DE908911C - Steam heating system, especially for extensive heating areas - Google Patents

Description

Dampfheizungsanlage, insbesondere für ausgedehnte Heizungsgebiete Für die Wärmeversorgung ausgedehnter Heizungsgebiete, etwa für Stadtheizungem, kommt nur Dampf oder Heißwasser in Frage, wenn man von der elektrischen Heizung absieht, deren Anwendungsmög1ichkeiten sehr beschränkt sind. Für die I)aml),fheizung spricht z. B. die Tatsache, daß eine nachträgliche Erweiterung des Heiznetzes und eine Vermaschung dieses Netzes ohne Schwierigkeiten möglich ist. Man ist also hinsichtlich der Planung wesentlich freier. Auch entfällt die Rücksicht auf die bei der Heißwasserheizung nötigen Umwälzpumpen, die für eine gegebene Wassermenge bestimmt sein müssen und bei einer etwaigen Netzerweiterung nicht mehr ausreichen. Ferner ist zu beachten, daß bei Instandsetzungsarbeiten an Heißwasserleitungen oder Anbringen nachträglicher Anschlüsse unter Umständen größere Netzteile entleert werden müssen, so daß beträchtliche Heißwassermengen verlorengehen.Steam heating system, in particular for extensive heating areas For the heat supply of extensive heating areas, e.g. for city heating, comes only steam or hot water in question, apart from the electric heating, whose possible applications are very limited. For the I) aml), f heating speaks z. B. the fact that a subsequent expansion of the heating network and meshing this network is possible without difficulties. So you are in terms of planning much freer. There is also no need to consider the hot water heating necessary circulation pumps, which must be intended for a given amount of water and no longer sufficient in the event of a network expansion. It should also be noted that that when repairing hot water pipes or attaching subsequent ones Connections may have to be emptied larger power supplies, so that considerable Quantities of hot water are lost.

Bei Heißwasserheizungen entfallen eine Reihe von Zusatzeinrichtungen, die bei Dampfleitungen notwendig sind. Hierzu gehört insbesondere die Kondensatwirtschaft mit ihren Pumpen und den zahlreichen Kondenstöpfen. Außerdem müssen Dampfleitungen wegen des sich bildenden Dampfwassers in der Strömungsrichtung mit Gefälle verlegt werden, was unter Umständen zu Umwegen bei der Verlegung des Rohrnetzes zwingt. Die benötigten Rohrausgleicher sind umfangreich und lassen sich nur schwer unterbringen, und schließlich kann man bei vermaschten Rohrnetzen nicht mit Sicherheit die Strömungsrichtung in den einzelnen Strängen angeben, so daß für die Lage der Steigungen keine genaue Vorausbestimmung gemacht werden kann.A number of additional devices are not required for hot water heating systems, which are necessary for steam lines. This includes in particular the condensate management with their pumps and the numerous condensate pots. Also need steam pipes Due to the steam water that forms, it is laid with a gradient in the direction of flow which may lead to detours when laying the pipe network. The pipe compensators required are extensive and difficult to accommodate, and finally cannot be done with certainty with meshed pipe networks indicate the direction of flow in the individual strands, so that for the location of the Slopes no precise prediction can be made.

Aus diesen Überlegungen entstand die Aufgabe, eine Heizungsanlage zu entwickeln, die die Vorteile der Dampf- und der Heißwasserheizung vereinigt, ohne ihre Nachteile aufzuweisen.From these considerations, the task of a heating system arose to develop that combines the advantages of steam and hot water heating, without having their disadvantages.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Dampfheizungsanlage, insbesondere für ausgedehnte Heizungsgebiete, für die den Heizdampf führenden Rohre eine Beheizung, insbesondere durch Heißwasser, vorgesehen ist. Dem Dampf fällt dabei die Aufgabe zu, die Heizwärme an die Verbraucher zu leiten, während die Heißwasserheizung dazu dient, die Ferndampfleitung derart zu beheizen, daß eine Kondensation im Innern der Dampfleitung vermieden wird. Ohne zunächst auf die Zuordnung der Heißwasserrohre zu den Dampfrohren im einzelnen einzugehen, seien noch folgende allgemeine Gesichtspunkte hervorgehoben.This object is achieved according to the invention in that in one Steam heating system, in particular for extensive heating areas, for which the heating steam heating, in particular by hot water, is provided. To the Steam has the task of directing the heat to the consumer while the hot water heater is used to heat the remote steam line in such a way that a Condensation inside the steam line is avoided. Without first referring to the assignment the hot water pipes to the steam pipes are to be discussed in detail as follows general considerations highlighted.

Die Wärmemenge, die zur Beheizung der Dampfleitung erforderlich ist, wird zum Teil durch Strahlung und zum Teil durch Berührung übertragen. Eine annähernd gleichmäßige Verteilung der zugeführten Wärme über die Rohroberfläche ist infolge des guten Wärmeleitvermögens der Rohrwand zu erwarten. Überschlagsrechnungen zeigen, daß schon ein Temperaturunterschied von etwa 20° zwischen Heißwasser und Dampf zur Erreichung des Zweckes ausreicht. Die Heißwasserbeheizung der Dampfrohre beansprucht nur einen kleinen Anteil der, gesamten beförderten Wärmemenge. Bezogen auf die maximale Wärmemenge dürften einige Prozent Zusatzheizung genügen. Die Leitungen der Zusatzheizung benötigen deshalb nur sehr kleine, lichte Weiten. Wenn auch dabei zusätzliche Wärmeverluste der Heißwasserleitungen entstehen, so ist doch zu bedenken, daß die Verluste der Kondenstöpfe und der anschließenden Kondensatleitungen dafür in Fortfall kommen.The amount of heat required to heat the steam line is transmitted partly by radiation and partly by touch. An approximate uniform distribution of the supplied heat over the pipe surface is a result the good thermal conductivity of the pipe wall is to be expected. Show rough calculations that a temperature difference of about 20 ° between hot water and steam for Achieving the purpose is sufficient. The hot water heating of the steam pipes is demanding only a small proportion of the total amount of heat transported. Based on the maximum A few percent additional heating should be sufficient for the amount of heat. The pipes of the additional heating therefore only need very small, clear widths. Even if there is additional heat loss the hot water pipes arise, so it should be borne in mind that the losses of Condensation traps and the subsequent condensate lines are no longer available.

Besonders bedeutungsvoll ist, daß bei der Heizungsanlage nach der Erfindung die unvermeidlichen Ausgleichbögen senkrecht verlegt werden können. Das ist deshalb von Vorteil, da der Straßenquerschnitt nicht mehr durch die früher waagerecht zu verlegenden Bögen in Anspruch genommen wird. Entsprechend werden auch die Schachtkosten geringer, denn man wird jetzt diese Ausgleichbögen in säulenartigen Straßenaufbauten unterbringen können. Damit ist eine wesentlich größere Freizügigkeit in der Rohrverlegung erzielt als bisher. Die Verlegung der Rohrleitungen mit Gefälle ist jetzt nicht mehr notwendig, da kein Dampfwasser entstehen kann. Man kann infolgedessen nach Belieben andere Leitungen, Kabel USW. unterfahren oder überfahren. Die für die Überwachung der Kondenstöpfe notwendigen Schächte entfallen. Darüber hinaus entfällt die gesamte Kondensatwirtschaft für die Kondenstöpfe mit den zahlreichen Pumpen. Naturgemäß bleibt wie bisher die Rückführung des Heißdampfkondensats zur Kesselanlage erhalten.It is particularly significant that in the heating system according to the invention, the unavoidable compensating bends can be laid vertically. This is an advantage because the cross-section of the street is no longer required by the arches that used to be laid horizontally. Correspondingly, the shaft costs are also lower, because you will now be able to accommodate these compensating arches in pillar-like road structures. This means that there is much greater freedom of movement in laying pipes than before. It is no longer necessary to lay the pipelines with a slope, as no steam water can be produced. As a result, other lines, cables, etc. can be used at will. run under or run over. The shafts required for monitoring the condensate pots are no longer necessary. In addition, the entire condensate management for the condensate pots with the numerous pumps is no longer necessary. Naturally, the return of the superheated steam condensate to the boiler system is retained as before.

Betrieblich ist noch folgender Vorteil zu beachten: Dampfleitungen sollen nach Möglichkeit durchgehend in Betrieb gehalten werden, denn wenn man den Betrieb unterbricht und die Leitung dann wieder anfährt, so entstehen in der kalten Leitung solche Kondensatmengen, die weit größer sind als die im Beharrungszustand anfallenden Mengen, die durch die Kondenstöpfe abgeführt werden müssen. Gefährlich sind auch die Bewegungen des ganzen Rohrnetzes infolge der Temperaturänderungen, so daß auch aus diesem Grund eine lange Anheizzeit in Kauf genommen werden muß, wenn es nicht möglich ist, Betriebsunterbrechungen zu vermeiden. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Heizungsanlage, auch wenn der Dampf abgestellt ist, auf einem gewissen Beharrungszustand gehalten werden kann, fallen alle diese Schwierigkeiten fort. Das Rohrnetz kann deshalb, z. B. bei Luftangriffen oder zur Vornahme von Überholungsarbeiten, voll einer Stelle abgeschaltet und durch Entlüftungsventile druckfrei gemacht werden. Es besteht also auch die Möglichkeit, die Kessel des Heizkraftwerks dadurch besonders auszunutzen, daß bei der Lichtspitze im Winter die Heizdampfleitung am Kraftwerk für einige Zeit abgeschaltet wird, so daß der in den Kesseln erzeugte Dampf zur Deckung der Energiespitzen hereingezogen werden kann. Wenn man nach Überwindung der Spitzen dann wieder Dampf in das Heiznetz gibt, so ist dieses auf der Betriebstemperatur geblieben, ohne daß störende Kondensation, Wärmebewegungen usw. eintreten.Operationally, the following advantage must be taken into account: Steam lines should be kept in operation continuously if possible, because if the operation is interrupted and the line then restarted, the amount of condensate in the cold line is much greater than the amount that occurs in the steady state that have to be discharged through the condensate pots. The movements of the entire pipe network as a result of the temperature changes are also dangerous, so that, for this reason too, a long heating-up time must be accepted if it is not possible to avoid operational interruptions. Because, according to the invention, the heating system, even when the steam is switched off, can be kept at a certain steady state, all these difficulties are eliminated. The pipe network can therefore, for. B. during air raids or to carry out overhaul work, fully shut down a point and depressurized by vent valves. There is also the possibility of making particular use of the boilers of the heating power plant by switching off the heating steam line at the power plant for some time when the light peak in winter so that the steam generated in the boilers can be drawn in to cover the energy peaks. If, after overcoming the peaks, steam is returned to the heating network, it has remained at the operating temperature without disruptive condensation, heat movements, etc. occurring.

Es ist möglich, die zur Beheizung des Dampfnetzes dienenden Heißwasserleitungen für eine größere Heißwassermenge auszulegen, als für diese Beheizung gebraucht wird, und dann Verbraucher anzuschließen, die während des ganzen Jahres Wärme benötigen. Die Fernleitung kann also vor allem während der Sommermonate völlig stillgesetzt werden, was für die Verringerung der Wärmeverluste von wesentlicher Bedeutung ist.It is possible to use the hot water pipes used to heat the steam network designed for a larger amount of hot water than is needed for this heating, and then connect consumers who need heat all year round. The pipeline can therefore be completely shut down, especially during the summer months which is essential for reducing heat losses.

In besonderer Ausbildung können nach der Erfindung die Heizrohre in Form gerader Stränge auf die Dampfrohre aufgebracht und durch Spannbänder gehalten werden.In a special training, the heating pipes in In the form of straight strands applied to the steam pipes and held in place by tightening straps will.

Das Schaltbild eines Wärmekraftwerks gemäß der Erfindung ist in der Fig. i dargestellt. Es ist a der Kessel des Heizwerks, it die Frischdampfleitung, an die die Gegendruckturbine b zum Antrieb des Stromerzeugers e' angeschlossen ist. Die Gegendrtickleitungm ist die zu den Wärmeverbrauchern führende Heizleitung in. Diese wird nun gemäß der Erfindung durch die Heizflächen il bis -i3 aufgeheizt, die an eine Warmwasserheizungsanlage angeschlossen sind. In diesem Falle ist angenommen, daß das Warmwasser in einem Mischvorwärmer f aufbereitet wird, dem Frischdampf über das Ventil g zugeführt wird. h ist eine Umwälzpumpe, k die Heißwasservorlaufleitung, l die Wasserrücklaufleitung. Das in den Dampfverbrauchern anfallende Heizdampfkondensat wird mittels der Leitung o in den Mischvorwärmerentgaser zurückgeführt und durch die Speisepumpe e in den Kessel a gedrückt.The circuit diagram of a thermal power plant according to the invention is in Fig. I shown. It is a the boiler of the heating plant, it is the main steam pipe, to which the back pressure turbine b for driving the power generator e 'is connected. The counter pressure line is the heating line leading to the heat consumers in. This is now heated according to the invention by the heating surfaces il to -i3, that are connected to a hot water heating system. In this case it is assumed that the hot water is prepared in a mixer preheater f, the live steam over the valve g is supplied. h is a circulation pump, k is the hot water supply line, l the water return pipe. The heating steam condensate that arises in the steam consumers is by means of the line o returned to the mixer preheater degasser and pressed into the boiler a by the feed pump e.

Der Querschnitt eines Heizkanals mit einem Dampfrohr nach der Erfindung ist beispielsweise in Fig. z der Zeichnung dargestellt. Das Heizdampfrohr i ist in bekannter Weise mit einer Wärmedämmschicht a umgeben und in einem abgedeckten Kanal 3 verlegt. Längs der Oberfläche des Rohres i liegen die Heizrohre 4., die von Heißwasser durchflossen sind, und zwar ist angenommen, daß sich diese Rohre parallel zur Achse des Dampfrohrs erstrecken. Sie werden mit Hilfe eines Spannbandes 5 auf die Oberfläche des Rohres i gedrückt. 6 ist das Heißwasservorlaufrohr, 7 das Rücklaufrohr. Mit 8 ist die Kondensatrückführungsleitung der Heizungsanlage bezeichnet. Der bauliche Aufwand der Rohrwandheizung ist nicht sehr erheblich; es sind lediglich die beiden Rohre 6 und 7 mit den Verbindungsleitungen zusätzlich zu verlegen, während die Heizungsrohre 4 keinen zusätzlichen Raum beanspruchen, da sie innerhalb der Dämmschicht liegen.The cross section of a heating duct with a steam pipe according to the invention is shown for example in Fig. z of the drawing. The heating steam pipe i is Surrounded in a known manner with a thermal insulation layer a and covered in a Channel 3 relocated. Along the surface of the tube i are the heating tubes 4., the are traversed by hot water, and it is assumed that these pipes extend parallel to the axis of the steam pipe. You will be using a tightening strap 5 pressed onto the surface of the tube i. 6 is the hot water supply pipe, 7 is the Return pipe. With 8 the condensate return line of the heating system is referred to. The structural complexity of the pipe wall heating is not very significant; they are only to lay the two pipes 6 and 7 with the connecting lines in addition, while the heating pipes 4 do not take up any additional space, as they are within the Insulation layer.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfheizungsanlage, insbesondere für ausgedehnte Heizungsgebiete, z. B. für Städteheizung, dadurch gekennzeichnet, daß für die den Heizdampf führenden Rohre eine Beheizung, besonders durch Heißwasser, vorgesehen ist. z. Dampfheizungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (4) auf die Dampfrohre (i) in Form gerader Stränge aufgebracht sind. 3. Dampfheizungsanlage nach Anspruch?., dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (4) auf denDampfrohren (i) durch Spannbänder (5) gehalten sind.PATENT CLAIMS: i. Steam heating system, especially for extended Heating areas, e.g. B. for city heating, characterized in that for the Heating steam pipes are provided, especially with hot water is. z. Steam heating system according to claim i, characterized in that the heating pipes (4) are applied to the steam pipes (i) in the form of straight strands. 3. Steam heating system according to claim?., characterized in that the heating pipes (4) on the steam pipes (i) are held by straps (5).