DD204535A1

DD204535A1 - METHOD FOR CONNECTING HEAT SUPPLY SYSTEMS WITH DIFFERENT PARAMETERS

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.The invention relates to a method by which customer stations and / or downstream heat networks can be connected directly to higher-level heat networks with the heat carrier heating water. The object of the invention is to provide safety solutions that prevent a direct exceedance of the permissible pressure and temperature values for the secondary systems with direct connection of secondary systems to higher-level heat networks in each operating case. This object is achieved according to the invention in that in the event of a fault and then triggered closing of shut-off valves until the complete separation of the systems still einzroemendes heating received with the secondary system unvertraeglichen temperatures through arranged in the flow Veraenderungsspeicher and arranged by the arranged in the return pressure tank for the Secondary system unpredictable increase in pressure is avoided. The invention is applicable to the direct coupling of higher-level heat networks with high pressure and temperature parameters with downstream compound networks or secondary networks.

Description

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Title of the invention;

Verfahren zur Verbindung von Wärmeversorgungssysteinen mit unterschiedlichen ParameternMethod for connecting heat supply systems with different parameters

Field of application of the invention

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).The inventive method is used in heat supply systems with the heat transfer medium heating water of the direct connection of customer stations and / or downstream heat networks and interconnected networks (in the Polge secondary system) with higher-level heating networks (2.B. transit systems).

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. Characteristic of the Known Technical Solution Due to the economy of the district heating supply, large district heating network systems are increasingly being built up. These systems are operated by heat generators with different energy sources. In order to drive larger base loads and to operate long transit routes depending on the efficiency of the use of energy from selected heat generation plants, pressures and temperatures are used in the composite and transit systems that are above the permissible secondary systems. Since these parameters, in particular the higher rest pressures, are not tolerated by the secondary systems without danger, heat exchangers, ie indirect connections, have hitherto been realized as connections between these systems. These solutions require a high investment and labor and a lot of space.

άό I U / D O U I U / DO

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. -Previous approaches to the application - the direct feed (that is, · direct hydraulic connection of the parent with the downstream systems), however, always failed due to inadequate security solutions. The biggest problems are the failure of the parent or downstream. Systems and the associated hazards due to temperature and pressure exceedance, evaporation and pressure surges. -

Object of the invention

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.The object of the invention consists, by proposed safety solutions, of realizing the application of the direct feed at pressure and temperature parameters, in which it has not hitherto been used, and thereby to reduce the investment costs, to reduce the building circumference, the Sch. simplification, labor, operating costs and energy savings.

Explanation of the essence of the invention

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:The invention has for its object to find a circuit solution for direct connection of secondary systems to higher-level heat networks with high pressures and high temperatures, exceeding in any case of operation, the permissible pressure and temperature values for. prevents the secondary systems. For this purpose, the following tasks have to be solved:

- Verhinderung, eines. Druckausgleiches bei planmäßiger oder unplanmäßiger Außerbetriebnahme des übergeordneten Wärmenetzes durch Trennung der Systeme,- Prevention, one. Pressure equalization in case of planned or unplanned decommissioning of the superordinate heat network by separation of the systems,

- Verhinderung einer Temperaturüberschreitung bei Ausfall der Beimischung und bei Wiederinbetriebnahme der ausgefallenen Wärmeträgerumwälzung im Sekundärsystem,- Prevention of temperature exceeding in case of failure of the admixture and when restarting the failed heat transfer fluid circulation in the secondary system,

- Volumenausgleich. und Druckhaltung bei ausgefallener Umwälzung im Sekundär syst em,- Volume compensation. and pressure maintenance in case of failed circulation in the secondary system,

- Verhinderung einer Drucküberschreitung bei Ausfall der Rückfördereinrichtung der Anschlußstation.- Prevention of pressure exceeded in case of failure of the return conveyor of the terminal station.

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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.These objects are achieved in that the coupling element between the parent and the second. därsystem in addition to the known technical means existing facilities, such as automatic shut-off valves, pressure reducers, Rückforder-, Druckhohungs- and admixing a container combination consisting of one or more arranged in the secondary flow displacement accumulators and one or more arranged in the secondary return pressure vessels with gas cushion is provided.

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 DruckhaltungBy working in combination container is ensured that from the time of metrological detection of a fault to complete closure of the shut-off valves 1, neither a pressure nor a temperature increase in the secondary system can be done in an undesirable manner by the closing of the shut-off valves 1 yet inflowing heating water with incompatible for the secondary system temperature is collected by the secondary flow located in the Yerraängungsspeicher 4- and compensated by the arranged in the secondary return pressure vessel 5'mit gas cushion and a fixed low initial level any pressure increase in the secondary system beyond a set limit beyond, eg the static pressure. In the case of large amounts of compensating water, a plurality of containers can be used, according to the invention these containers are completely empty under normal operation and are under atmospheric pressure and, if required, are acted upon by overflow of compensation water and cushioning gas from the first container. The functional combination of tanks 4 and 5 in the secondary flow and in the. Secondary return causes according to the invention that, provided that corresponding pressure and temperature parameters occur, the heating water flowing into the container 4 vaporizes and thereby cools until a defined pressure ratio between the two containers has occurred. For the secondary system completely separated from the higher-level system, the pressure maintenance is maintained for the duration of the disturbance

Z J / U / D οZ J / U / D ο

durch überströmen von Druckwasser aus dem übergeordneten System gemäß Stand der Technik gewährleistet.ensured by overflow of pressurized water from the parent system according to the prior art.

embodiment

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 StörfällenThe operation of the method according to the invention will be explained in more detail with reference to the attached drawing (Figure 1). In the normal operating state, the supply water of the parent Y / poor network is brought by known pressure reducers 2 optionally also with temperature reduction to the operating flow pressure of the secondary network. By adding reflux water 6, the desired flow temperature can be adjusted. In the meantime, a stationary pressure vessel 4 flows through without shut-off from top to bottom, in the return of the secondary system before the Eückforder-, mixing or booster pump 7 (in. 1 of Figure 1 shown as a pump) one or more pressure vessel 5 without shut-off directly switched on. In the pressure vessel is a. Gas cushion, which is set with a defined volume. In the case of operation, the gas cushion assumes the return flow pressure - with the possible incidents

- Ausfall der Umwälzung des übergeordneten Systems'- Failure of the circulation of the superior system '

- Ausfall der Beimischpumpe in der Anschlußstation- Failure of the mixing pump in the connection station

- Ausfall der Eückförderpumpe in der Anschlußstation- Failure of Eückförderpumpe in the connection station

wird ein Schließimpuls bei den Absperrarmaturen 1, die auch bei Stromausfall funktionsfähig sind, ausgelöst und der Absperrvorgang eingeleitet*is a closing pulse in the shut-off valves 1, which are functional even in case of power failure triggered and the shut-off initiated *

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 diesemUntil complete shut-off 1 and thus separation of both Hetze the inventive device acts such that the circulation is maintained in the secondary system. The inflowing amounts of water from the parent system flow into the pressure vessel 5? wherein the G-as volume decreases with increasing return pressure. If the mean pressure or a defined pressure in the return and thus in the pressure vessel 5 is reached, gas or water flows out, so that the desired pressure is maintained in the secondary system. Are the pressure and temperature parameters such that occur in the pressure vessel 4 large evaporations, so this can

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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.a separate, coupled with the valves 1 shut-off valve 9 are connected, which also serves as a security in case of failure of the shut-off valve 1 in the flow. ITach closing the valves 1 takes over the known Nachspeis- and pressure holding device 3 securing the pressure in the secondary system. A restart is carried out by switching on the pump 7 with closed Absperrarm / nature 1. First, a mixture of Hücklaufwasser and flow water is operated from serving as a memory pressure vessel 4- 4 until the secondary network is reached a permissible flow temperature through the control valve. The gas cushion in the container 5 is brought by gas or water to the required volume or pressure level. Subsequently, the connection of the upstream ITetzes can be done by opening the shut-off valves 1.

Claims

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invention claim

1. Method for connecting heat supply systems
with different parameters, .in particular to
direct injection into secondary systems when used
higher than dm secondary system allowable parameter of
Pressure and temperature in the higher-level system with self-acting, at temperature and. Pressure rise and power failure, responsive, shut-off valves for Primärvor- and -rücklauf,

characterized,

there £ to the uttermost. Closing the self-acting shut-off valves still flowing
Primary water with incompatible for the secondary system temperatures and the associated incompatible for the secondary system pressure rise can be compensated by a storage combination in which the arranged in the secondary flow memory by displacement prevents the entry of the hot primary flow water into the secondary system and arranged in the secondary return memory with a gas cushion the absorbs the pressure buildup causing excess water and thus a
Pressure build-up in the secondary system prevented.

2. Method according to item 1,
characterized,

that is maintained by the memory arranged in the secondary return memory with gas cushion after reaching a defined pressure and required Wasserkompensations- 'operations are realized until a fixed pressure

, Ratio between the containers (4 ·) and (5) and thus

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in the entire secondary system 'is achieved, wherein in large Kompensationswassemiengen these are transferred in more, in normal operation empty and under atmospheric pressure stehec de container such that the Pols.tergas the first container also used for the other container, as a cushioning medium becomes.

Method according to point 1 and 2,
characterized,

that prior to recommissioning of the direct feed station by releasing the connection to the primary sys tem initially by commissioning a water conveyor (pump) stored in the memory arranged in the secondary return memory. Water on the arranged in the secondary flow memory Sekundärsysteji is internally circulated and cooled by an additional admixing the existing in the secondary flow accumulator Betzwasser to acceptable temperatures and only then the restart of the direct injection, by switching on the secondary circulation and then by opening the automatically closed gate valve to Primärvor - and, -reverse takes place.

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