DD255256A3 - Anordnung zur drucksicherung in fernwaermenetzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drucksicherung in Fernwaermenetzen, in denen z. B. durch einen Pumpenausfall im hydraulischen System dynamische Druckaenderungen auftreten, die ohne Drucksicherung zu unzulaessigen Druckanstiegen fuehren. Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Drucksicherung in Fernwaermenetzen vorzuschlagen, die unter Beachtung der sicherheitstechnischen Bestimmungen ploetzliche Druckstoesse so abbaut, dass keine Schaedigungen im Fernwaermenetz entstehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucksicherungseinrichtung an den durch Druckstoesse besonders gefaehrdeten Abschnitten des Fernwaermenetzes einzusetzen und ein Wiederanfahren der Drucksicherungseinrichtung zu vereinfachen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine Drucksicherungseinrichtung, vorzugsweise ein Sicherheitsstandrohr im Ruecklauf des Heizmediums vom Nachdruckregler der Abnehmer zur Rueckschlagklappe einer Umwaelzpumpe angeordnet ist, welches eine dosierte Abspeisung des Heizmediums entsprechend der vorliegenden Druckverhaeltnisse zulaesst.

Description

Anteil schnell zurück. Die in separaten Gefäßen aufgefangenen Anteile müssen über Pumpen zurückgespeist werden. Bisher ist keine Möglichkeit bekannt, eine auf die spezifischen Bedingungen des Fernwärmesystems dosierte Wiedereinspeisung des Heizmediums vorzunehmen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Drucksicherung in Fernwärmenetzen vorzuschlagen, die unter Beachtung der sicherheitstechnischen Bestimmungen plötzliche Druckstöße so abbaut, daß keine Schädigungen im Fernwärmenetz entstehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucksicherungseinrichtung an den durch Druckstöße besonders gefährdeten Abschnitten des Fernwärmenetzes einzusetzen sowie ein Anfahren der Anlage nach Ansprechen der Druckstoßsicherungseinrichtung mit einfachen technischen Mitteln gefahrlos zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Drucksicherungseinrichtung, vorzugsweise ein Sicherheitsstandrohr, im Rücklaufabschnitt zwischen Abnehmer und Umwälzpumpe angeordnet ist, welches eine dosierte Abspeisung des Heizmediums entsprechend der vorliegenden Druckverhältnisse zuläßt.

In Fernwärmenetzen werden oft Abnehmer betrieben, deren zulässiger maximaler Betriebsdruck kleiner ist als der Ruhedruck bzw. Mitteldruck des Fernwärmesystems. Diese Abnehmer sind vorlaufseitig mit einem Druckminderer ausgestattet.

Der Druck wird durch eine Druckhalteanlage im Vorlauf während des Ruhebetriebes gespeist, die nicht die systemeigene Druckhaltung sein muß. Zur Drucksicherung wird auf der Saugseite der Umwälzpumpe oder an den anderen durch Druckstöße gefährdeten Abschnitten des Rücklaufs ein Sicherheitsstandrohr mit differenzierter Abspeisung vorgesehen.

Das Fernwärmenetz wird in mindestens zwei getrennte Abschnitte unterteilt, die mit einer gesonderten Drucksicherung ausgestattet sind. Im ersten Abschnitt des Fernwärmenetzes sind ein Druckminderer im Vorlauf des Abnehmers, ein Abnehmer, ein Rückflußverhinderer im Rücklaufund eine aus dem Rücklaufsaugende Umwälzpumpe angeordnet. Dieser Abschnitt wird durch eine gesonderte Drucksicherung geschützt.

Der andere Abschnitt des Fernwärmenetzes wird aus dem Wärmeübertrager und dem Fernwärmenetzvorlauf gebildet. Zur Drucksicherung dient eine Druckhalteanlage. Nach der Umwälzpumpe und nach dem Wärmeübertrager sind jeweils Absperrarmaturen angeordnet.

Bei Ausfall der Umwälzpumpe ermöglicht die Drucksicherung, vorzugsweise ein Sicherheitsstandrohr, einen Druckaufbau im Rücklauf bis zur Höhe des Schließdruckes der Druckminderer der Abnehmeranlage und eine auf die Anlagenbedingungen abgestimmte, definierte Abspeisung aus dem Rücklauf, bis der Druckminderer den Nullhub erreicht hat. Während der Abspeisung bis zum Erreichen des Null hubes des Druckminderers tritt kein weiterer Druckanstieg ein. Der Druck steigt erst weiter durch die an den Druckminderern in der Abnehmeranlage auftretenden Lässigkeiten bzw. Restströme von noch nicht vollständig geschlossenen Druckminderern. Bis zum Erreichen des höchstzulässigen Druckes der Abnehmeranlagen, der unterhalb des Ansprechdruckes der Sicherheitsventile der Abnehmer liegen sollte, ist noch eine definierte Abspeisung ohne Drucksteigerung möglich. Die Abspeisung ist auf die Reaktionszeit zur Betätigung von Absperrorganen in Fernwärmenetzen unter Berücksichtigung der systembedingten Leckraten abgestimmt. Werden die Leckraten überschritten, erfolgt ein Ausfluß des Heizmediums in die Umgebung oder in separate Speicher.

Das Drucksicherungssystem ermöglicht ein Schließen der Absperrorgane im Fernwärmenetz ohne Folgeschäden durch zu schnelle Trennung von Wassersäulen.

Weiterhin können definierte Zwischenabspeisungen des Heizmediums zwischen dem Saugdruck der aus dem Rücklauf saugenden Umwälzpumpe und dem Druck bei Nullhub der Druckminderer in den Abnehmeranlagen vorgenommen werden, die einen vorgegebenen Druck zeitlich begrenzt konstant halten.

Ein gefahrloses Anfahren der Umwälzpumpe wird durch dosierte Wiedereinspeisung des Heizmediums aus dem Drucksicherungssystem ermöglicht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

In der zugehörigen Fig. 1 wird die erfinderische Anordnung zur Drucksicherung in Fernwärmenetzen dargestellt. Eine Umwälzpumpe 1 saugt über eine Rückschlagklappe 2 das Heizmedium an und fördert dieses über die Absperrorgane 3 und 4, einen Wärmeübertrager 5 und einen Druckminderer 6 zu dem Abnehmer 7. Eine Druckhalteanlage 8 ist im Vorlauf zwischen einem Wärmeübertrager 5 und einem Absperrorgan 4 angeordnet, die den Druck im Ruhezustand und während des Betriebes fixiert. Zum Schutz gegen dynamische Überlastung ist ein Kaskadenstandrohr 18 im Rücklauf des Fernwärmesystems zur Umwälzpumpe 1 vorgesehen. Bei Ausfall der Umwälzpumpe 1 steigt der Pumpensaugdruck im Sicherheitsstandrohr 9 bis zur Mündung 10 und speist eine definierte Menge des Heizmediums in einen das Sicherheitsstandrohr 9 umgebenden Behälter 11. Das Sicherheitsstandrohr 9 ermöglicht einen Druckaufbau im Rücklauf bis zur Höhe des Schließdruckes eines Druckminderers 6 der Abnehmeranlage und eine auf die Anlagenbedingungen abgestimmte definierte Abspeisung aus dem Rücklauf. Bis der Druckminderer 6 den Nullhub erreicht hat, erfolgt kein weiterer Druckanstieg im Fernwärmenetz. Der Druckminderer 6 und eine Rückschlagklappe 2 werden geschlossen, so daß im Fernwärmenetz zwei Ruhedruckbereiche aufgebaut werden. Bedingt durch die Lässigkeit des Druckminderers 6 steigt die Wassersäule im Behälter 11 weiter an und erreicht die Höhe der Mündung 16 eines Standrohres 12. Mit Erreichen des höchstzulässigen Druckes der Abnehmer 7 ist eine definierte Abspeisung in den oberen Teil des Behälters 11 ohne Druckanstieg möglich. Werden die Lässigkeiten überschritten, erfolgt eine Abspeisung des Heizmediums mittels Überlauf 13 an die Umgebung oder in einen separaten Speicher. Die Zeit zwischen dem Erreichen der Höhe der Mündung 16 des Standrohres 12 und dem Ansprechen eines Überlaufes 13 soll so bemessen sein, daß die Absperrorgane 3 und 4 geschlossen werden und kein Heizmedium mehr übertreten kann.

Die Absperrorgane 3 und 4 können gegebenenfalls bereits ab Übertritt des Heizmediums aus der Mündung 10 des Standrohres 9 geschlossen werden.

Eingefahrloses Wiederanfahren der Umwälzpumpe 1 ohne unzulässige Druckanstiege wird durch eine dosierte Wiedereinspeisung des in den Behälter 11 übergetretenen Heizmediums mittels der Rückführöffnung 14 (in der Trennwand 17) und 15 (im Sicherheitsstandrohr 9) erreicht. Die dosierte.Rückführung des Heizmediums aus dem Behälter 11 beim Wiederanfahren der Umwälzpumpe 1 bewirkt eine Absenkung des Druckes im Vor- und Rücklauf und damit eine Öffnung des Druckminderes 6, so daß der Abnehmer 7 ohne Drucküberschreitung gefahrlos in Betrieb genommen wird. Das Fernwärmenetz ist in mindestens zwei Abschnitte aufgeteilt, wobei der eine von einem Druckminderer 6 im Vorlauf über die Abnehmer 7 und über den Rücklauf mit einer aus einem Kaskadenstandrohr 18 bestehenden Sicherheitseinrichtung bis zur Rückschlagklappe 2 einer Umwälzpumpe 1 reicht und der andere Abschnitt aus der Umwälzpumpe 1, einem Wärmeübertrager 5, einer Durchhalteanlage 8, aus den Druckminderern 6 und aus den Absperrorganen 3 und 4 besteht.

Claims (2)

1. Anordnung zur Drucksicherung in Fernwärmenetzen, an denen Abnehmer (7) betrieben werden, deren zulässiger maximaler Betriebsdruck kleiner als der Ruhedruck oder Mitteldruck im Fernwärmenetz ist und diese Abnehmer (7) im Vorlauf mit einem oder mehreren Druckminderern (6) ausgestattet sind, wobei ein Kasicadenstandrohr (8) verwendet wird, bestehend aus einem Sicherheitsstandrohr (9) und einer Mündung (10), welches am unteren Teil eine Rückführöffnung (15) aufweist und im unteren Teil eines Behälters (11) angeordnet ist und aus einem Standrohr (12) mit einer Mündung (16), welches eine mit einer Rückführöffnung (14) versehene Trennwand (17) im oberen Teil des Behälters (11) druchdringt, der mit einem Überlauf (13) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernwärmenetz in mindestens zwei getrennte Abschnitte aufgeteilt ist, wobei der eine von einem Druckminderer (6) der Anschlüsse der Abnehmer (7) im Vorlauf über die Abnehmer (7) und den Rücklauf mit einem Kaskadenstandrohr (18) bis zur Rückschlagklappe (2) einer Umwälzpumpe (1) reicht und der andere Abschnitt aus der Umwälzpumpe (1), einem Wärmeübertrager (5), einer Druckhalteanlage (8) und aus einem oder mehreren Druckminderern (6) besteht, wobei bei Ausfall der Umwälzpumpe (1) die Höhe der Mündung (10) des Sicherheitsstandrohres (9) so festgelegt ist, daß die Höhe der Wassersäule dem Schließdruck der Druckminderer (6) der Abnehmer (7) entspricht, so daß bei Erreichen der Höhe der Mündung (10) die Druckminderer (6) geschlossen sind, wonach bedingt durch die auftretenden Lässigkeiten der Druckminderer (6) das Heizmedium in den Behälter (11) durch Übertritt aus der Mündung (10) gelangt und nach Füllung des unteren Teils des Behälters (11) bis zur Trennwand (17) infolge weiterer Lässigkeiten ein weiteres Standrohr (12) bis zur Mündung (16), dessen Höhe dem höchstzulässigen Betriebsdruck der Abnehmer (7) entspricht (in der Regel kleiner als der Ansprechdruck der nicht dargestellten Sicherheitsventile bei den Abnehmern [7]) und danach der obere Teil des Behälters (11) bis zum Ansprechen des Überlaufes (13) aufgefüllt wird.

2. Anordnung zur Drucksicherung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auffüllens des Behälters (11) bis kurz vor Ansprechen des Überlaufes (13) ein vollständiges Abtrennen der Verbraucher von der Druckhaltung (8) durch die Absperrorgane (3 und 4) mit normalen Schließzeiten möglich ist.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Drucksicherung in Fernwärmenetzen, in denen z.B. durch einen Pumpenausfall im hydraulischen System dynamische Druckänderungen auftreten, die ohne Drucksicherung zu unzulässigen Druckanstiegen führen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Fernwärmesystemen können durch den Ausfall von Pumpen plötzliche starke Druckstöße auftreten, die zu Schaden im Fernwärmesystem führen.

Es ist bekannt, Rohrleitungen für Flüssigkeiten von Druckstößen zu entlasten, indem in die gefährdete Rohrleitung zwangsgesteuerte oder selbsttätig wirkende Entlastungsventile angeschlossen werden oder Windkessel als Dämpfungseinrichtungen eingesetzt werden. Standrohre werden in Fernwärmesystemen zum Schutz gegen dynamische Druckschwingungen kaum eingesetzt, weil die Höhe der Wassersäule im Standrohr dem Druck im Wasserleitungssystem bei Stillstand der Umwälzpumpen entsprechen muß und die Standrohrhöhe gegenüber den Niederdruckdampfsystemen, wo ihr Einsatz bisher vorwiegend erfolgt, vergleichsweise um ein Vielfaches höher ist. In den bekannt gewordenen Anwendungsfällen wurden bisherStanirohre mit gleichbleibendem Querschnitt eingesetzt. Standrohre dieser Art reagieren erst auf Drücke, die das zulässige Niveau übersteigen und verhalten sich somit wie Sicherheitsventile, Überströmventile und auch Berstscheiben. Zur idealen Druckstoßdämpfung ist es jedoch sinnvoll, die Abspeisung aus dem System schon vor Erreichen der höchsten Druckgrenze mit begrenzten Mengen vorzunehmen und das Erreichen des höchsten Anlagendruckes zu verzögern. Mit normalen Standrohren ist ein solches Verhalten nicht zu erreichen. Auch Erweiterungen des Standrohrdurchmessers in bestimmten Höhen ermöglichen bisher keine ideale Druckstoßdämpfung. Nachteilig in allen Druckstoßdämpfungseinrichtungen ist die Rückführung des aus der Anlage abgespeisten Heizmediums. Standrohre führen im gleichen Querschnitt den noch vorhandenen