Regullerungseinrichtung an mit Dampfakkumulator versehenen Dampfanlagen. An modernen Hochdruckanlagen sind Dampfakkumulatoren gemäss den Vorschlägen der Erfinderin von grosser Bedeutung, da es ja bei solchen Anlagen mit Rücksicht auf die verwendeten hohen Drucke schwierig ist, einen grösseren Wasserspeicher in den Kes seln selbst anzubringen. Dagegen ist es in den meisten Fällen leicht möglich, einen Dampfakkumulator für niedrigeren Druck an zuordnen, wobei das Vermögen des Wassers, bei demselben Druckfalle bei niedrigerem Drucke beträchtlich mehr Dampf als bei höherem Drucke abzugeben, zur Geltung kommt.
Hierzu kommt noch, dass der Preis eines Akkumulators von der Grösse des Druckes abhängig ist, und dann ist es leicht zu er sehen, dass innerhalb eines für niedrigeren Druck gebauten und vom Kessel getrennt angeordneten Akkumulators ein viel grösserer Wärmespeicher angeordnet werden kann, als wenn die Kessel selbst mit sehr grossen Wasserspeichern gebaut werden würden.
Da es sich in der Praxis herausgestellt hat, dass man ohne die geringste Schwierig- keit in Anlagen mit derartigen Dampfakku mulatoren die aufgespeicherte Wärmemenge bis auf das 60-fache und mehr der bei dem höchsten zulässigen Druckfalle abgegebenen Dampfmenge der Kessel vergrössern kann, so ist es zu erkennen, dass die Anordnung eines Akkumulatörs einen grossen Vorteil bietet.
Vorliegende Erfindung, die eine Regulie rungseinrichtung an Dampfanlagen mit einem Dampfakkumulator betrifft, ermöglicht nun, bei diesen Anlagen eine solche Zusammen wirkung zwischen Kessel und Akkumulator herbeizuführen, dass die, ausgleichende Fähig keit des Akkumulators auch wirklich aus genutzt wird.
Erfindungsgemäss besitzt die Regulierungs einrichtung ein Überströmventil, welches von dem Kesseldrucke beeinflusst wird und wel ches ermöglicht, dass dieser praktisch unver ändert bleibt. Dies wird dadurch erzielt, dass bei etwas gesteigertem Kesseldrucke der über flüssige Dampf zum Akkumulator abgbleitet wird, während bei herabgesetztem Drucke die Dampfzufuhr nach dem Akkumulator ver- windert oder ganz abgesperrt wird.
Schon früher ist in dem schweizerischen Patent NTr. 94751 vorgeschlagen worden, ein so genanntes Überströmventil an geeigneter Stelle der Anlage anzubringen, welches bei steigen dem Drucke in der Leitung, an die das Über- strömventil angeschlossen ist, den überflüssi gen Dampf in den Akkumulator einbläst.
Das Überströmventil nach vorliegender Erfindung erfüllt dieselbe Aufgabe, wird aber nicht von dem Drucke in derjenigen Leitung, an die das Ventil angeschlossen ist, geregelt, sondern es ist zwischen zwei Leitungen für niedrigeren Druck als der Kesseldruck ein geschaltet, wobei das Ventil von dem letz teren Drucke geregelt wird.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in Fig. 1-3 schema tisch veranschaulicht. Fig. 4 zeigt ein Dia gramm über die Dampfverteilung in einer derartigen Dampfanlage, ohne und mit Ak kumulator und Regulierungseinrichtung.
Bei der Dampfanlage nach Fig. 1 ist die Kesselbatterie mit der Leitung Li, in wel cher ein Druck Pi von beispielsweise 20 kg herrscht. Dieser Leitung wird eine Dampf menge<B>Al</B> entnommen; ferner wird Dampf durch ein Reduktionsventil R12 in eine Lei tung L2 abgeleitet, in welcher ein niedrigerer DruckP2 = beispielsweise 10 kg herrscht. Der Dampfverbrauch dieser Leitung ist 42.
In derselben Weise strömt Dampf durch das Reduktionsventil Rii in die Leitung L3, wo bei der Dampfdruek auf Ps = beispielsweise 2 kg herabgesetzt wird. Der Leitung Ls wird eine Dampfmenge 4s entnommen. An diese Leitung ist der Akkumulator A angeschlos sen.
In die Ladeleitung -Li ist das Über- strömventil 0 eingeschaltet, welches durch den federbelasteten Kolben I1, der unter dem Einfluss des durch die Leitung L" zugeleiteten Dampfes vom Drucke Pi steht, in solcher Weise gesteuert wird, dass das Ventil etwas geöffnet wird, wenn der Druck Pi etwas steigt, und teilweise oder ganz geschlossen -wird, wenn der Druck sinkt.
Nach der Figur wirkt der Dampfdruck Pi unmittelbar auf den Kolben (oder eine Membran) des über- strUmungsventils. Selbstverständlich kann auch eine mittelbare Übertragung des Dampfdruckes angewendet werden, beispielsweise durch Öl druck oder dergleichen. Von dem Akkumu lator wird durch eine Leitung L" Dampf in die Leitung L4 hinabgeleitet, in welcher ein Druck P4 = beispielsweise 0,5 kg herrscht. Dieser Leitung wird eine Dampfmenge A4 entnommen.
Der Druck in der Leitung L.i wird durch ein Reduktionsventil Rat konstant gehalten. Für den Fall, dass der Akkumulator entladen ist, besteht schliesslich noch ein Reduktionsventil Rio, welches auf etwas niedrigeren Druck als R.,4, beispielsweise auf 0,45 kg eingestellt ist, zwischen der Leitung Li oder z. B. der Leitung L: oder Ls und der Leitung L4. Die beiden letztgenannten Ventile arbeiten in dieser \Veise zusammen. wie in dem schweizerischen Patent Nr.<B>94751</B> gezeigt worden ist.
Von dem Akkumulator ist schliesslich noch eine dünne Leitung Lm zu dein neben dein Heizerplatze vorgesehenen Manometer -1h, abgezweigt. Es sei angenom men, dass der Akkumulator mit Drücken zwischen 2 und 0,5<B>kg</B> arbeite.
Es soll nun gezeigt werden, wie bei einem wechselnden Dampfverbrauch die betreffenden Apparate mit dem Akkumulator derart zu sammenwirken, dass der Kessel keinen Dampf stoss erleidet.
Es sei angenommen, dass beispielsweise der Dampfverbrauch A2 herabgesetzt wird. In diesem Falle steigt der Druck in der Lei tung L2, und das Reduktionsventil Ri2 sperrt eine entsprechende Dampfmenge ab. Infolge dessen steigt der Druck in der Kesselleitung Li, welche Steigerung jedoch mit Rücksicht auf den kleinen Wasserraum des Kessels ver hältnismässig langsam stattfinden wird.
So bald der Druck ein wenig gestiegen ist, -wird der Kolben h beeinflusst und öffnet das Über strömventil 0i, wodurch dasselbe der Leitung La mehr Dampf entnimmt, so dass der Druck in dieser Leitung um ein wenig sinkt. In folgedessen wird dagegen Ria weiter geöffnet, bis all der durch die Herabsetzung der Ver brauchsmenge A2 freigewordene Dampf durch Bis und 0; in den Akkumulator geströmt ist. In ähnlicher Weise wirken die Vorrichtungen für den Fall; dass As steigen würde.
Diesel ben Verhältnisse treten ein, sollten Verände rungen in den Dampfverbrauchsinengen <B><I>Al</I></B> oder<I>Aa</I> vorkommen. Es ist leicht zu ersehen, dass auch bei Veränderungen in der Dampf- verbrauchsmenge A4 der Akkumulator auf die selben sofort ausgleichend wirkt.
Die Reduktionsventile können mit der selben Wirkung auch zwischen andern Lei tungen angebracht werden. So zum Beispiel kann man statt des- Ventils Pii3 zwischen Li und L3 ein Reduktionsventil zwischen die Leitungen L2 und La einschalten usw.
In Fig.2 ist eine Anlage gezeigt, bei welcher der Akkumulator mittelst zweier Rückschlagventile B, B an eine Leitung La angeschlossen ist, in welcher der veränder liche Akkumulatordruck herrscht.
Die Bezugszeichen entsprechen genau den jenigen der Fig. 1, und die Wirkungsweise ist dieselbe wie oben beschrieben. Es sei beispielsweise angenommen, dass der Ver brauch der Dampfmenge li plötzlich auf hört; in diesem Falle steigt der Kesseldruck ein wenig, weshalb der Kolben k das Über- strömventil <B>01</B> öffnet und eine gewisse Dampf menge in die Akkumulatorleitung La, eintre ten lässt.
In dieser Leitung wird somit der Druck etwas steigen, weshalb das untere Rückschlagventil gehoben und der Akkumu lator geladen wird. Gleichgewicht wird offen bar erreicht, sobald die abgesperrte Dampf menge Ai durch die Ventile R13 und<B>01</B> der Akkumulatorleitung L", zugeführt wird.
In Fig. 3 wird ein weiterer Fall gezeigt. Aus derselben geht hervor, mit welchen ein fachen Mitteln der Erfindungsgedanke selbst bei den verwickeltsten Anlagen durchgeführt werden kann. Die in Fig. 3 dargestellte An lage zeigt eine in Schweden gebräuchliche Anordnung zum Kochen mit Abdampfen aus einer Dampfturbine. In der Anlage sind drei Hauptleitungen vorhanden, nämlich die Lei tung Li, in welcher ein Kesseldruck P, von 25 lig herrscht, die Leitung L2, in welcher ein Druck von P2 = 6 kg herrscht, und die Leitung La, in welcher ein Druck P3 = 1,5 kg herrscht.
Der Dampf wird von der Kessel batterie P geliefert. Die Belastung besteht aus Sulfitkochern S, und das Kochen wird mit Dampf von einem Drucke von 6 kg aus der Leitung Lz bewerkstelligt. Ferner besteht die Belastung aus Papiermaschinen Mi, die an die Leitung L3 mit einex@Druck von<B>1,5</B> kg angeschlossen sind. Schliesslich sind noch Dampfverbraucher vorgesehen, welche bei niedrigerem Drucke arbeiten können. Für die selben ist eine neue Leitung L4 angeordnet, in welcher ein Druck P4 = 0,3 kg herrscht.
An diese Leitung sind Heizungsanlagen V und eine Spiritusfabrik 8'i angeschlossen. Der Akkumulator ist für einen Druck von 1,5 bis 0,5 kg gebaut und ist mittelst zweier rriit Rückschlagventilen <I>B, B</I> versehener Leitun gen an die Leitung L", parallel angeschlossen. In dieser Leitung herrscht also derselbe Druck wie im Akkumulator A. An die Leitung La, sind Verbraucher angeschlossen, welche Dampf mit einem veränderlichen Druck ertragen, so dass, falls der Akkumulator geladen ist, die . Produktion der Anlage weiter gesteigert wer den kann.
Mit solchem Dampf können in diesem Falle eine Bleicherei Bi und an die Abzweigung B, angeschlossene Sulfitkocher betrieben werden. Die Dampfturbine A, welche den Genera tor G treibt: ist für einen Admissionsdruck von 25 kg gebaut, und besteht aus drei Tei len, welche in diesem Falle zusammengebaut, sind; sie hat zwei Anzapfstutzen, nämlich einen Stutzen<I>Uz</I> für Dampf von 6 kg Druck und einen Stutzen U3 für Dampf von 1,5 kg Druck.
Durch das Rohr y strömt der Kon- densierdampfnach dem Kondensator.
Die Regelungsvorrichtungen C, T2 und T3 der Turbine halten in bekannter Weise teils die Umlaufzahl und teils die Drucke in den Leitungen mit 6 und 1,5 kg Druck, und zwar bei allen Belastungen und Dampfentnahmen konstant.
Ri2 ist ein Reduktionsventil zwischen L, und L2, R13 desgleichen ein Reduktionsventil zwischen Li und L3. R3a, ist ein Reduktions ventil zwischen Ls und L",, und R.,4 ein Re- duktionsventil zwischen L;., und L.4. Die bei den letzteren sind miteinander verbunden, wie in dem schweizer. Patent Nr. 94751 beschrieben worden ist.
Zwischen den Leitungen La und L, ist nun das obengenannte Ü berströmventil oi angeordnet, welches von einem federbelasteten Kolben IL geregelt wird, der seinerseits durch die Leitung La unmittelbar oder mittelbar unter dem Einflusse des Kesseldruckes steht. Schliesslich ist auch hier eine Leitung L", zum Manometer Xw im Kesselraum vorgesehen.
Die Wirkungsweise ist die folgende: Alle sekundären Dampfstösse in der Dampfleitung für die Bleicherei, für das Dampfbehandeln in den Sulfitkochern, für die Heizungsanlagen und für die Spiritusfabrik werden offen bar sogleich von dem Akkumulator aus geglichen.
Wenn dagegen ein Dampfstoss in den Leitungen Li, L2 oder La entsteht, wel cher zum Beispiel durch eine Störung an einer Papiermaschine ilh, die Absperrung eines Kochers S' oder eine plötzliche Herabsetzung der Belastung des Generators verursacht wird, so hat dieser Dampfstoss stets zur Folge, dass die in die Turbine eintretende Dampfmenge verkleinert wird, wodurch der Kesseldruck zu steigen beginnt.
Sobald jedoch der Kessel druck in diesem Fall steigt, öffnet der Kol ben 7;, das Überströmventil 0i so lange, bis der normale Kesseldruck wiedei, hergestellt ist, und lässt die freigewordene Dampfmenge in den Akkumulator übertreten.
Der Kesseldruck bleibt somit während der ganzen Zeit konstant, und der Heizer hat also keine Veranlassung, die Lebhaftig keit der Feuerung zu verändern. Nur in den jenigen Fällen, wo die von dem Kessel ab gegebene mittlere Belastung dem mittleren Dampfverbrauch der Anlage nicht entspricht, und der Akkumulatordruck sich der untern Grenze zu viel nähert, inuss der Heizer be hufs Konstanthaltung des Kesseldruckes die Intensität der Feuerung etwas steigern, und kann dieselbe dann bis auf weiteres bei die ser gesteigerten Intensität bleiben.
Auf die selbe Weise hat der Heizer die Feuerung etwas abzuschwächen bei denjenigen Gelegen- heiten, wo der Akkumulatordruck sich dem höchsten zulässigen Werte zu sehr nähert.
In Fig. 4 ist ein Diagramm gezeigt für eine Anlage gemäss der Erfindung, wobei die Data einem in der Praxis vorkommenden Falle entnommen sind. Die lZurve 1 zeigt den Gesamtverbrauch an Dampf in den 6 kg und 1,5 kg-Netzen, welcher sich aus dem Kochdampf für die Sulfitkocher und dem Trocknungsdampf für die Papiermaschinen zu sammensetzt, wobei die letztgenannte Dampf menge der Einfachheit halber als konstant angenommen ist;
die Kurve 2 dagegen zeigt den Dampfverbrauch im Akl,:umulatornetze und dem 0,3 kg-Netze, welcher durch das Bleichen, das Dampfbehandeln in den Sulfit- kochern und die gleichförmige Belastung der Heizungsanlagen und der Spiritusfabrik ver ursacht wird.
Die Kurve 3 zeigt die Kesselbelastung als Summe der Kurven 1 und 2 für den Fall, dass kein Akkumulator vorhanden ist, und die Kurve 4 wieder den Dampfverbrauch oder die Kesselbelastung der mit einem Akkumu- lator und einer Regulierungseinrichtung ver- sehenen Anlage gemäss der Erfindung. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, sinkt die Kessel belastung von etwa 32,000 kg im Maximum auf eine annähernd konstante Belastung von etwa 2-I,000 kg pro Stunde; der Kesselbetrieb ist somit praktisch vollständig gleichförmig.
Ein weiterer Vorteil bei der Anlage nach Fig.3 ist der, dal> alle Dampfverbrauche ausgeglichen werden, so da?) die Verände rungen in der Krafterzeugung bedeutend kleiner werden, als wenn kein Akkumulator verwendet wird, wodurch wieder eine be trächtliche Steigerung der durch den Anzapf- und Akkumulatordampf erzielten Leistung entsteht.