende Überströmdampfleitung angeordnet ist, in der zwei Absperrventile befestigt sind.

Zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Baumaterialien wie z. B. Gasbeton, Schaumbeton, Kalk-Sand-Stein oder dergleichen werden Autoklavbatterien betrieben und nach dem Härteprozeß der Abdampf des einen Autoklaven zum Füllen eines anderen Autoklaven benutzt. Dieses Umfüllen gelingt bis zum Druckausgleich, d.h. bis im zu füllenden Autoklaven der gleiche Druck aufgebaut ist,bis zu dem der Druck im zu entleerenden Autoklaven abgebaut ist. Der Rest des benötigten Dampfes wird als Frischdampf der Kesselanlage entnommen .

Zur Verbesserung der Abdampfausnutzung ist aus der DE-PS 3 010 337 bekannt, den Frischdampf als Treibdampf durch eine Dampfstrahlpumpe zu leiten, deren Saugseite zumindest während eines Teils der Aufheizperiode mit dem abzukühlenden bzw. zu entleerenden Autoklaven verbunden ist. Dabei wird der Dampf zunächst vom abzukühlenden, in den aufzuheizenden bzw. zu füllenden Autoklaven bis zum Druckausgleich in

beiden Autoklaven über eine direkte Leitung übergeleitet und dann der abzukühlende Autoklav mit der Saugseite der Dampfstrahlpumpe verbunden. Entsprechend dem im aufzuheizenden Autoklaven steigenden Gegendruck verliert die Dampfstrahlpumpe jedoch bereits bei ca. 2 atü Differenzdruck zwischen dem aufzufahrenden und dem abzufahrenden Autoklaven an Wirkung, so daß sich kein weiterer Abdampf aus dem abzukühlenden Autoklaven mehr entnehmen läßt. Der verbleibende Restdampf muß aus dem Dampfkreislauf ausgeschieden werden und kann nur noch entweder in einen Wärmetauscher zur Aufwärmung des Speisewassers der Kesselanlage oder in die Atmosphäre abgegeben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Dampfkreislauf einer Autoklavanlage frischdampf los und vollständig, d.h. vollständiges Auffahren und Abfahren, betrieben werden kann..

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung zum

■a Betreiben mehrerer Autoklauen einer

A u t ο k 1 a υ b a 11 e r ι e , Fig. 2 schematisch eine andere Vorrichtung

zum Betreiben mehrerer Autoklaven. 30

In Fig. 1 sind zwei Autoklaven 1 und 2 über eine Überströmleitung 3 miteinander verbunden. Ventile 4 und 5

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ermöglichen ein Absperren der Zuleitungen zum jeweiligen Autoklaven 1 oder 2. Die Überströmleitung 3 steht mit einer Abpumpleitung 6 in Verbindung, die erfindungsgemäß zu einer mechanisch angetriebenen Hochtemperaturwärmepumpe führt, wobei in der Leitung 6 vor der Wärmepumpe 7 ein weiteres Absperrventil 8 angeordnet ist. Die Hochtemperaturwärmepumpe 7 ist ein an sich bekannter Dampfkompressor, der mit geeigneten Mitteln, z. B. mit einem Elektromotor 9 oder einem Dampfentspannungsmotor oder dergleichen, antreibbar ist. Vom Dampfkompressor 7 führt eine Speiseleitung 10 zu den Autoklaven 2 und 1, wobei vor den Autoklaven ein Absperrventil 11, 12 in die jeweils von der Speiseleitung 10 abgezweigte Leitung eingebaut ist. Eine Leitung 13, in der Absperrventile 14 und 16 sitzen, kann die Abpumpleitung 6 mit der Speiseleitung 10 verbinden, und zwar zweckmäßigerweise zwischen dem Autoklaven 2 und dem Dampfkompressor 7. Die Leitung 13 ist zwischen den Ventilen 14 und 16 mit der Außenatmosphäre und/oder mit einer Kesselanlage verbunden, was mit der gestrichelten Leitung 15 angedeutet wird.

Der Dampfkompressor 7 hat die Aufgabe, Dampf niedrigen Drucks und unzureichender Temperatur in Dampf höheren Drucks und höherer Temperatur umzuwandeln. Der Dampfkompressor 7 kann ein- oder mehrstufig und mit Zwischenkühlung arbeiten.

Die in Fig. 1 skizzierte Hävteanlage kann wie folgt betrieben werden, über die Leitung 15 wird der Autoklav 2 mit Frischdampf einer Kesselanlage (nicht dargestellt) gefüllt, der die Leitungen 13 und 6 durchströmt, wenn die Ventile 14, 8, A₁ 11 und 12 ge-

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schlossen und die Ventile 16 und 5 geöffnet sind. Nach Schließung der Ventile 16 und 5 erfolqt die Härteperiode für das hydrothermal zu härtende Baumaterial im Autoklaven 2. Ist die Härtung beendet, werden die Ventile 5 und 4 geöffnet, so daß Dampf aus dem Autoklaven 2 über die Überströmleitung 3 bis zum Druckausgleich in den Autoklaven 1 strömt. Anschließend werden Ventil 4 geschlossen, die Ventile 8 und 12 geöffnet und mit dem Dampfkompressor 7 über die Leitung 6 Dampf in den Kompressor gepumpt, der Dampf dort verdichtet, dadurch auf höhere Temperatur gebracht und der hochgespannte Dampf über die Speiseleitung 10 in den Autoklaven 1 gedrückt. Dieser Kreislauf ist beendet, wenn der Autoklav 2 vollkommen entleert und der Autoklav 1 vollkommen gefüllt ist. Frischdampf braucht nicht mehr zugesetzt zu werden. Ist der Autoklav 1 vollkommen gefüllt, wird das Ventil 12 abgesperrt und der Härtevorgang durchgeführt.

Der Dampfkreislauf kann beliebig wiederholt werden, d.h. nach dem Härten im Autoklaven 1 wird der Dampf in den Autoklaven 2 bei entsprechender Ventilstellung bis zum Druckausgleich abgelassen und mit dem Dampfkompressor 7 der Restdampf abgesaugt, verdichtet und in den Autoklaven 2 gedrückt. Soll die Autoklavanlage außer Betrieb gesetzt werden, kann der Dampf über die Leitung 15 ins Freie oder in einen Wärmetauscher (nicht dargestellt) überführt werden.

Die Verwendung einer frischdampflosen Wärmepumpe im Dampfkreislauf einer Autoklavbatterie für die Härtung von Baumaterialien, die mit einem Dampfbehandlungsplan betrieben wird, lag nicht ohne weiteres nahe, weil die

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Wärmepumpe eines gesonderten Antriebs bedarf und der Antrieb Energie benötigt. In überraschender Weise hat sich doch gezeigt, daß die Energie zum Betreiben der Wärmepumpe wesentlich kostengünstiger ist als die Energie zur Erzeugung von jeweils zusätzlichem Frischdampf, der bei den bekannten Verfahren bei jeder Umfüllung des Dampfes von einem zum anderen Autoklaven nach dem Druckausgleich zugesetzt werden

10 muß.

Die Verwendung der Wärmepumpe ergibt aber nicht nur in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, den Dampfkreislauf einer Autoklavbatterie teilweise oder vollkommen !

frischdampflos zu betreiben, sondern sie ermöglicht

auch auf besonders einfache Weise,einen Autoklaven zu |

evakuieren. Das Evakuieren wird üblicherweise jeweils vor dem Einleiten von Dampf durchgeführt, um den Autoklaven zu entlüften. Die Entlüftung kann der Dampfkompressor 7 besorgen, der nach Art einer Pumpe arbeitet. Wenn z. B. der Autoklav 2 in Fig. 1 evakuiert werden soll, werden die Ventile 5, 8 und 14 geöffnet und die |

Luft mit dem Dampfkompressor 7 über die Leitung 6 aus „

dem Autoklaven 2 gesaugt und in die Leitungen 10, 13 und 15 gedrückt, von wo aus sie ins Freie gelangen kann. Diese Möglichkeit der Evakuierung erhöht die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes der Wärmepumpe in besonderem Maße.

Eine weitere seit langem angestrebte Möglichkeit, die sich aus der Verwendung einer Wärmepumpe ergibt, ist, daß das bisherige Prinzip der Umfüllung des Dampfes geändert werden kann. Die Änderung des Prinzips, wonach

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zunächst hochgespannter Dampf bis zum Druckausgleich in den zu füllenden Autoklaven einströmt, dann ggf. niedriger gespannter Dampf in Kombination mit Frischdampf eingedrückt wird, gelingt durch die Kombination der Wärmepumpe mit mindestens einem an sich bekannten Dampfspeicher. Vorteilhaft ist die Kombination mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckspeicher, um die mit der Wärmepumpe zu überwindende Druckdifferenz möglichst klein zu halten und somit eine möglichst hohe Leistungszahl der Wärmepumpe zu erreichen.

Prinzipiell zeigt Fig. 2 eine derartige Anlage mit einem Speicher 17, der z. B. ein Hochdruckspeicher sein kann. Im Vergleich zur Anlage nach Fig. 1 weist die Anlage nach Fig. 2 eine zum Speicher 17 führende Zuleitung 18 mit einem Ventil 19 sowie eine vom Speicher 17 abführende Leitung 20 mit einem Ventil 21

auf, wobei die Leitung 20 in die Leitung 10 einmündet. j
■ Von der Ableitung 20 zweigt eine Leitung 22 mit Ventil

23 zur Leitung 6 ab.

Mit dieser Härteanlage kann z. B. wie folgt gearbeitet werden. Vom abzulassenden Autoklaven 1 wird mit entsprechender Ventil stellung über die Leitungen 3, 6 und 18 hochgespannter Dampf in den Speicher 17 bis zum Druckausgleich geleitet. Dann wird über die Leitung 3 niedriger gespannter Dampf in den evakuierten Autoklaven 2 eingelassen, ebenfalls bis zum Druckausgleich. Anschließend wird der Autoklav 1 mit der Wärmepumpe 7 über die Leitungen 3 und 6 leergepumpt, der Dampf verdichtet und über die Leitung 10 in den Autoklaven 2 gepumpt. Danach kann über die Leitungen 20 und 10 aus dem Speicher 17 hochgespannter Dampf bis zum Druckausgleich entnommen werden. Der Rest des erforderlichen Dampfes wird schließlich über die Leitungen 20, 22 aus dem Speicher 17 gesaugt, in der Wärmepumpe 7 verdichtet und über die

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Leitung 10 in den Autoklaven 2 gedrückt. Wenn man bedenkt, daß die Dampfvolumina sich umgekehrt proportional zum Druck verhalten, kann man ermessen, welcher bedeutende Vorteil daraus resultiert, daß niedrig gespannter Dampf direkt vom zu entleerenden in den aufzuheizenden Autoklaven geleitet werden kann.

Ebenso kann mit der Wärmepumpe 7 aus einem Autoklaven 1 oder 2 über die Leitungen 3, 6, 10 und 24 Dampf in den Speicher 17 gepumpt werden, wenn das Druckniveau im Speicher höher ist als im jeweiligen Autoklaven. Dies gelingt noch effektiver, wenn zwei oder mehr Speicher 17 hintereinander geschaltet werden, wobei der zweite Speicher als Niederdruckspeicher betrieben wird, der

z. B. nach dem ersten Druckausgleich im ersten Speicher den niedriger gespannten Dampf aus dem zu entleerenden Autoklaven bis zum Druckausgleich aufnimmt und entsprechend in umgekehrter Reihenfolge an den zu füllenden Autoklaven abgibt.

Mit den aufgezeigten Mitteln kann der Dampfkreislauf einer Autoklavbatterie, bestehend aus mehreren Autoklaven, optimal durchgeführt werden, ohne daß Frischdampf zugesetzt werden muß. Der Zusatz von Frischdampf ist lediglich z. B. bei Dampfverlusten oder nach dem Ablassen der gesamten Anlage erforderlich. Das optimale Behandlungsschema kann selbstverständlich vom beispielsweise beschriebenen abweichen. Der Durchschnittsfachmann wird das jeweilige günstigste Betriebsschema ohne weiteres

30 aufstellen können.

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Claims (6)

Schutzansprüch

1. Vorrichtung zum Betreiben mehrerer Autoklaven einer Autoklavbatterie, in der Dampf im Kreislauf geführt wird, wobei zwischen zwei Autoklaven eine die Autoklaven verbindende Überströmdampfleitung angeordnet ist, in der zwei Absperrventile befestigt sind, gekennzeichnet durch eine einendig an einer im Kreislauf angeordneten Wärmepumpe (7) befestigte Abpumpdampfleitung (6), die anderendig in die Überströmdampfleitung (3) zwischen den Absperrventilen (5 und 4) einmündet, wobei zudem an der Wärmepumpe (7) einendig eine Speisedampfleitung (10) befestigt ist, die anderendig in den Autoklaven (1) einmündet, und wobei ein Abzweigdampfleitungsstück zwischen der Speisedampfleitung (10) und dem Autoklaven (2) angeordnet ist, und wobei in dem Abzweigdampfleitungsstück ein Ventil (11) und zwischen der Anschlußstelle des Abzweigdampfleitungsstücks an der Speisedampfleitung (10) und dem Autoklaven (1) in der Speisedampfleitung (10) ein Ventil

20 (12) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abpumpdampf-

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leitung (6) !wischen der Einmündungsstelle in die Überströmdampfleitung (3) und der Wärmepumpe (7) ein Absperrventil (8) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil (8) und der Einmündung der Abpumpdampfleitung (6) in die Überströmdampfleitung (3) einendig eine Dampfleitung (13) befestigt ist, die anderendig an der 10 Speisedampfleitung (10) zwischen der Wärmepumpe (7) und der Einmündung des Abzweigdatnpf ? ei tungsstücks angeordnet ist, wobei in der Dampfleitung (13) zwei auf Abstand befindliche Ventile (14 und 16) eingebaut sind, zwischen denen eine Zudampfleitung (15) in der Dampfleitung (13) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der Abpumpdampfleitung (6) zwischen dem Ventil (8) und der Einmündung der Abpumpdampfleitung (6) in die Überströmdampfleitung \ (3) einendig eine Zudampfleitung (18) befestigt ist,

. die anderendig an einem Dampfspeicher (17) angeordnet

\ ist, wobei in der Zudampfleitung (18) ein Ventil (19)

befestigt ist, und daß zwischen Ventil (19) und Ein- | 25 mündung der Zudampfleitung (18) in die Abpumpdampf- ! leitung (6) an der Zudampfleitung (18) eine Dampfleitung (24) angeordnet ist, die anderendig an der Speisedampfleitung (10) zwischen einemder Wärmepumpe (7) nachgeordneten Ventil und der Einmündungsstelle des Abzweigdampfleitungsstücks befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Dampfspeicher (17) eine Dampfleitung (20) angeordnet ist, die anderendig

an der Dampfleitung (24) befestigt ist, wobei in der Dampfleitung (20) ein Ventil (21) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil (21) und der Einmündung in den Dampfspeicher (17) an der Dampfleitung (20) eine Dampfleitung (22) befestigt ist, die anderendig in die Abpumpdampf .leitung (6) zwischen Ventil (8) und Wärmepumpe (7) einmündet, wobei in der Dampfleitung (22) ein Ventil (23) befestigt ist.