DD204535A1

DD204535A1 - Verfahren zur verbindung von waermeversorgungssystemen mit unterschiedlichen parametern

Info

Publication number: DD204535A1
Application number: DD23707582A
Authority: DD
Inventors: Manfred Sperling; Hans O Joksch; Hans Klee; Ingo Kahsnitz; Klaus Mueller
Original assignee: Berlin Energiekombinat
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Abnehmerstationen und/oder nachgeschaltete Waermenetze direkt an uebergeordnete Waermenetze mit dem Waermetraeger Heizwasser angeschlossen werden koennen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, Sicherheitsloesungen zu schaffen, die bei direktem Anschluss von Sekundaersystemen an uebergeordnete Waermenetze in jedem Betriebsfall eine Ueberschreitung der zulaessigen Druck- und Temperaturwerte fuer die Sekundaersysteme verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass im Falle einer Stoerung und danach ausgeloestem Schliessen von Absperrarmaturen bis zur voelligen Trennung der Systeme noch einstroemendes Heizwasser mit fuer das Sekundaersystem unvertraeglichen Temperaturen durch den im Vorlauf angeordneten Veraenderungsspeicher aufgenommen und durch den im Ruecklauf angeordneten Druckbehaelter ein fuer das Sekundaersystem unvertraeglicher Druckanstieg vermieden wird. Die Erfindung ist anwendbar fuer die direkte Kopplung von uebergeordneten Waermenetzen mit hohen Druck- und Temperaturparamteren mit nachgeordneten Verbundnetzen oder Sekundaernetzen.

Description

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Titel der Erfindung;

Verfahren zur Verbindung von Wärmeversorgungssysteinen mit unterschiedlichen Parametern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das· erfindungsgemäße Verfahren dient in Wärmeversorgungsanlagen mit dem Wärmeträger Heizwasser der direkten Verbindung von AbnehmerStationen und/oder nachgeschalteten Wärmenetzen sowie Verbundnetzen (in der Polge Sekundärsystem genannt) mit übergeordneten Wärmenetzen (2.B. Transitsystemen).

Charakteristik der bekannten technischen Lösung Auf Grund der Wirtschaftlichkeit der Fernwärmeversorgung werden in zunehmendem Maße große Fernwärmeverbundsysteme aufgebaut. Diese Systeme werden von Wärmeerzeugungsanlagen mit unterschiedlichen Energieträgern betrieben. Um je nach Wirtschaftlichkeit des Energieträgereinsatzes von ausgewählten Wärmeerzeugungsanlagen größere Grundlasten zu fahren sowie lange Transittrassen zu betreiben, werden Drücke und Temperaturen in den Verbund- und Transitsystemen angewendet, die über den zulässigen der Sekundärsysteme liegen. Da diese Parameter, insbesondere die höheren Ruhedrücke, von den Sekundärsystemen nicht ohne Gefährdung vertragen werden, sind bisher als Verbindungen zwischen diesen Systemen Wärmeübertrager, d.h. indirekte Verbindungen realisiert worden. Diese Lösungen verursachen einen hohen Investitions- und Arbeitskräfteaufwand sowie einen hohen Platzbedarf.

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Bisherige Lösungsversuche zur Anwendung - der direkten Einspeisung (d.h· direkte hydraulische Verbindung der übergeordneten mit den nachgeschalteten Systemen) scheiterten jedoch immer an unzureichenden Sicherheitslösungen. Die größten Probleme sind dabei der Ausfall der übergeordneten oder nachgeschalteten. Systeme und die damit verbundenen Gefährdungen durch Temperatur- und Drucküberschreitung, Ausdampfungen und Druckstöße. -

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht.darin, durch vorgeschlagene Sicherheitslösungen die Anwendung der direkten Einspeisung bei Druck- und Temperäturparametern, bei denen sie bisher nicht zur Anwendung gelangt ist, zu realisieren und dadurch die Investitionskosten zu reduzieren, den Gebäudeumfang- zu vermindern, den Sch.altungsaufbau zu vereinfachen, Arbeitskräfte, Betriebskosten und Energie einzusparen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine SchaltungslÖsung für direkten Anschluß von Sekundärsystemen an übergeordnete Wärmenetze mit hohen Drücken und hohen Temperaturen zu finden, die in jedem Betriebsfall eine Überschreitung der zulässigen Druck- und Temperaturwerte für. die Sekundärsysteme verhindert. Dazu sind folgende Aufgaben zu lösen:

- Verhinderung, eines. Druckausgleiches bei planmäßiger oder unplanmäßiger Außerbetriebnahme des übergeordneten Wärmenetzes durch Trennung der Systeme,

- Verhinderung einer Temperaturüberschreitung bei Ausfall der Beimischung und bei Wiederinbetriebnahme der ausgefallenen Wärmeträgerumwälzung im Sekundärsystem,

- Volumenausgleich. und Druckhaltung bei ausgefallener Umwälzung im Sekundär syst em,

- Verhinderung einer Drucküberschreitung bei Ausfall der Rückfördereinrichtung der Anschlußstation.

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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Koppelglied zwischen dem übergeordneten und dem Sekun-? därsystem neben den aus bekannten technischen Mitteln bestehenden Einrichtungen, wie automatisch schließende Absperrarmaturen, Druckreduziereinrichtungen, Rückforder-, Druckerhohungs- und Beimischeinrichtungen eine Behälterkombination, bestehend aus einem oder mehreren im Sekundärvorlauf angeordneten Verdrängungsspeichern und einem oder mehreren im Sekundärrücklauf angeordneten Druckbehältern mit Gaspolster vorgesehen wird.

Durch diese in Kombination funktionierenden Behälter wird abgesichert, daß vom Zeitpunkt der meßtechnischen Erfassung einer Störung an bis zum völligen Schließen der Absperrarmaturen 1 weder ein Druck- noch ein Temperaturanstieg im Sekundärsystem in unerwünschter Weise erfolgen kann, indem das bis zum völligen Schließen der Absperrarmaturen 1 noch einströmende Heizwasser mit für das Sekundärsystem unverträglicher Temperatur durch den im Sekundärvorlauf befindlichen Yerdrängungsspeicher 4- aufgefangen wird und durch den im Sekundärrücklauf angeordneten Druckbehälter 5'mit Gaspolster und einem festgelegten geringen Anfangsfüllstand jeglicher Druckanstieg im Sekundärsystem über einen festgelegten Grenzwert hinaus, z.B. den Ruhedruck kompensiert wird. Bei großen Kompensationswassermengen können mehrere Behälter eingesetzt werden, Y^obei diese weiteren Behälter erfindungsgemäß bei normalem Betrieb völlig leer sind und unter Atmosphärendruck stehen und im--Bedarfsfälle durch überströmen von Kompensationswasser und Polstergas aus dem ersten Behälter beaufschlagt werden. Die Funktionskombination der Behälter 4- und 5 im Sekundärvorlauf und im. Sekundärrücklauf bewirkt erfindungsgemaß, daß, sofern entsprechende Druck- und Temperaturparameter auftreten, das in den Behälter 4- eingeströmte Heizwasser solange verdampft und sich dadurch abkühlt, bis ein definiertes Druckverhältnis zwischen den beiden Behältern eingetreten ist. Für das vom übergeordneten System völlig abgetrennte Sekundärsystem wird für die Dauer der Störung die Druckhaltung

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durch überströmen von Druckwasser aus dem übergeordneten System gemäß Stand der Technik gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens soll an Hand der angefügten Zeichnung (Figur 1) näher erläutert werden. Im normalen Betriebszustand wird das Vorlaufwasser des übergeordneten Y/ärmenetzes durch bekannte Druckmindereinrichtungen 2 gegebenenfalls auch mit Temperaturreduziereinrichtungen auf den Betriebsvorlaufdruck des Sekundärnetzes gebracht. Durch Beimischung von Bücklaufwasser 6 kann die gewünschte Vorlauftemperatur eingestellt werden. Dahinterliegend wird ein stehender Druckbehälter 4- ohne Absperrung von oben nach unten durchströmt, im Eücklauf des Sekundärsystems sind vor der Eückforder-, Beimisch- bzw. Druckerhöhungspumpe 7 (in. der Figur 1 als eine Pumpe dargestellt) ein oder mehrere Druckbehälter 5 ohne Absperrung direkt eingeschaltet. Im Druckbehälter ist ein. Gaspolster, das mit einem definierten Volumen eingestellt ist. Im Betriebsfall nimmt das Gaspolster den Bücklaufdruck an- Bei den möglichen Störfällen

- Ausfall der Umwälzung des übergeordneten Systems'

- Ausfall der Beimischpumpe in der Anschlußstation

- Ausfall der Eückförderpumpe in der Anschlußstation

wird ein Schließimpuls bei den Absperrarmaturen 1, die auch bei Stromausfall funktionsfähig sind, ausgelöst und der Absperrvorgang eingeleitet*

Bis zur vollständigen Absperrung 1 und somit Trennung beider Hetze wirkt die erfindungsgemäße Einrichtung derart, daß im Sekundärsystem die Umwälzung aufrechterhalten wird. Die nachströmenden Wassermengen aus dem übergeordneten System strömen in den Druckbehälter 5? wobei sich das G-asvolumen mit ansteigendem Rücklaufdruck verringert. Ist der Mittel— druck oder ein definierter Druck im Rücklauf und damit im Druckbehälter 5 erreicht, strömt Gas oder Wasser ab, so daß der gewollte Druck im Sekundärsystem gehalten wird. Sind die Druck- und Temperaturparameter dergestalt, daß im Druckbehälter 4 große Ausdampfungen auftreten, so kann diesem

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eine gesonderte, mit den Armaturen 1 gekoppelte Absperrarmatur 9 nachgeschaltet werden, die gleichzeitig als Sicherheit bei Versagen der Absperrarmatur 1 im Vorlauf dient. ITach Schließen der Armaturen 1 übernimmt die bekannte Nachspeise- und Druckhaltevorrichtung 3 die Sicherung des Druckes im Sekundärsystem. Ein Wiederanfahren erfolgt durch Einschalten der Pumpe 7 bei geschlossenen Absperrarm/aturen 1. Zunächst wird durch die Regelarmatur 8 eine Mischung von Hücklaufwasser und Vorlauf wasser aus dem als Speicher dienenden Druckbehälter 4- so lange betrieben, bis für das Sekundärnetz eine zulässige Vorlauftemperatur erreicht ist. Das Gaspolster im Behälter 5 wird durch Gasoder Wasserabspeisung auf das erforderliche Volumen bzw. Druckniveau gebracht. Anschließend kann das Zuschalten des vorgeschalteten ITetzes durch öffnen der Absperrarmaturen 1 erfolgen.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Verbindung von Wärmeversorgungssystemen
mit unterschiedlichen Parametern, .insbesondere zur
direkten-Einspeisung in Sekundärsysteme bei Anwendung
höherer als dm Sekundärsystem zulässiger Parameter von
Druck und Temperatur im übergeordneten System mit selbsttätig funktionierenden, bei Temperatur- und. Druckanstieg und Spannungsausfall, ansprechenden, Absperrarmaturen zum Primärvor- und- -rücklauf,

dadurch gekennzeichnet,

da£ bis zum völligen. Schließen der selbsttätig funktionierenden Absperrarmaturen das noch einströmende
Primärwasser mit für das Sekundärsystem unverträglichen Temperaturen und der damit verbundene für das Sekundärsystem unverträgliche Druckanstieg durch eine Speicherkombination kompensiert werden, in dem der im Sekundärvorlauf angeordnete Speicher durch Verdrängung den Eintritt des heißen Primärvorlaufwassers in das Sekundärsystem verhindert und der im Sekundärrücklauf angeordnete Speicher mit einem Gaspolster das den Druckaufbau verursachende Überschußwasser aufnimmt und somit einen
Druckaufbau im Sekundärsystem verhindert.
2. Verfahren nach Punkt 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß durch den im Sekundärrücklauf angeordneten Speicher mit Gaspolster nach Erreichen eines definierten Druckes dieser gehalten wird und erforderliche Wasserkompensations-' vorgänge realisiert werden, bis ein festgelegtes Druck-

. verhältnis zwischen den Behältern (4·) und (5) und somit

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im gesamten Sekundärsystem' erreicht ist,, wobei bei großen Kompensationswassemiengen diese in weitere, -im normalen Betrieb leer und unter Atmosphä-rendruck stehec de Behälter dergestalt übergeleitet werden, daß das Pols.tergas des ersten Behälters auch für die weiteren Behälter, als Polstennedium genutzt wird.

Verfahren nach Punkt 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß vor Wiederinbetriebnahme der Direkteinspeisestation durch Freigabe des Anschlusses an das Primär sys tem zunächst durch Inbetriebnahme einer Wasserfördereinrichtung (Pumpe) das in dem im Sekundärrücklauf angeordneten Speicher gespeicherte. Wasser über den im Sekundärvorlauf angeordneten Speicher das Sekundärsysteji intern umgewälzt wird-und durch eine zusätzliche Beimischstrecke das im Sekundärvorlaufspeicher vorhandene Betzwasser auf verträgliche Temperaturen abgekühlt wird und erst danach die Wiederinbetriebnahme der Direkteinspeisestation, durch Einschalten der Sekundärumwälzung und danach durch öffnen des selbsttätig geschlossenen Absperrschiebers zum Primärvor- und, -rücklauf erfolgt.

Hierzu 1 Seite Zeichnung