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" Installation de production de force motrice à vapeur avec accumulateurs de chaleur ".
La présente invention se rapporte aux installations de production de force motrice à vapeur, telles que par exemple , des centrales électriques aveo un ou plusieurs accumulateurs de chaleur remplis totalement ou en partie - d'eau et desquels on prélève de la vapeur pour actionner une machine génératrice de force motrice. Lors du prélè- vement de la vapeur la pression de l'installation d'accu- mulation baisse, tandis qu'elle remontes nouveau lorsqu'on recharge cette installation. La pression de l'accumulateur osoille dès lors entre une pression maximum (pour un ac- cumulateur en pleine charge) et une pression minimum (pour un accumulateur déchargé). Les réservoirs d'accumulateur doivent être calculés pour la pression maximum.
Dans les installations de cette espèce et en particu- lier dans oelles comprenant des chaudières à vapeur à
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très haute pression, les accumulateurs de vapeur étaient jusqu'à ce jour placés dans la région de basse pression, car on était d'avis que,pour des raisons de oonstruc- tion et des raisons thermiques et financières, il est utile de remplacer dans uhe large mesure, les chambres à eau de chaudière par des acoumulateurs de chaleur dans la région des basses pressions.
Etant donné que la capacité d'accumulation de lm3 d'eau dans la région de pressions entrant en ligne de oompte pour les accumulateurs système Ruths avec une pression effective maximum de 15 atm. est de loin supérieure à celle obtenue pour des pressions maxi- ma de 50 à 100 atm., on avait calculé que pour un même rendement d'accumulation, le prix d'installation est beaucoup plus avanageux dans la région de basse pres- sion que dans celle de haute pression.
La tendance à éviter des chambres à eau dans la ré- gion de haute pression a prévalu de plus en plus et, par exemple, aboutit à ce que dans des chaudières de certains types telles que, par exemple, la chaudière montablai- re Sulzer et la chaudière Benson , on a tout à fait renon- oé..à l'emploi d'une chambre à eau quelconque. Dans des installations avec des chaudières de cette espèce sont alors généralement prévus des réservoirs d'accumulation dans la région de basse pression. La pression maximum des installations d'accumulation de vapeur réalisées dans les centrales n'a pas dépassé à ce jour 16 atm. Dans un cas spécial on a prévu à titre exceptionnel une pression de 24 atm.
La plus connue de ces installations est l'insu tallation d'accumulateurs à la Centrale Electrique de Charlottenburg, dont la pressionmaximum est de 13 atm.
L'installation d'accumulateurs Ruths la plus moderne mon- tée à la Centrale Electrique d'terdam possède une pres- sion maximum de 15 atm.
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L'invention indique une voie s'écartant totalement de celle suivie à ce jour et consiste en ce que dans les installations de vapeur, dans lesquelles les machines motrices sont alimentées par de la vapeur fournie par un accumulateur, l'installation d'accumulation est calcu- de plus lé par une pression maximum/de 60 atm.
Selon l'état précédent de la technique l'économie de l'installation d'accumulateurs diminue avec L'augmenta- tion de la pression maximum. Selon la théorie donnée par l'invention, l'économie au contraire augmente dans le cas des pressions maxima de plus de 60 atm., ainsi qu'il ressort de la figure 1. L'accumulateur à haute pression est en outre supérieur,pour d'autres raisons qui seront indiquées ci-après, à l'accumulation pratiquée jusqu'à ce jour dans la région de basse pression. Le diagramme de la Fig. 1 donne la comparaison des frais de l'accumula- tion à haute pression et celle à. basse pression . Il est supposé que le rendement et ,le débit sont les mêmes dans les deux cas . Les pressions maxima sont portées en abscisses et les prix de l'installation d'accumulateurs en ordonnées.
Etant donné que ces prix sont variables selon l'état du marché et que ce ne sont pas les valeurs absolues mais le rapport entre les prix qui importe, le diagramme indique uniquement les valeurs relatives .
Les courbes K15, K30 K40 représentent le prix de l'installation d'accumulateurs aveo une pression de dé- charge minimum de 15, 30 et 40 atm. Le prix d'un accumula- teur à basse pression d'usage courant à ce jour , qui tra- vaille entre 15 atm. et environ 2 atm. est désigné par KN; les courbes montrent que les frais d'installation d'accumulateurs à haute pression baissent pour une pres- sion maximum croissante.
La pression d'admission la plus basse des turbines
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de type;) anciens se trouvant encore en service d'oit être d'environ 15 atm. Si l'installation d'accumulateurs à haute pression est déchargée jusqu'à cette pression d'ad- mission de 15 atm., la supériorité de l'aseumulateur à haute pression sur celui à basse pression commence pour une pression maximum de 60 atm.
Une augmentation de la pression au delà de 200 atm. n'apporte aucun avantage. La courbe de prix K40 c.à.d. celle pour une pression de décharge minimum de 40 atm., se relève même à nouveau . Pour des pressions maxima dé- passant 200 atm. l'accumulateur ne peut encore être dé- chargé que jusqu'à 30 atm. environ, étant donné que pour des raisons expliquées ci-après à cette pression il n'y a déjà plus de vapeur du tout.
Pour des pressions de décharge supérieures à 20 atm. environ, les frais d'installation les plus bas corres- pondent aux pressions maxima comprise entre 100 et 200 atm.
Les raisons du résultat surprenant que dans les cen- trales les accumulateurs à haute pression dépassant 60 atm. sont plus économiques que ceux à basse pression,rési- dent principalement dans ce que lors de l'accumulation dans une région de pressions de cet ordre de grandeur le réservoir lui-même absorbe une fraction considérable de la chaleur à accumuler et la cède au moment de la décharge.
Cette chaleur emmagasinée dans le fer des parois de l'ac- cumulateur a pour résultat d'acorottre tsés considéra- blement le pouvoir d'accumulation.
La fig. 2 donne des renseignements à ce sujet. Les courbes a et b représentent le pouvoir d'accumulation moyen par m3 de contenance d'accumulateur pour une instal- lation déchargée jusque une préssion d'environ 30 atm; la courbe a représente la quantité de Tapeur prélevée de l'installation d'accumulateurs.sans qu'il soit tenu compte
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de la chaleur du fer , tandis que la courbe b indique la capacité de l'installation d'accumulateurs y compris la chaleur fer. Il résulte de l'allure de la courbe a que l'augmentation de la capacité par atm. de pression initiale diminue constamment lorsque la pression croit et que dans la région supérieure de pression, la capacité peut à peine être augmentée par une augmentation de la pression maximum.
Tout autre est l'allure de la capacité si on tient compte de la chaleur du métal. L'augmentation de capacité par atm, d'augmentation de pression, due à la chaleur emmagasinée dans le feaugmente avec pression maximum croissante, de sorte qu'en tenant compte des deux facteurs (chaleur d'eau et chaleur du fer) la capacité d'accumulation de l'installation augmente pour une pres- sion maximum croissante.
En dehors de cette chaleur de métal, l'amélioration de la consommation de vapeur de la maohine motrice est une autre raison de la supériorité au point de vue écono- mique de l'accumulateur à haute pression sur celui à bas- se pression. La consommation de vapeur de l'installation d'accumulateurs à basse pression de Charlottenburg est en moyenne de 8,67 Kg/Kwh. Dans une installation de pro- duotion de force motrice avec accumulateurs à haute pres- sion, la, vapeur prélevée de l'accumulateur est détendue jusqu'à la pression d'admission de la machine motrice et surchauffée . La consommation de vapeur est de ce fait sensiblement améliorée et s'élève à environ 4,8 Kg/Kwh.
Cette circonstance contribue également dans une large me- sure à ce que l'installation d'accumulateurs possède dans la région de haute pression une capacité en Kwh. sensible- ment plus élevée que dans la région.de basse pression.
Enfin, le fait que le prix au Kg des tambours forgés est un peu plus avantageux que celui des réservoirs em- ployés pour les accumulateurs à basse pression joue égale-
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ment un certain rôle.
Toutes ces raisons conduisent à ce que, ainsi qu'il est représenté à la Fig. l, les frais d'établissement d'une installation d'accumulateurs de centrale de produc- tion de force motrice, dans la région de haute pression atteignent les frais de l'accumulation dans la région de basse pression et)dans une région de pression détermi- née , descendent même en dessous de ces derniers frais.
Outre des frais d'installation peu élevée , il y a encore toute une série d'autres avantages qui sont d'une importance décisive pour l'accumulateur à haute pression.
Dans les centrales avec accumulateurs à basse pres- sion on éprouve certaines difficultés à faire marcher les machines motrices avec',de la vapeur de l'accumulateur,car la pression de cette vapeur diminue au fur et à mesure- qu'on décharge l'accumulateur.Cela rend par conséquent , nécesseise certains aménagements des machines travaillant avec la vapeur d'accumulateurs. Ainsi on doit prévoir à la turbine des entrées spéciales par lesquelles la vapeur d'accumulateur est admise dans les étages de pression inférieure . De même, la distribution de la turbine fonc- tionnant avec la vapeur d'accumulateurs exige certains aménagements . Tous les aménagements ont pour résultat que le prix des turbines de cette espèce est supérieur à celui des machines normales.
La transformation des machi- nes existantes du type normal pour la marche avec accumula- teurs représente une dépense d'environ 20 à 50 % ou plus du prix d'une machine normale sans générateur et installa- tion de condensation.
Dans une installation selon la présente invention, on emploie des turbines normales à vapeur vive et la va- peur d'accumulateur est admise, le cas échéant avec la vapeur vive,dans le premier étage de la turbine. On suppri-
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me donc les frais"de transformation susmentionnés, ce qui est surtout d'importance capitale pour des installations d'accumulateurs ne servant qu'à titre de réserve momenta- née, en raison de la durée relativement minime de leur utilisation.
L'encombrement d'une installation d'accumulateurs à haute pression est de beaucoup inférieure à celui d'une installation d'accumulateurs à basse pression. Dans la fig. 1 se trouve indiqué en V30 le volume d'un sa cumula- teur à haute pression pour une pression de décharge mini- mum de 30 atm, en comparaison avec le volume VN d'un accu- mulateur à basse pression . Pour une pression maximum de 160 at. le volume de l'installation à haute pression n'est que de 1/5 environ du volume d'une installation à basse pression. Pour l'installation d'accumulateurs à haute pression on emploie utilement des tambours à haute pres- sion forgés ayant un diamètre d'environ 1 - 1,5 m. et une longueur de, par exemple, 9 à 10 m.
Une installation d'ac- cumulateurs de cette espèce peut être facilement placée dans les sous-sols de la centrale façon à n'être point visible de l'extérieur. Ceci constitue également un avantage qui ne doit pas être sous-estimé.
Etant donné qu'avec des accumulateurs à haute pression la vapeur d'accumulateur est détendue jusqu'à la pression d'admission de la machine motrice et que la pression reste donc constante, la machine alimentée par la vapeur d'accu- mulateur travaille à pleine charge pendant toutela période de décharge . Avec des accumulateurs à basse pression le volume spécifique de la vapeur d'accumulateur augmente avec l'avancement de la décharge et cette vapeur est admise au fur et à mesure de l'avancement de la décharge,dans la machine dans ses étages à pression plus basse, de sorte que pendant la période de décharge, le rendement de la ma-
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chine à vapeur d'accumulateur baisse et vers la fin de cette période ne représente plus qu'une fraction de la pleine charge.
Des avantages économiques tout particuliers sont obtenus par l'application de l'invention aux installa- tions d'accumulateurs, qui accumulent de la chaleur produi- te par du courant électrique .
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Dans les installations d'accumulateun.lconnues de cet te espèce, de la vapeur était produite dans une chaudière électrique par du courant en excès , principalement pendant la nuit, et cettevapeur était acoumulée dans un accumula- teur Ruths. Pendant la journée ou en cas de perturbation dans la canalisation électrique à longue distance, on sou- tirait de la vapeur, en réduisant la pression, et on en alimentait une turbine . La pression maximum d'une telle installation n'a jamais dépassé jusqu'à ce jour 15 at.La plus basse pression jusqu'à laquelle une installation d'accumulateurs de cette espèce fut déchargée jusqu'à présent était d'environ 0,5 - 3 at.
Les turbines à vapeur d'accumulateur étaient des machines spéciales avec plu- sieurs admissions, dans lesquelles la vapeur d'accumula- teur était introduite au fur et à mesure de la décharge, dans les étages de pression inférieure.
Ces installations possédaient un rendement relative- ment mauvais d'environ 15-18 % de sorte que pour obtenir 1 Kwh. de oourant accumulé , il faut environ 6 à 7 Kwh pour charger l'installation d'accumulateurs. Grâce à l'accumu- lation de l'énergie électrique selon la présente inven- tion, dans des accumulateurs à haute pression avec pres- sion maximum de plus de 60 at. il est possible d'améliorer le rendement jusqu'au delà de 25 % c.a.d. que pour 1 Kwh. d'énergie devant être fournie par l'installation d'accumu- lateurs il ne faut plus qu'environ 4-Kwh.pour le charge- ment.
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Le chauffage de l'eau d'accumulateurs jusqu'aux hautes températures requises s'opère opportunément dans un réohauffeur à circulation , lequel peut, par exemple, être réalisé en disposant les éléments de chauffage autour d'un tuyau dans lequel s'écoule l'eau d'accumulateur.
Le rendement peut encore être amélioré davantage en Soutirant de la machine motrice de la vapeur de contre- pression et en l'envoyant dans des appareils consommateurs de chaleur, tel que, par exemple, un chauffage à eau chau- de, Il est également très utile de réchauffer préalable- ment au moyen de la vapeur de soutirage enlevée à la machi- ne l'eau devant faire retour à l'installation d'accumula- teurs.
Il peut en outre y avoir avantage a transmettre la chaleur produite par le courant électrique à l'eau d'accumulateurs, au moyen d'un liquide ayant un point d'ébullition élevé, pour ne pas devoir construire le ré- ohauffeur à circulation pour les pressions élevées.
Etant donné que dans les installations d'accumula- teurs à haute pression dont la charge s'opère à l'aide de la vapeur surchauffée non condensable, on emploie pour charger l'accumulateur, la chaleur de surchauff age, qui ne forme qu'une partie minime de la quantité de ohaleur de la vapeur, la vitesse du chargement est limitée . Par con- séquent si dans une telle installation la charge diminue fortement, l'installation d'accumulateurs n'est plus à même d'absorber la chaleur en excès.
Selon la présente invention, on obvie à cet inconvé- nient en utilisant la chaleur en excès non absorbée par les appareils oonsommateurs de vapeur et l'accumulateur à haute pression simultanément avec condensation de la vapeur, pour réchauffer l'eau d'alimentation de l'accumu- lateur à haute pression ou de la chaudière à vapeur. Si l'eau d'alimentation réchauffée n'est pas employée immédia-
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tement pour l'alimentation de l'accumulateur à haute pression ou de la chaudière, elle peut être accumulée dans un accumulateur à basse pression, lequel est utile- ment raccordé à la canalisation de vapeur derrière le chargeur de l'installation d'accumulateurs à haute pres- sion.
Une telle installation est capable d'absorber direc- tement même de très grandes quantités de vapeur en excès et de céder instantanément de la vapeur pour couvrir toute brusque demande de vapeur. Par l'alimentation de la chau- dière par de l'eau réchauffée on peut accroître la produe- tion de vapeur de la chaudière. Il est connu que cet accroissement de rendement est limité et s'élève en règle générale à 15 jusqu'à 25 % de la production de vapeur nor- male.
Par la combinaison d'un accumulateur à haute pression avec un accumulateur d'eau d'alimentation on supprime les inconvénients de ces deux systèmes d'accumulateurs en compensant par les avantages des accumulateurs qui se com- plètent,d'une part, la vitesse de chargement limitée de l'accumulateur à haute pression et,d'autre part,la vitesse de décharge limitée de l'accumulateur d'eau d'alimentation.
Une telle installation est à même de compenser les fluctua- tions de la charge, quelles que soient les conditions de char- ge dans lesquelles elles se produisent.
L'alimentation de l'accumulateur à haute pression par de l'eau préalablement réchauffée offre cet avantage que seu- le la chaleur de haute qualité doit être apportée par le chargeur à l'installation d'accumulateurs à haute pression, pour l'emmagasinage de la température de l'eau conformément à la différence de pression entre la pression d'accumulateur et oelle de la chaudière.
Il en' résulte une meilleure utilisa- tion des dispositifs chargeurs et aussi une réduction du vo- lume de l'accumulateur à basse pression
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Etant donné que l'eau d'alimentation amenée au dispo- sitif chargeur possède déjà la température de la vapeur de chaudière saturée, l'augmentation de température de l'eau d'alimentation, qui doit être obtenue par le dis- positif chargeur, est moindre que dans les installations, dans lesquelles l'accumulateur à haute pression est ali- menté en eau ayant une température moindre. On peut dès lors réchauffer en une unité de temps et avec une même quantité de vapeur une plus grande quantité d'eau d'ali- mentation et par conséquent la quantité d'eau devant être emmagasinée dans l'accumulateur à basse pression peut être diminuée .
Selon les conditions de la charge dans lesquelles fonctionne l'installation , il est également possible de renoncer à un réservoir à basse pression pour l'accumula- tion de l'eau réchauffée. Il est ensuite possible, si l'installation d'accumulateurs à haute pression se compo- se de plusieurs réservoirs à haute pression et si cette installation n'est pas entièrement chargée , d'employer un ou plusieurs des réservoirs à haute pression pour l'emmagasinage de l'eau chauffée à une température mains élevée.
L'installation peut être réglée de manière que la chaleur en excès soit utilisée d'abord pour charger l'ac- cumulateur à haute pression et que l'accumulateur à basse pression reçoive la partie du surplus de chaleur, qui ne peut plus être absorbée par l'accumulateur à haute pres- sion.
En outre il y a avantage de s'occuper d'abord de l'alimentation de la chaudière et seulement après de l'a- limentation de l'accumulateur, de sorte que la réserve d'eau de l'accumulateur d'eau d'alimentation est, à u n certain point de vue, combinée avec l'accumulateur à haute pression.
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pendant la période de décharge l'accumulateur à basse pression peut, si possible, être déchargé le premier.Ce n'est que lorsque l'effet de cette décharge ne suffit plus qu'on prélève, à titre de complément, de la vapeur de l'accumulateur à haute pression.
Les fig. 3 à 8 montrent des exemples de réalisation de l'invention et, notamment, l'installation d'accumula- teurs selon la fig. 3 est chargée par de la vapeur à basse pression surchauffée et non-condensable, celle selon la Fig. 4, par de la vapeur à haute pression et les instal- lations selon les figs. 5 à 7 à l'aide du courant électri- que . Dans l'installation selon la fig. 3 une installa- tion de production de vapeur se composant des chaudières 1 fournit de la vapeur à la turbine 2. Dans la conduite de vapeur principale 3' est intercalé un réchauffeur 4 en forme de chemise entourant une partie de la conduite susdite. L'accumulateur à haute pression est indiqué en 5. Une conduite 6 dans laquelle sont placées une pompe 7 et une soupape de réglage 8 mène vers le réchauffeur 4.
L'eau d'accumulation se dirige par cette conduite dans le réchauffeur . La vapeur formée s'écoule par la condui- te 9'dans l'accumulateur . La vapeur est extraite de l'accumulateur à travers une soupape réductrice 10. La vapeur d'accumulateur est surchauffée dans le surohauffeur 11 et se dirige ensuite par la conduite 12 dans la condui- te principale 3 où la vapeur d'accumulateur se mélange à la vapeur de chaudière et arrive avec cette dernière dans la turbine 2.
Il est évidemment aussi possible,, de faire marcher la machine 2 uniquement avec de la vapeur d'accumulateur, par exemple, en service de,,secours, jusqu'à ce que les chaudières 1 puissent fournir de la vapeur.
La soupape d'accumulateur 8 peut être réglée en dé-
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pendance de la température de surchauffe avant la machine 2 ou en dépendance de la.pression de vapeur dans la con- duite principale.
La pression de l'installation'de chaudières peutpar exemple, être de 30 at. et la température de surchauffe, de 450 . Le surohauffeur 4 peut être calculé de manière à ne pouvoir absorber qu'une quantité de chaleur détermi- née de sorte que la vapeur en écoulement ne perd qu'une partie de sa chaleur de surchauffe. La soupape de réglage 8 peut être réglée de la même manière. La pression maximum de l'installation d'accumulateurs peut, par exemple, être de 160 at. de sorte qu'on dispose d'une chute de pression de 160 à 30 at. pour l'accumulation . En abaissant davan- tage la pression dans la conduite de vapeur principale 3, par exemple, jusqu'à 20 at. on peut accroître davantage la capacité d'accumulation.
La vapeur prélevée de l'accu- mulateur 5, doit être remplacée, après la fin de la dé- charge , par exemple, par pompage de l'eau, par exemple, de l'eau de condensation du.réservoir 13 dans le circuit de l'accumulateur ou dans l'accumulateur.
Dans l'exemple de réalisation selon la fig. 4, l'ins- tallation comporte des chaudières à haute pression 21 à 120 at. et des chaudières à basse pression 22 à 15 at. En- tre les deux réseaux est intercalée une machine à contre- pression 23. Au réseau de basse pression est raccordée une machine à oondensation 24. L'installation d'accumula- teurs se compose de 3 réservoirs 25, 26 et 27 raccordés en série . Dans les conduites reliant les trois réservoirs sont placées des soupapes de retenue. La soupape de char- gement est indiquée en 28 et celle de décharge en 29. Dans l'accumulateur 25 est placé un surchauffeur 30. La pres- sion maximum de l'installation d'accumulateurs est de 120 at.
A l'opposé de l'exemple de réalisation selon la fig.3,
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l'installation d'accumulateurs est chargée par l'injection di recte de la vapeur. Les soupapes de réglage 28 et 29 peuvent être contrôlées de différentes manières.La soupape de charge- ment 28 peut être réglée à partir du réseau à haute pression et la soupape de décharge 29 à partir de celui à basse pres- sion.
Dans la fig. 5 l'accumulateur à haute pression estrepré- senté en 31 et la turbine à vapeur en 32. Dans le surchauf- feur à circulation 33 l'eau d'accumulateur est chauffée par le courant électrique . Dans la conduite descendante 34 et dans la conduite montante 35 s'établit automatiquement un. cir cuit d'eau. L'eau est refoulée dans le circuit d'accumulateur par la pompe 36. Pour épargner du travail de pompage, l'eau peut être refoulée après la fin de déchargement en une fois dans l'accumulateur. Il est cependant également possible, de régler par la soupape 37 l'admission d'eau pendant la période de chargement. Dans ce cas, il est utile de prévoir une soupa- pe de retenue dans la conduite 34.
Fig. 6 représente une installation dans laquelle la vapeur est prélevée de la turbine pour la production d'eau chaude. Il y a deux réservoirs d'accumulateur 41 et 42. Le circuit de chargement de l'installation d'accumulateurs pas- se par les conduits 43 et 44, la pompe 45, et la soupape de réglage 46, le réchauffeur 47 et la conduite 48. L'accumu- lateur 42 est chargé à partir de l'accumulateur 41 par de la vapeur prélevée de ce dernier . Le prélèvement de vapeur se fait à travers une soupape réductrice 49 et le surchauffeur 50 . D'ici la vapeur se dirige dans les turbines 51. Un réchauffeur à surface 52 et un réchauf- feur à mélange 53 sent raccordés aux turbines . L'eau chau- de est refoulée par la pompe 54 dans la conduite d'aller 55. La conduite de retour est indiquée en 56.
Entre ces deux dernières conduites est intercalé-un accumulateur 57. L'eau à réchauffer est prélevée par la pompe 58, qui
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d'une manière utile est réglée par la température de l'eau réchauffée après-le réchauffeur 53. Une conduite 59 mène de la conduite d'aller 55 dans le circuit d'accu- mulateur. L'eau est introduite dans le système d'accumu- lateurs par cette conduite. Des soupapes d'arrêt 60 et 61 sont alternativement ouvertes ou fermées.
L'installation d'accumulateurs 71 et 72 de la Fig.7 est réalisée d'une manière semblable à celle de la fig. 6.
Pour le chargement de l'installation d'accumulateurs, il y est fait usage d'un liquide à point d'ébullition élevée, lequel liquide est introduit par la pompe 73 dans le cir- cuit entre le réohauffeur 74 et l'accumulateur 71. Dans la conduite de retour est prévue un réservoir de compen- sation 75. Le chargement peut être réglé par une soupape 76. Au lieu de placer la surface de chauffe à l'intérieur de l'accumulateur 71, ainsi qu'il est représenté à la fig.
7, il est également possible de chauffer l'eau de l'accu- mulateur 71 en dehors de ce dernier dans un réchauffeur à travers lequel coule d'une part, l'eau d'accumulation et, d'autre part, le liquide à point d'ébullition élevé.
Des liquides de cette espèce peuvent également être employés pour surchauffer la vapeur d'accumulation ou bien, en addtion à la surchauffe à l'intérieur de l'accumula- teur 71 prévue dans la fig. 7, pour porter cette vapeur à une température encore plus élevée. A cet effet on peut prévoir dans l'exemple selon la fig. 7 un dispositif échan- geur de chaleur dans la conduite 77. Il peut aussi être opportun, surtout lorsque la vapeur d'accumulation doit être surchauffée par le liquide à point d'ébullition éle- vé d'emmagasiner ce liquide dans un accumulateur spécial.
Cet accumulateur peut être raccordé à la conduite 77 et remplacer en même temps le réservoir de compensation 75.
Enfin, l'installation peut être simplifiée encore davantage en faisant servir le réchauffeur préalable, qui
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chauffe l'eau d'accumulation pendant le chargement, à surchauffer la vapeur d'accumulateur pendant la décharge. de
Selon la fig. 8, les chaudières 81 équipées/sur- chauffeurs fournissent de la vapeur à la conduite 82 à laquelle sont raccordés une turbine 83 de même que d'au- tres appareils consommateurs non représentés. L'installa- tion d'accumulateurs à haute pression se oompose des ré- servoirs 84 et 85, dont le premier est raccordé par une conduite avec le réchauffeur ou évaporateur 86.
Une pompe 87 sert à la circulation de l'eau d'accumulateur à réchauf- fer ou bien à l'amenée d'eau à vaporiser dans le disposi- tif 86, ce dernier pouvant être disposé d'une manière quelconque et même, par exemple, dans l'accumulateur lui- même.
La soupape de réglage 88 règle l'écoulement d'eau dans le circuit de chargement de manière telle que la température de la vapeur de chaudière en arrière du dis- positif 86 ne descend pas en dessous d'une certaine limi- te ou bien que cette température est maintenue approxima- tivement constante. Dans ce dernier cas, le dispositif sert simultanément àu réglage de la surchauffe . On prélè- ve de la vapeur de l'accumulateur à haute pression à tra- vers une soupape réductrice contrôlée par la pression dans la conduite 82, et on l'introduit par la conduite 90 dans la conduite de vapeur 82.
Derrière le dispositif de chargement 86 est raccordé à la conduite 82 un accumulateur d'eau d'alimentation 91.
L'eau est amenée dans cet accumulateur à travers une valve de réglage 92 et l'eau chauffée est soutirée par la con- duite 93 pour l'alimentation de chaudières. La soupape de réglage 43 peut être contrôlée par la pression régnant dans la gonduite 82. A l'état d'équilibre la quantité d'eau fournie à l'installation de chaudières 81 à travers la conduite 93 égale % la quantité de'vapeur qui s'est
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condensée dans l'accumulateur 91 augmentée de la quantité d'eau apportée à travers la soupape 93. Si l'installation exige plus de vapeur, la pression dans la conduite 82 baissa et la soupape 92 réduit l'amenée d'eau à l'accumu- lateur de sorte qu'il se condense moins de vapeur et)par contre, plus de vapeur s'en va par la conduite 82 vers les appareils consommateurs.
Moins d'eau et de vapeur arri- vent dans l'accumulateur 91, ce qui se traduit par l'a- baissement du niveau d'eau. Si la quantité de vapeur deve- nue libre par suite de la fermeture du régulateur d'a limen- tation 92 est insuffisante pour couvrir les besoins en vapeur, on ouvre la soupape 89 et la vapeur manquante est prélevée de l'accumulateur à haute pression et introduite dans la conduite 82. La soupape 89 est réglée pour une pression un peu moindre que la soupape 92.
Le chargement de l'installation d'accumulateurs à haute pression se fait par le dispositif de chargement 86, dans lequel l'eau venant du réservoir d'accumulateur 84 ou amenée par la pompe 95 est réchauffée. Le réservoir 85 est chargé par de la vapeur venant du réservoir 8/et passant par la soupape de retenue 96. Le chargement de l'installation d'accumulateurs à haute pression est réglé' par une soupape 88, qui est contrôlée par la température de surchauffe en arrière du dispositif de chargement 86 d'une manière telle que cette soupape s'ouvre., lorsque cette température de surchauffe monte au delà d'une limite déterminée et qu'elle se ferme lorsque cette température descend en dessous d'une valeur déterminée.
Le chargement de l'accumulateur à basse pression 91 est réglé par la soupape 92 contrôlée en dépendance de la pression dans la conduite de vapeur 82. Lorsque la pres- sion monte dans cette conduite au delà d'une certaine grandeur, la soupape 92 laisse passer plus d'eau dans
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l'accumulateur 91, ce qui provoque la condensation d'une plus grande quantité de vapeur.
Le mécanisme du chargement de l'installation d'accu- mulateurs à haute pression et de l'accumulateur à basse pression est le suivant : Si le dispositif de chargement 86 n'absorbe pas toute la quantité de chaleur en excès et si la température de surchauffe monte parce que la surfa- ce de chauffe de l'installation de chargement est trop petite pour .enlever la quantité prévue de ohaleur de surchauffe à la vapeur s'écoulant par la conduite princi- pale 82, la température de la vapeur aux turbines 83 mon- te. Par conséquent la consommation de vapeur de ces machi- nes diminue et en raison de ce fait il y a trop de va- peur dans la conduite 82. Par suite de l'augmentation de pression qui en résulte, la soupape 92 s'ouvre et la va- peur en excès se condense dans l'accumulateur à basse pression 91.
La combinaison des accumulateurs à haute pression et des accumulateurs d'eau d'alimentation est particuliè- rement avantageuse pour des installations de chaudières à deux pressions différentes, l'accumulateur à haute pres- sion possédant une pression égale ou supérieure à celle de l'installation de chaudières de pression plus élevée et l'accumulateur à basse pression étant alimenté en va- peur par la chaudière ayant la pression moins élevée.
Dans ce cas, selon l'invention, l'eau d'alimentation de l'accu- mulateur à haute pression est réchauffée soit par la va- peur fournie par la chaudière à basse pression et ensuite par la vapeur fournie par la chaudière à haute pression, soit uniquement par la vapeur de cette dernière chaudière afin de remplir ainsi, d'une part, Les creux de la courbe de charge des deux installations de -chaudières ou bien, dans le dernier cas, celle de la courbe de l'installation de chaudières à haute pression.
Dans ce dernier cas le ré-
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chauffage préalable est opéré avec avantage dans des condenseurs. "
L'invention peut encore être réalisée de différentes autres manières et à la place et à côté des accumulateurs d'eau d'alimentation peuvent également être employés des accumulateurs en cascade hors desquels on prélève de la vapeur.
REVENDICATIONS.
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1. Installation de production de force motrice à va- peur avec accumulateur de chaleur rempli entièrement ou partiellement d'eau et hors duquel on prélève de la. vapeur simultanément avec réduction de pression, pour l'ac- tionnement d'une machine génératrice de force motrice ca- ractérisée en ce que l'installation d'accumulation est calculée pour une pression maximum de plus de 60 atm.
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"Steam motive power plant with heat accumulators".
The present invention relates to installations for the production of steam motive power, such as, for example, power stations with one or more heat accumulators filled entirely or in part - with water and from which steam is taken to operate a machine. generator of motive power. When the steam is taken off, the pressure in the storage installation drops, while it rises again when this installation is recharged. The accumulator pressure therefore fluctuates between a maximum pressure (for a fully charged accumulator) and a minimum pressure (for a discharged accumulator). Accumulator tanks should be calculated for maximum pressure.
In installations of this kind and in particular in installations comprising steam boilers with
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very high pressure, steam accumulators have until now been placed in the low pressure region, as it was believed that, for construction, thermal and financial reasons, it is useful to replace in uhe large measure, boiler water chambers by heat acumulators in the low pressure region.
Since the accumulation capacity of lm3 of water in the region of entering pressures is counted for the Ruths system accumulators with a maximum effective pressure of 15 atm. is far superior to that obtained for maximum pressures of 50 to 100 atm., it was calculated that for the same accumulation efficiency, the installation price is much more advantageous in the region of low pressure than in that of high pressure.
The tendency to avoid water chambers in the high pressure region has become more and more prevalent and, for example, results in boilers of certain types such as, for example, the Sulzer mountain boiler and the Benson boiler, the use of any water chamber has been completely abandoned. In installations with boilers of this kind are then generally provided storage tanks in the low pressure region. The maximum pressure of the steam storage installations built in the power plants has not exceeded 16 atm to date. In a special case, an exceptional pressure of 24 atm has been provided.
The best-known of these installations is the installation of accumulators at the Charlottenburg Power Station, with a maximum pressure of 13 atm.
The most modern Ruths accumulator system at the Rotterdam Power Station has a maximum pressure of 15 atm.
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The invention indicates a path totally deviating from that followed to date and consists in that in the steam installations, in which the prime movers are supplied by steam supplied by an accumulator, the accumulation installation is further calculated by a maximum pressure / 60 atm.
According to the previous state of the art, the economy of the accumulator installation decreases with the increase in the maximum pressure. According to the theory given by the invention, the economy on the contrary increases in the case of maximum pressures of more than 60 atm., As can be seen from FIG. 1. The high-pressure accumulator is also greater, for other reasons which will be indicated below, to the accumulation practiced to date in the region of low pressure. The diagram of FIG. 1 gives the comparison of the costs of the high pressure accumulation and that at. low pressure . It is assumed that the efficiency and, the throughput are the same in both cases. The maximum pressures are shown on the abscissa and the prices for the installation of accumulators on the ordinate.
Since these prices are variable depending on the state of the market and it is not the absolute values but the relationship between the prices that matters, the diagram shows only the relative values.
The curves K15, K30 K40 represent the cost of installing accumulators with a minimum discharge pressure of 15, 30 and 40 atm. The price of a low pressure accumulator in common use today, which works between 15 atm. and about 2 atm. is denoted by KN; the curves show that the installation costs of high pressure accumulators decrease with increasing maximum pressure.
The lowest inlet pressure of turbines
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of type;) old ones still in service of oit be about 15 atm. If the high-pressure accumulator system is discharged up to this inlet pressure of 15 atm., The superiority of the high-pressure aspirator over the low-pressure one begins at a maximum pressure of 60 atm.
An increase in pressure beyond 200 atm. does not provide any benefit. The K40 price curve i.e. that for a minimum discharge pressure of 40 atm. is even raised again. For maximum pressures exceeding 200 atm. the accumulator can only be discharged down to 30 atm. approximately, since for reasons explained below at this pressure there is already no more steam at all.
For discharge pressures greater than 20 atm. approximately, the lowest installation costs correspond to maximum pressures between 100 and 200 atm.
The reasons for the surprising result that in power stations high-pressure accumulators exceeding 60 atm. are more economical than those at low pressure, reside mainly in that during the accumulation in a region of pressures of this order of magnitude the reservoir itself absorbs a considerable fraction of the heat to be accumulated and gives it up at the moment of the landfill.
This heat stored in the iron of the walls of the accumulator results in a considerable increase in the capacity of accumulation.
Fig. 2 provides information on this subject. Curves a and b represent the average accumulator capacity per m3 of accumulator capacity for a discharged installation down to a pressure of about 30 atm; curve a represents the quantity of Tapeur taken from the accumulator installation, without taking into account
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heat of the iron, while curve b indicates the capacity of the storage system including the heat iron. It follows from the shape of the curve a that the increase in capacity per atm. Initial pressure decreases constantly as pressure increases and in the upper region of pressure the capacity can hardly be increased by an increase in maximum pressure.
The appearance of the capacity is quite different if we take into account the heat of the metal. The increase in capacity per atm, of increase in pressure, due to the heat stored in the soil increases with increasing maximum pressure, so that taking into account the two factors (water heat and iron heat) the capacity d The accumulation of the installation increases with increasing maximum pressure.
Apart from this metal heat, the improvement in the steam consumption of the prime mover is another reason for the economic superiority of the high pressure accumulator over the low pressure accumulator. The steam consumption of the Charlottenburg low pressure accumulator installation is on average 8.67 Kg / Kwh. In a power plant with high pressure accumulators, the vapor taken from the accumulator is expanded to the inlet pressure of the prime mover and superheated. Steam consumption is therefore significantly improved and amounts to approximately 4.8 Kg / Kwh.
This circumstance also contributes to a large extent to the fact that the accumulator installation has a capacity in Kwh in the high pressure region. significantly higher than in the low pressure region.
Finally, the fact that the price per Kg of forged drums is a little more advantageous than that of the reservoirs used for low pressure accumulators also plays a role.
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ment a certain role.
All these reasons lead to the fact that, as is shown in FIG. l, the costs of establishing an accumulator installation of a motive power plant, in the region of high pressure reach the costs of accumulation in the region of low pressure and) in a region of pressure determined, even fall below these latter costs.
In addition to the low installation costs, there are a number of other advantages which are of decisive importance for the high pressure accumulator.
In plants with low-pressure accumulators, some difficulty is experienced in operating the prime mover with steam from the accumulator, since the pressure of this steam decreases as the pressure is discharged. accumulator.This consequently necessitates certain arrangements for machines working with accumulator steam. Special inlets must therefore be provided to the turbine through which the accumulator vapor is admitted to the lower pressure stages. Likewise, the distribution of the turbine operating with accumulator steam requires certain modifications. All the adjustments result in the price of turbines of this kind being higher than that of normal machines.
The conversion of existing machines of the normal type for operation with accumulators represents an expenditure of about 20 to 50% or more of the price of a normal machine without generator and condensing installation.
In an installation according to the present invention, normal live steam turbines are used and the accumulator steam is admitted, where appropriate with live steam, into the first stage of the turbine. We suppress
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There are therefore the above-mentioned conversion costs, which are especially of capital importance for accumulator installations which serve only as a temporary reserve, owing to the relatively short duration of their use.
The overall dimensions of an installation of high pressure accumulators are much smaller than that of an installation of low pressure accumulators. In fig. 1 is indicated in V30 the volume of a high pressure accumulator sa for a minimum discharge pressure of 30 atm, in comparison with the volume VN of a low pressure accumulator. For a maximum pressure of 160 at. the volume of the high pressure installation is only about 1/5 of the volume of a low pressure installation. For the installation of high pressure accumulators, forged high pressure drums with a diameter of about 1 - 1.5 m are usefully used. and a length of, for example, 9 to 10 m.
An accumulator installation of this kind can easily be placed in the basements of the power station so as not to be visible from the outside. This is also an advantage which should not be underestimated.
Since with high pressure accumulators the accumulator vapor is expanded to the inlet pressure of the prime mover and the pressure therefore remains constant, the machine fed by the accumulator steam works at full charge during the entire discharge period. With low pressure accumulators the specific volume of the accumulator vapor increases with the progress of the discharge and this vapor is admitted as the discharge progresses, into the machine in its higher pressure stages. low, so that during the discharge period, the efficiency of the ma-
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china steam accumulator drops and towards the end of this period is only a fraction of full charge.
Very particular economic advantages are obtained by the application of the invention to accumulator installations which accumulate heat produced by electric current.
EMI8.1
In such known storage installations, steam was produced in an electric boiler by excess current, mainly at night, and this steam was accumulated in a Ruths accumulator. During the day or when there was a disturbance in the long-distance power line, steam was drawn off, reducing the pressure, and fed to a turbine. The maximum pressure of such an installation has never so far exceeded 15 at. The lowest pressure to which an accumulator installation of this kind has been discharged so far was about 0.5 - 3 at.
Accumulator steam turbines were special machines with several inlets, into which accumulator steam was introduced as it was discharged, into the lower pressure stages.
These installations had a relatively poor efficiency of about 15-18% so that to obtain 1 Kwh. of accumulated current, approximately 6 to 7 Kwh is needed to charge the accumulator installation. By accumulating electric energy according to the present invention, in high pressure accumulators with a maximum pressure of more than 60 at. it is possible to improve the efficiency up to more than 25% i.e. only for 1 Kwh. of energy to be supplied by the installation of accumulators, only about 4-Kwh. is needed for charging.
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The heating of the storage water to the required high temperatures takes place conveniently in a circulation reheater, which can, for example, be achieved by arranging the heating elements around a pipe in which the heat flows. accumulator water.
The efficiency can be further improved by withdrawing backpressure steam from the prime mover and sending it to heat-consuming devices, such as, for example, a hot water heater. It is useful to preheat the water to return to the accumulator system using the extraction steam removed with the machine.
It may also be advantageous to transmit the heat produced by the electric current to the water of accumulators, by means of a liquid having a high boiling point, in order not to have to construct the circulation heater for high pressures.
Since in high-pressure accumulator installations charged with superheated non-condensable steam, superheating heat is used to charge the accumulator, which only forms a minimal part of the amount of heat of the steam, the charging speed is limited. Consequently, if in such an installation the charge decreases sharply, the accumulator installation is no longer able to absorb the excess heat.
According to the present invention, this drawback is obviated by using the excess heat not absorbed by the steam consuming apparatus and the high pressure accumulator simultaneously with steam condensation, to heat the feed water of the steam generator. high pressure accumulator or steam boiler. If the heated feed water is not used immediately
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In order to supply the high pressure accumulator or the boiler, it can be stored in a low pressure accumulator, which is usefully connected to the steam line behind the charger of the high pressure accumulator system. high pressure.
Such an installation is capable of directly absorbing even very large quantities of excess steam and instantly releasing steam to cover any sudden demand for steam. By feeding the boiler with heated water, the steam production of the boiler can be increased. It is known that this increase in efficiency is limited and generally amounts to 15 to 25% of the normal steam production.
By combining a high pressure accumulator with a feed water accumulator, the drawbacks of these two accumulator systems are eliminated by compensating for the advantages of accumulators which complement each other, on the one hand, the speed. high pressure accumulator charging rate and, on the other hand, the limited discharge rate of the feedwater accumulator.
Such an installation is able to compensate for fluctuations in the load, whatever the load conditions in which they occur.
Feeding the high-pressure accumulator with pre-heated water offers the advantage that only high-quality heat has to be supplied by the charger to the high-pressure accumulator installation for storage. of the water temperature according to the pressure difference between the accumulator pressure and the boiler pressure.
This results in better utilization of the charging devices and also a reduction in the volume of the low pressure accumulator.
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Since the feed water supplied to the charging device already has the temperature of saturated boiler steam, the increase in temperature of the feed water, which must be obtained by the charging device, is less than in installations where the high pressure accumulator is supplied with water at a lower temperature. It is therefore possible to heat up in a unit of time and with the same quantity of steam a greater quantity of feed water and consequently the quantity of water to be stored in the low pressure accumulator can be reduced. .
Depending on the load conditions in which the installation is operating, it is also possible to dispense with a low-pressure tank for the accumulation of heated water. It is then possible, if the high-pressure accumulator installation consists of several high-pressure tanks and if this installation is not fully loaded, to use one or more of the high-pressure tanks for the storage of heated water at an elevated hand temperature.
The installation can be adjusted so that the excess heat is used first to charge the high pressure accumulator and the low pressure accumulator receives the part of the excess heat, which can no longer be absorbed. by the high pressure accumulator.
In addition, it is advantageous to deal with the boiler supply first and only afterwards with the storage tank supply, so that the water reserve of the water storage tank d The feed is, in some respect, combined with the high pressure accumulator.
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during the discharge period, the low-pressure accumulator can, if possible, be discharged first. It is only when the effect of this discharge is no longer sufficient that additional vapor is taken from the high pressure accumulator.
Figs. 3 to 8 show exemplary embodiments of the invention and, in particular, the installation of accumulators according to FIG. 3 is charged with superheated and non-condensable low pressure steam, that according to FIG. 4, by high pressure steam and the installations according to figs. 5 to 7 using electric current. In the installation according to fig. 3 a steam production plant consisting of the boilers 1 supplies steam to the turbine 2. In the main steam pipe 3 'is interposed a heater 4 in the form of a jacket surrounding part of the aforesaid pipe. The high pressure accumulator is indicated in 5. A pipe 6 in which are placed a pump 7 and a regulating valve 8 leads to the heater 4.
The accumulated water goes through this line to the heater. The vapor formed flows through line 9 'into the accumulator. The vapor is extracted from the accumulator through a reducing valve 10. The accumulator vapor is superheated in the superheater 11 and then passes through line 12 into main line 3 where the accumulator vapor mixes with it. steam and arrives with the latter in the turbine 2.
It is of course also possible, to run the machine 2 only with accumulator steam, for example, in emergency service, until the boilers 1 can supply steam.
The accumulator valve 8 can be adjusted
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dependence of the superheating temperature before the machine 2 or in dependence on the steam pressure in the main pipe.
The pressure of the boiler installation can, for example, be 30 at. and the superheat temperature, 450. The superheater 4 can be calculated so as to be able to absorb only a determined quantity of heat so that the flowing steam loses only a part of its superheating heat. The regulating valve 8 can be adjusted in the same way. The maximum pressure of the accumulator system can, for example, be 160 at. so that we have a pressure drop of 160 to 30 at. for accumulation. By further lowering the pressure in the main steam line 3, for example, to 20 at. the accumulation capacity can be further increased.
The vapor taken from the accumulator 5, must be replaced, after the end of the discharge, for example, by pumping water, for example, condensed water from the tank 13 into the circuit. of the accumulator or in the accumulator.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the installation comprises high pressure boilers 21 to 120 at. and low pressure boilers 22 to 15 at. A counter-pressure machine 23 is interposed between the two networks. An oondensation machine 24 is connected to the low pressure network. The accumulator installation consists of 3 tanks 25, 26 and 27 connected in series. . In the pipes connecting the three reservoirs are placed check valves. The charging valve is indicated at 28 and the discharge valve at 29. In the accumulator 25 is placed a superheater 30. The maximum pressure of the accumulator installation is 120 at.
Unlike the embodiment according to fig. 3,
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the accumulator installation is charged by the direct injection of steam. Regulating valves 28 and 29 can be controlled in various ways. Charging valve 28 can be regulated from the high pressure network and relief valve 29 from the low pressure network.
In fig. The high pressure accumulator is shown at 31 and the steam turbine at 32. In the circulation superheater 33 the accumulator water is heated by electric current. In the down pipe 34 and in the riser 35 is automatically established a. water circuit. The water is discharged into the accumulator circuit by the pump 36. To save pumping work, the water can be discharged after the end of unloading in one go into the accumulator. However, it is also possible to regulate the water intake by valve 37 during the charging period. In this case, it is useful to provide a check valve in the pipe 34.
Fig. 6 shows an installation in which the steam is taken from the turbine for the production of hot water. There are two accumulator tanks 41 and 42. The charging circuit of the accumulator system passes through conduits 43 and 44, the pump 45, and the regulating valve 46, the heater 47 and the conduit. 48. The accumulator 42 is charged from the accumulator 41 with steam taken from the latter. The steam is taken off through a reducing valve 49 and the superheater 50. From here the steam goes into the turbines 51. A surface heater 52 and a mixture heater 53 are connected to the turbines. The hot water is delivered by the pump 54 in the supply line 55. The return line is indicated at 56.
Between these last two pipes is interposed an accumulator 57. The water to be heated is taken by the pump 58, which
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usefully is controlled by the temperature of the reheated water after the heater 53. A line 59 leads from the feed line 55 into the accumulator circuit. The water is introduced into the accumulator system through this line. Stop valves 60 and 61 are alternately open or closed.
The installation of accumulators 71 and 72 of FIG. 7 is carried out in a manner similar to that of FIG. 6.
For charging the accumulator installation, use is made of a liquid with a high boiling point, which liquid is introduced by the pump 73 into the circuit between the reheater 74 and the accumulator 71. In the return line there is a compensating tank 75. The charging can be regulated by a valve 76. Instead of placing the heating surface inside the accumulator 71, as shown in fig.
7, it is also possible to heat the water of the accumulator 71 outside the latter in a heater through which flows, on the one hand, the accumulation water and, on the other hand, the liquid. at high boiling point.
Liquids of this kind can also be used to superheat the accumulation vapor or else, in addition to the superheating inside the accumulator 71 provided in FIG. 7, to bring this vapor to an even higher temperature. For this purpose it is possible to provide in the example according to FIG. 7 a heat exchanger device in the pipe 77. It may also be expedient, especially when the accumulation vapor is to be superheated by the high boiling point liquid, to store this liquid in a special accumulator.
This accumulator can be connected to line 77 and at the same time replace the compensation tank 75.
Finally, the installation can be simplified even further by using the preheater, which
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heats the accumulator water during charging, to superheat the accumulator vapor during discharge. of
According to fig. 8, the equipped boilers 81 / superheaters supply steam to the pipe 82 to which a turbine 83 is connected, as do other consuming devices not shown. The installation of high pressure accumulators consists of reservoirs 84 and 85, the first of which is connected by a pipe with the heater or evaporator 86.
A pump 87 is used to circulate the water from the accumulator to be reheated or else to supply the water to be vaporized into the device 86, the latter being able to be arranged in any way and even, by example, in the accumulator itself.
Control valve 88 regulates the flow of water in the charging circuit so that the temperature of the boiler steam behind device 86 does not drop below a certain limit or else this temperature is kept approximately constant. In the latter case, the device simultaneously serves to regulate the superheat. Steam is taken from the high pressure accumulator through a pressure-controlled reducing valve in line 82, and introduced through line 90 into steam line 82.
Behind the charging device 86 is connected to the pipe 82 a feed water accumulator 91.
The water is brought into this accumulator through a regulating valve 92 and the heated water is withdrawn through line 93 for supplying boilers. The regulating valve 43 can be controlled by the pressure prevailing in the duct 82. In the equilibrium state the quantity of water supplied to the boiler plant 81 through the duct 93 equals the quantity of steam which its
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condensed in the accumulator 91 increased by the quantity of water supplied through the valve 93. If the installation requires more steam, the pressure in the pipe 82 is lowered and the valve 92 reduces the water supply to the accumulator so that less steam condenses and, on the other hand, more steam goes through line 82 to the consuming devices.
Less water and steam enter the accumulator 91, which results in the lowering of the water level. If the quantity of steam which has become free by closing the supply regulator 92 is insufficient to cover the steam requirements, the valve 89 is opened and the missing steam is withdrawn from the high pressure accumulator. and introduced into line 82. Valve 89 is set for somewhat less pressure than valve 92.
The high pressure accumulator installation is charged by the charging device 86, in which the water coming from the accumulator tank 84 or supplied by the pump 95 is heated. The tank 85 is charged with steam coming from the tank 8 and passing through the check valve 96. The charging of the high pressure accumulator system is regulated by a valve 88, which is controlled by the temperature of the accumulator. overheating behind the loading device 86 in such a way that this valve opens., when this superheating temperature rises beyond a determined limit and closes when this temperature drops below a value determined.
The charging of the low pressure accumulator 91 is regulated by the valve 92 controlled in dependence on the pressure in the steam line 82. When the pressure in this line rises beyond a certain magnitude, the valve 92 leaves pass more water in
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the accumulator 91, which causes the condensation of a greater quantity of vapor.
The mechanism for charging the high pressure accumulator system and the low pressure accumulator is as follows: If the charging device 86 does not absorb all the excess heat and if the temperature of superheating rises because the heating surface of the charging plant is too small to remove the expected quantity of superheat from the steam flowing through the main pipe 82, the temperature of the steam to the turbines 83 mountain. Consequently the steam consumption of these machines decreases and because of this there is too much steam in the line 82. As a result of the resulting pressure increase, the valve 92 opens and the excess vapor condenses in the low pressure accumulator 91.
The combination of high-pressure accumulators and feedwater accumulators is particularly advantageous for boiler installations at two different pressures, the high-pressure accumulator having a pressure equal to or greater than that of the boiler. installation of higher pressure boilers and the low pressure accumulator being supplied with steam by the lower pressure boiler.
In this case, according to the invention, the feed water to the high pressure accumulator is heated either by the steam supplied by the low pressure boiler and then by the steam supplied by the high pressure boiler. pressure, either only by the steam of the latter boiler in order to thus fill, on the one hand, the troughs of the load curve of the two boiler installations or, in the latter case, that of the curve of the installation high pressure boilers.
In the latter case the re-
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preheating is operated with advantage in condensers. "
The invention can also be implemented in various other ways and instead of and alongside the feed water accumulators can also be used cascade accumulators from which steam is taken.
CLAIMS.
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1. Installation for the production of steam motive power with heat accumulator filled entirely or partially with water and from which water is taken. steam simultaneously with reduction of pressure, for the operation of a machine generating motive force, characterized in that the storage system is calculated for a maximum pressure of more than 60 atm.