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Einrichtung für Dampfanlagen mit Wärmespeicher. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung für Dampfanlagen mit Wärmespeichern. Ihr liegt die Aufgabe
zugrunde, den Speicher zuzeiten von Dampfüberschuß, also von erhöhtem Druck in der
Kesselleitung, zwecks Aufladung desselben an die Kesselleitung .und zuzeiten von
Dampfmangel, also von niedrigerem Druck in der Kesselleitung, an die Verbrauchsleitung
anzuschließen und in jenen Betriebsfällen, in
welchen der Speicher
entladen ist oder aufgeladen wird, Dampf unter Umgehung des Speichers unmittelbar
aus der Frischdampfleitung in die Verbrauchsleitung zu führen. Diese Regelaufgabe
ist an sich bekannt. Sie wurde jedoch bisher auf die Weise gelöst, daß neben den
die Ladung und Entladung des Speichers herbeiführenden Absperrorganen und unabhängig
von denselben in einer die Frischdampf- mit der Nutzdampfleitung verbindenden Leitung
ein besonderes Absperrorgan, z. B. ein Überströmventil, angeordnet wurde, durch
welches Dampf unter Umgehung des Speichers wimittelbar aus der Frischdampfleitung
in die Nutzdampfleitung überführt werden kann.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, alle an der Steuerung der
Anlage beteiligten Organe zu einem Ganzen zusammenzufassen und in einer einzigen
Regeleinrichtung unterzubringen. Dies geschieht der Erfindung gemäß dadurch, daß
in zwei gleichachsigen Zylindern, in deren Wandungen die Frisch- und Nutzdampfleitung
sowie die von und zum Speicher führenden Leitungen münden, als Kolben ausgebildete
Absperrorgane durch den Druckunterschied zwischen der Kessel- und der Betriebsspannung
sowie der Speicher- und der Nutzspannung derart bewegt werden, daß sie j e nach
der Stellung der Absperrorgane die erwähnten Schaltungen selbsttätig herbeiführen.
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Die Zusammenfassung der Regelorgane gemäß der Erfindung hat gegenüber
den bisher bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß die Anlage einfach und übersichtlich
gestaltet wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei die Abb. i bis 3 die Vorrichtung im lotrechten Schnitt der drei verschiedenen
Stellungen der Absperrorgane zeigen.
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Die vom Dauipferzeuger kommende Frischdampfleitung i, in welcher der
Kesseldruck Kp herrscht, ist mittels einer Leitung 2 mit dem oberen Teil 3 eines
Zylinders 4 verbunden, der durch eine Scheidewand 5 in zwei Räume geteilt ist. Der
obere Zylinderraum 3, der im folgenden der Laderaum genannt wird, ist mittels einer
Leitung 6 mit dem Wasserraum eines Wärmespeichers 7 bekannter Art verbunden. In
diese Leitung 6 ist ein Druckminderventil 8 eingebaut, das auf die höchste, im Speicher
7 zulässige Spannung eingestellt ist. Im Laderaum 3 ist ein Kolben 9 angeordnet,
der in seiner oberen Stellung sowohl die Eintrittsöffnungen to und i i der Leitungen
2 und 6 freigibt, in seiner unteren Endstellung dagegen die letztere abschließt.
Die Unterseite des holbens 9 steht daher beständig unter der Kesselspannung K.,
während der Kolben von oben mittels eines Gewichtes 12 oder durch Federkraft entsprechend
dem auf der gleichen Höhe zu haltenden Betriebsdruck BP belastet ist.
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Die Kolbenstange 13 ragt durch die Scheidewand 5 hindurch in den unteren
Zylinderraum 14, der im folgenden Entladeraum genannt wird. An ihrem unteren Ende
trägt die Kolbenstange 13 einen hohlen Kolbenschieber 15, der in seiner oberen Endstellung
die Eintrittsöffnung 16 einer Leitung 17 abschließt, welche den Entladeräum 14 mit
dem Dampfraum des Speichers 7 verbindet, dagegen eine Öffnung 18 freigibt, an die
eine ins Freie führende Leitung 1g anschließt.
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Unterhalb des Hohlkolbens 15 ist ein voller Kolben 2o angeordnet,
auf dessen obere Stirnfläche je nach der Stellung des Hohlkolbens 15 entweder der
Speicherdruck S, oder aber, bei geschlossener bffnung 16, der Atmosphärendruck wirkt.
Der Kolben 2o ist durch eine auf seine Spindel 21 wirkende Feder 22 entlastet.
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Von zwei Austrittsöffnungen 23, 24 des unteren Zylinders 4' fuhren
zwei Leitungen .25, 26 zu Nutzdampfleitung 27. In die obere Leitung 25 ist ein Druckminderventil
28 eingebaut, welches der in der Nutzdampfleitung 27 gewünschten Spannung Np entsprechend
eingestellt ist. Je nach seiner Stellung deckt der Kolben 2o die obere oder die
untere Öffnung 23 bzw. 24 ab. Noch ein wenig tiefer als die Öffnung 24 ist eine
weitere Öffnung 29 vorgesehen, an die eine zur Frischdampfleitung i führende Leitung
3o anschließt, in die ein der Nutzdampfspannung Np entsprechend eingestelltes Reduzierventil
31 eingebaut ist. Die Eintrittsöffnung 29 bleibt auch bei der unteren Endstellung
des Kolbens 29 offen, so daß dieser von unten her stets mit der Nutzdampfspannung
Np belastet ist.
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Je nach dem Verhältnis zwischen den vier Spannungen, nämlich der Kesselspannung
Ko, der Speicherspannung Sp, der Betriebsspannung BP und der Nutzspannung Nn führen
die Druckunterschiede verschiedene Stellungen der Kolben 9, 15 und 2o herbei und
stellen selbsttätig die jedem Falle entsprechende Verbindung zwischen der Frischdampfleitung,
dem Wärmespeicher und der Nutzdampfleitung her. Es sind die im folgenden beschriebenen
vier Fälle möglich. I. Kp > Bp und Sp > N". Wenn der Kesseldruck K"
größer ist als der Betriebsdruck B" wird der Kolben g gehoben, so daß er beide Öffnungen
to und i1 freigibt und die Frischdampfleitung 1, 2
durch den Laderaum
3 mit dein Wärmespeicher ; verbunden ist. Die übereschüssige Dampfmenge wird durch
das auf die höchste zulässige Speicherspannung eingestellte Reduzierventil ä aus
dem Kessel ii, den Speicher 7 geleitet. Mit dein Kolben 9 hat sich auch der Hohlkolben
15 aufwärts bewegt und den Dampfeintritt (Üffnung 16) vom Speicher 7 geschlossen,
die Ausblaseleitung 19 dagegen geöffnet, so daß die im Entladeraum 1.4 oberhalb
des Kolbens 2o befindliche kleine Dampfmenge abziehen kann. Durch den. Abschluß
der Entladeleitung f> des Speichers 7 wird je nach der Spannungs-#,erminderung durch
das Druckminderventil ä eine Ladung des letzteren.bis nahe zur Kesselspannung Kp
ermöglicht.
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Der von unten mit der Nutzspannung N., von oben aber nur mit Atmosphärendruck
belastete Kolben 2o wird gleichfalls gehoben und gibt die Öffnung 24. frei, so daß
die Frischdampfleitung 3o durch das Druckminderventil 31 und den Entladeraum 14
hindurch mit der Nuizdampfleitung 26, 27 verbunden ist. Die Verbrauchsstelle wird
somit in diesem Falle, in welchem sämtliche Teile der Vorrichtung die in der Abb.
i veranschaulichte Stellung einnehmen, ausschließlich aus der Fi-ischdampfleitung
gespeist. 1I. KT ;; Br und SF < lNp. In dieseln Betriebsfalle nehmen sämtliche
Teile der Vorrichtung die gleiche Lage ein wie im Fall i (Abb. 2). Der überschüssige
Dampf strömt aus dem Kessel in den Speicher 7, und die Speisung der Verbrauchsstelle
erfolgt von der Frischdampfleitung i und 3o aus. III. Kp<BpundSr>Nr. Wenn der
Betriebsdruck B, größer ist als cler Kesseldruck K" (oder diesem gleich ist), senkt
sich der Kolben g teils durch sein Eigengewicht, teils durch die Wirkung des Gewichtes
12, deckt die öffnung i i ab und unterbricht dadurch das Laden des Speichers 7.
Gleichzeitig hat auch der Hohlkolben 15 die öffnung 16 freigegeben und die Ausblaseleitung
i9 geschlossen. Aus dem Speicher 7 strömt nun der Dampf durch die Leitung 17, den
Entladeraum 14, den Hohll,--olben 1; und drückt, da S" größer ist als XP, den Kolben
2o herab, welcher daher die Öffnung 23 freigibt, die Öffnung 2_;. dagegen schließt
(Abb. 2). Der Dampf aus dein Speicher ; strömt daher durch das Druckminder-@-etitil
2ä in die @,'utzdanlpfleitung 25, 27.
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Nun strömt der Speicherdampf so lange in die N utzdampfleitung, als
der Druck im Speicher 7 größer ist als die Betriebsspanrung Nn, oder bis die Kesselspannung
wieder auf die normale Höhe gebracht ist. Im Falle III erfüllt somit der Speicher
7 seinen eigentlichen Zweck. IV. Kp @ Bp und S" < Nr.. Der Kolben
9 nimmt aus den gleichen Gründen wie im Falle III wieder die untere Endstellung
ein (Abb. 3). Der Kolben 2o wird jedoch, da die Nutzspannung N, größer ist als die
Speicherspannung Sp, gehoben, so daß er die üffnung 24 freigibt. Die Speisung der
zur Verbrauchsstelle führenden Nutzdampfleitung 26, 27 erfolgt daher von der Frischdampfleitung
30 aus durch das Druckiriinderventil 31 und den unterhalb des Kolbens 2o
befindlichen Teil des Entladeraumes 14 hindurch. Der Wärmespeicher 7, der in dem
Falle, wo die Kesselspannung höchstens gleich oder gar kleiner ist als die Betriebsspannung,
selbstverständlich keinen Dampf erhalten darf, selbst aber gleichfalls unter einer
kleineren Spannung steht, ist, wie die Abb. 3 zeigt, ausgeschaltet.