DE4314390A1 - Verfahren zum Betreiben einer Rohrleitung - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer RohrleitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Rohrleitung für strömende Medien, vorzugsweise für Wasser,
Deionat oder Kondensat, welche Medien zumindest im Teil
strom einen in der Rohrleitung angeordneten, mit einer By
passleitung versehenen Apparat, z. B. Wärmetauscher, durch
strömen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver
fahrens.
Im Anlagenbau ist allgemein bekannt, einen in einem Rohr
leitungsstrang angeordneten Wärmetauscher mit einer By
passleitung zu versehen. Dabei ist das Verhältnis der Teil
ströme, welche den Wärmetauscher und die Bypassleitung
durchströmen, üblicherweise mittels einer Blende in der By
passleitung fest vorgegeben.
Unter bestimmten Umständen, z. B. bei Teillast, kommt es zu
einer Verringerung des Volumenstroms des durchströmenden
Mediums. Aufgrund der Verringerung des Durchflusses durch
den Wärmetauscher kann es hier infolge der unveränderten
Einspeisung des Heizmediums, z. B. Dampf, zu einer spon
tanen Aufheizung des Strömungsmediums mit anschließender
Dampfbildung in den Wärmetauscherrohren kommen, so daß
diese schließlich nur noch mit Dampf gefüllt sind. Der
hierdurch stark erhöhte Strömungswiderstand ist dabei deut
lich größer als der Widerstand der Blende in der Bypasslei
tung, so daß es zu einem Strömungsstillstand in dem Wärme
tauscher kommen kann und aufgrund dessen das strömende Me
dium ausschließlich über die Bypassleitung geführt wird.
Das zuvor geschilderte Problem kann auch auftreten, wenn
infolge störfallbedingter Unterbrechung des Volumenstroms,
z. B. infolge Pumpenausfall oder Fehlfunktion einer Rohr
leitungsabsperrung im vorangehenden Rohrleitungsabschnitt,
die Förderung des Medium zeitweise unterbleibt. Beim Wie
deranfahren, d. h. nach Beseitigung der Störung, kann aus
den zuvor geschilderten Gründen das im Wärmetauscher be
findliche Medium verdampft sein, was zur Folge hat, daß
durch die Dampfblasenbildung im Wärmetauscher dessen Wider
stand für die Strömung so groß ist, daß es hier zu einem
Stillstand der Strömung kommt.
Bei Teillasten, d. h. bei kleinen Gesamtströmen ist der
Strömungswiderstand der im folgenden als Schaltung bezeich
neten Anordnung des Wärmetauschers mit Bypassleitung in der
Rohrleitung niedriger. Hierbei kann geschehen, daß eine
Schaltungsanordnung, die bei hohem Gesamtstrom stabil ar
beitet, nunmehr instabil wird, d. h. daß die zuvor geschil
derten Effekte auftreten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe
der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens zu schaffen, um so auf einfache
Weise Instabilitäten beim Betrieb der Rohrleitung sicher
auszuschließen.
Zur Lösung der Aufgabe dienen erfindungsgemäß die kenn
zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist vor
gesehen, daß eine Änderung der Aufteilung der Teilströme
erfolgt, wenn die Verringerung des Gesamtvolumenstroms des
Mediums, z. B. bei Teillast, zu einer Erhöhung des Strö
mungswiderstandes im Apparat führt. Das bedeutet, daß er
findungsgemäß der Strömungswiderstand in der Bypassleitung
veränderlich einstellbar ist, so daß er stets gleich ist
dem Strömungswiderstand des Apparates. Hierdurch wird er
reicht, daß der Apparat ausreichend mit Strömungsmedium ge
speist wird, so daß es zu unerwünschten Teil- oder Vollver
dampfungen, welche den Strömungswiderstand des Apparates
heraufsetzen, vermieden oder zumindest überwunden werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin
dung kann vorgesehen sein, daß der Teilstrom durch die By
passleitung unterbrochen wird, sobald im Apparat ein erhöh
ter Strömungswiderstand auftritt. Diese Variante erfordert
nur geringen schaltungstechnischen bzw. meß- und regelungs
technischen Aufwand und ist daher einfach und kostengünstig
realisierbar.
Gemäß einer weiteren Variante kann es aber zweckmäßig sein,
eine stufenlose Änderung der Aufteilung der Teilströme und
damit eine Änderung des Strömungswiderstandes vorzunehmen,
um auf diese Weise die geforderten Verfahrensparameter
bestmöglich einzuhalten, d. h. die Durchflußmenge des strö
menden Mediums durch den Apparat zu regeln. Eine derartige
stufenlose Änderung des Durchflußquerschnitts der By
passleitung ist im Vergleich zur ersten Variante aufwendi
ger, dafür aber auch im Hinblick auf den Betrieb der Schal
tungsanordnung günstiger. Dabei wird der Strömungswider
stand der Bypassleitung bei Erhöhung des Strömungswider
stands des Apparats ebenfalls erhöht.
Bei der Anwendung dieses Verfahrens an kreuzgeschalteten
Enthitzern bei Dampfkraftanlagen ergibt sich ein zusätzli
cher Vorteil daraus, daß bei Teillasten der Teilstrom des
Speisewassers durch den Enthitzer erhöht wird, als Folge
die Austrittstemperatur des Speisewassers erhöht wird und
der thermische Wirkungsgrad des Prozesses verbessert wird.
Eine Rohrleitung für die Durchführung des eingangs genann
ten Verfahrens besitzt einen Apparat, vorzugsweise einen
Wärmetauscher, der mit einer Bypassleitung versehen ist, in
welcher eine Blende angeordnet ist. Eine Lösung der der Er
findung zugrundeliegenden Aufgabe ist erfindungsgemäß durch
die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 4 ge
kennzeichnet. Danach ist vorgesehen, daß in der Bypasslei
tung zusätzlich oder anstelle der Blende ein Stellglied an
geordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stellglied
als Regelventil ausgebildet. Dieses gestattet eine stufen
lose Einstellung des Durchlaufquerschnitts der Bypasslei
tung und damit deren Strömungswiderstand.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann es zweckmäßig
sein, das Stellglied als Absperrschieber auszubilden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft
sein, das Stellglied als von Hand betätigbar auszubilden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
das Stellglied fernbetätigbar ist. Zu diesem Zweck ist das
Stellglied mit einem Stellantrieb versehen, der je nach Be
darf manuell fernbetätigbar ist oder in eine Meß- und Re
gelstrecke eingebunden ist, welche seine Betätigung vor
nimmt.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Anhand eines Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung und
ihre besondere Vorteile näher erläutert und beschrieben
werden.
Es zeigt die einzige Figur eine Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung.
In der einzigen Figur ist eine Schaltungsanordnung 10 ge
zeigt, die eine Rohrleitung 12 aufweist, in welcher ein als
Wärmetauscher ausgebildeter Apparat 14 angeordnet ist, der
mit einer Bypassleitung 16 versehen ist. In dieser By
passleitung ist entsprechend der Erfindung ein Steilglied
18 angeordnet, das im gezeigten Beispiel als motorbetrie
bene Absperrarmatur dargestellt ist und im konkreten Ein
satzfall als Absperrschieber, Drosselklappe oder Regelven
til ausgebildet sein kann.
Die Verfahrensweise dieser Schaltung soll nachstehend er
läutert werden. Dabei sind zwei Fallunterscheidungen zu
treffen.
Fall 1:
Bei Teillastbetrieb teilt sich der Gesamtvolumenstrom ent sprechend der Einstellung des Stellgliedes 18 im gleichen Verhältnis ein wie bei Vollast. Dies kann zu Instabilitäten der Strömung führen, da der zur Aufheizung des strömenden Mediums dienende Apparat 14 zunächst unverändert mit Heiz medium gespeist wird, dessen Wärmemenge jedoch auf den bei Vollastbetrieb durchströmenden Volumenstrom abgestimmt ist. Aufgrund dieses Überangebots an Wärme kommt es im Apparat 14 zu einer raschen Aufheizung des strömenden Mediums und schließlich zu dessen Verdampfung. Die in den Wärmetau scherrohren des Apparats 14 befindlichen Dampfblasen bilden einen gegenüber Normalbetrieb stark erhöhten Widerstand für die Strömung oder Verschluß, so daß es zu einem Strömungs stillstand des strömenden Mediums kommen kann, solange die Bypassleitung 16 geöffnet ist, deren Strömungswiderstand in diesem Fall geringer ist als der des Apparats 14. An dieser Stelle setzt die Erfindung ein, indem der Strömungswider stand in der Bypassleitung durch Verstellen des Stellglie des 18 soweit erhöht wird, daß er den Strömungswiderstand im Apparat 14 übersteigt, so daß der anstehende Strömungs druck die im Apparat 14 befindlichen Dampfblasen austreibt und ein störungsfreier Teillastbetrieb möglich ist. Um letzteres sicherzustellen, kann es erforderlich sein, die Einstellung des Stellgliedes 18 erneut zu verändern.
Bei Teillastbetrieb teilt sich der Gesamtvolumenstrom ent sprechend der Einstellung des Stellgliedes 18 im gleichen Verhältnis ein wie bei Vollast. Dies kann zu Instabilitäten der Strömung führen, da der zur Aufheizung des strömenden Mediums dienende Apparat 14 zunächst unverändert mit Heiz medium gespeist wird, dessen Wärmemenge jedoch auf den bei Vollastbetrieb durchströmenden Volumenstrom abgestimmt ist. Aufgrund dieses Überangebots an Wärme kommt es im Apparat 14 zu einer raschen Aufheizung des strömenden Mediums und schließlich zu dessen Verdampfung. Die in den Wärmetau scherrohren des Apparats 14 befindlichen Dampfblasen bilden einen gegenüber Normalbetrieb stark erhöhten Widerstand für die Strömung oder Verschluß, so daß es zu einem Strömungs stillstand des strömenden Mediums kommen kann, solange die Bypassleitung 16 geöffnet ist, deren Strömungswiderstand in diesem Fall geringer ist als der des Apparats 14. An dieser Stelle setzt die Erfindung ein, indem der Strömungswider stand in der Bypassleitung durch Verstellen des Stellglie des 18 soweit erhöht wird, daß er den Strömungswiderstand im Apparat 14 übersteigt, so daß der anstehende Strömungs druck die im Apparat 14 befindlichen Dampfblasen austreibt und ein störungsfreier Teillastbetrieb möglich ist. Um letzteres sicherzustellen, kann es erforderlich sein, die Einstellung des Stellgliedes 18 erneut zu verändern.
Fall 2:
Es kann gelegentlich vorkommen, daß aufgrund unvorhersehba rer Störungen, z. B. Ausfall der Förderpumpe oder infolge Fehlbetätigung ein unbeabsichtigtes Schließen einer Ab sperrarmatur im vorangehenden Leitungsabschnitt, daß das im Apparat 14 befindliche strömende Medium ähnlich wie zuvor beschrieben rasch aufgeheizt und schließlich verdampft wird, weil kein Medium nachströmt. Auf diese Weise wird in folge Dampfblasenbildung im Apparat 14 dessen Widerstand für die Strömung stark erhöht, so daß er den Strömungswi derstand der Bypassleitung 16 erheblich übersteigt. Bei Wiederaufnahme des Betriebs, d. h., bei erneuter Förderung des Strömungsmediums kann es auf diese Weise geschehen, daß infolge der stark unterschiedlichen Strömungswiderstände im Apparat 14 weiterhin ein Strömungsstillstand vorherrscht, während die Bypassleitung 16 unter stark erhöhtem Druck durchströmt wird. Ist dies der Fall, so kommt auch hier die erfindungsgemäße Verfahrensweise zur Anwendung, indem der Strömungswiderstand in der Bypassleitung 16 durch Verändern der Einstellung des Stellgliedes 18 so weit erhöht wird, daß er den im Apparat 14 infolge Dampfblasenbildung vor herrschenden Strömungswiderstand übersteigt. Hierdurch wird erreicht, daß das strömende Medium nunmehr aufgrund des an stehenden Drucks die Dampfblasen aus dem Apparat 14 ver drängt und hierdurch dessen Strömungswiderstand wieder auf den Ausgangswert bringt. Sobald dies geschehen ist, wird der Einstellwert des Stellgliedes 18 erneut verändert und auf diese Betriebsbedingungen eingestellt.
Es kann gelegentlich vorkommen, daß aufgrund unvorhersehba rer Störungen, z. B. Ausfall der Förderpumpe oder infolge Fehlbetätigung ein unbeabsichtigtes Schließen einer Ab sperrarmatur im vorangehenden Leitungsabschnitt, daß das im Apparat 14 befindliche strömende Medium ähnlich wie zuvor beschrieben rasch aufgeheizt und schließlich verdampft wird, weil kein Medium nachströmt. Auf diese Weise wird in folge Dampfblasenbildung im Apparat 14 dessen Widerstand für die Strömung stark erhöht, so daß er den Strömungswi derstand der Bypassleitung 16 erheblich übersteigt. Bei Wiederaufnahme des Betriebs, d. h., bei erneuter Förderung des Strömungsmediums kann es auf diese Weise geschehen, daß infolge der stark unterschiedlichen Strömungswiderstände im Apparat 14 weiterhin ein Strömungsstillstand vorherrscht, während die Bypassleitung 16 unter stark erhöhtem Druck durchströmt wird. Ist dies der Fall, so kommt auch hier die erfindungsgemäße Verfahrensweise zur Anwendung, indem der Strömungswiderstand in der Bypassleitung 16 durch Verändern der Einstellung des Stellgliedes 18 so weit erhöht wird, daß er den im Apparat 14 infolge Dampfblasenbildung vor herrschenden Strömungswiderstand übersteigt. Hierdurch wird erreicht, daß das strömende Medium nunmehr aufgrund des an stehenden Drucks die Dampfblasen aus dem Apparat 14 ver drängt und hierdurch dessen Strömungswiderstand wieder auf den Ausgangswert bringt. Sobald dies geschehen ist, wird der Einstellwert des Stellgliedes 18 erneut verändert und auf diese Betriebsbedingungen eingestellt.
Claims (10)
1. Verfahren zum Betreiben einer Rohrleitung für
strömende Medien, vorzugsweise für Wasser, Deionat oder
Kondensat, welche Medien zumindest im Teilstrom einen in
der Rohrleitung angeordneten, mit einer Bypassleitung
versehenen Apparat, z. B. Wärmetauscher, durchströmen, da
durch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Aufteilung der
Teilströme erfolgt, wenn die Verringerung des Volumen
stromes des Mediums zu einer Änderung des Strömungswider
stands im Apparat führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungswiderstand in der Bypassleitung geändert
wird und so die Durchflußmenge des strömenden Mediums durch
den Apparat geregelt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Teilstrom durch die By
passleitung unterbrochen wird, wenn im Apparat infolge er
höhten Strömungswiderstandes ein Strömungsstillstand auf
tritt.
4. Rohrleitung (12) für strömende Medien zur Durch
führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
mit einem Wärmetauscher (14), der mit einer Bypassleitung
(16) versehen, in welcher eine Blende angeordnet ist, da
durch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (16) zusätz
lich oder anstelle der Blende ein Stellglied (18) angeord
net ist.
5. Rohrleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Stellglied (18) ein Regelventil ist.
6. Rohrleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Stellglied (18) ein Absperrschieber ist.
7. Rohrleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Stellglied (18) eine Drosselklappe ist.
8. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Stellglied (18) handbetätig
bar ist.
9. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Stellglied (18) fernbetätig
bar ist.
10. Rohrleitung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Stellglied (18) in eine Meß- und Regel
strecke eingebunden ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4314390A DE4314390C2 (de) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Systems |
AT94106367T ATE170966T1 (de) | 1993-04-30 | 1994-04-23 | Verfahren zum betreiben einer rohrleitung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
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DE4314390A DE4314390C2 (de) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Systems |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4314390A1 true DE4314390A1 (de) | 1994-11-03 |
DE4314390C2 DE4314390C2 (de) | 1997-01-30 |
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ATE170966T1 (de) | 1998-09-15 |
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