DE441316C - Process for the uniform operation of high-speed steam generators in which steam is generated by injecting water into heated pipes - Google Patents

Description

Verfahren zum gleichmäßigen Betrieb von Schnelldampferzeugern, bei welchen die Dampferzeugung durch Einspritzen von Wasser in beheizte Röhren erfolgt. Schnelldampferzeuger, bei welchen die Dampferzeugung durch Einspritzen von Wasser in beheizte Röhren erfolgt, leiden bekanntlich unter dem Übelstand, daß erstens die von der Feuerung bestrichenen Röhren in kurzer Zeit stark Kesselstein ansetzen und durchbrennen, falls nicht kesselsteinfreies Wasser verwendet wird, zweitens aber, daß bei schwankender Dampfentnahme sehr starke und schnelle Druckschwankungen in den Röhren auftreten, einerseits, weil diese mangels Wasserreserve bei Druckabfall keine zusätzliche Dampfentwicklung erlauben, andererseits aber die bisher bekannten Regelvorrichtungen keine . ausreichend schnelle Regelung der Feuerung und der Speisewasserzufuhr gestatten, um schnellen Druckabfall bei verinehrter Entnahme und schnelle Drucksteigerung bei geringer Entnahme zu vermeiden.Method for the smooth operation of high-speed steam generators, at which the steam is generated by injecting water into heated tubes. Rapid steam generators, which generate steam by injecting water takes place in heated tubes, are known to suffer from the disadvantage that first the pipes coated by the furnace quickly build up a large amount of scale and burn through, if non-scaled water is used, secondly but that with fluctuating steam withdrawal very strong and rapid pressure fluctuations occur in the pipes, on the one hand, because there is a lack of water reserve in the event of a pressure drop do not allow any additional steam development, but on the other hand the previously known Control devices no. sufficiently rapid regulation of the furnace and the feed water supply allow rapid pressure drop in the event of restricted removal and rapid pressure increase to be avoided in the case of small withdrawals.

'Die Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu beseitigen. d. h. die Möglichkeit zu schaffen, erstens die Verdampferröhren in einfacher und wohlfeiler Weise mit destilliertem Wasser zu speisen und somit den Ansatz von Kesselstein zu verhüten, zweitens den Druck bei gleichbleibender Wärmezufuhr chne Rücksicht auf den Verbrauch an Arbeitsdampf möglichst konstant zu halten und dabei drittens die Speisewasserzufuhr zu den Verdampferrohren in einfacher Weise zu regeln.The invention has the purpose of eliminating these disadvantages. d. H. the ability to firstly create the evaporator tubes in a simpler and cheaper way Way to feed with distilled water and thus the approach of boiler scale secondly, be careful of the pressure with a constant supply of heat to keep the consumption of working steam as constant as possible and, thirdly, to keep the To regulate feed water supply to the evaporator tubes in a simple manner.

Dieser Zweck wird erfindungsgemäß zunächst dadurch erreicht, daß der in den Schnellverdampferrohren unter Aufrechterhaltung gleichmäßigen Druckes erzeugte Dampf in bekannter Weise als Heizdampf in einen zur Lieferung des Arbeitsdampfes dienenden zweiten Dampferzeuger geführt und an dessen Heizflächen niedergeschlagen wird, worauf das Kondensat im Kreislauf der Speisevorrichtung der Schnellverdampferröhren unter Druck wieder zugeführt wird.According to the invention, this purpose is first achieved in that the generated in the flash evaporator tubes while maintaining uniform pressure Steam in a known manner as heating steam in one for supplying the working steam serving second steam generator out and deposited on its heating surfaces whereupon the condensate in the circuit of the feed device of the high-speed evaporator tubes is fed back under pressure.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die gleichen Mengen destillierten Wassers im Kreislauf immer wieder in Dampf- bzw. in Wass2 r umgewandelt werden, so daß mit geringen Kosten die Speisung der Schnellverdampferröhren mit gänzlich kesselsteinfreiem Wasser durchgeführt werden kann.In this way it is achieved that the same quantities distilled Water in the cycle are repeatedly converted into steam or water, so that the high-speed evaporator tubes can be fed with completely at low cost scale-free water can be carried out.

Die Aufrechterhaltung des Druckes im Schnelldampferzeuger erfolgt vorteilhaft durch Regelung der Mengen des dem zweiten Dampferzeuger zuzuführenden Heizdampfes, die z. B. in an sich bekannter Weise durch ein in Abhängigkeit vom Dampfdruck in den Schnellverdampferröhren wirkendes Mengenregelungsorgan, z. B. ein Überströmventil, erfolgen kann. Da der mittlere Verbrauch an Arbeitsdampf, also auch der mittlere Wärmebedarf des zweiten Kessels bekannt ist, braucht man also nur die Feuerung des Schnellverdampfers entsprechend einzustellen und die durch Rückführung des Kondensats bewirkte Speisewasserzufuhr der Dampfentnahme aus dem Schnellverdampfer anzupassen.The pressure in the high-speed steam generator is maintained advantageously by regulating the quantities to be supplied to the second steam generator Heating steam, the z. B. in a known manner by a depending on Vapor pressure in the high-speed evaporator tubes acting volume control member, z. B. an overflow valve, can take place. Since the average consumption of working steam, so The average heat demand of the second boiler is also known, so you need it just set the firing of the high-speed evaporator accordingly and the through Return of the condensate caused the feed water supply of the steam extraction from the Adapt fast vaporizer.

Um bei Betrieben mit stark schwankendem Arbeitsdampfverbrauch Druckschwankungen von dem primären Dampferzeuger abzuhalten, erfolgt erfindungsgemäß der Ausgleich zwischen dem Arbeitsdampfverbrauch und der gleichbleibenden primären Feuerung über den Arbeitsdampferzeuger, dessen Druckschwankungen in an sich bekannter Weise auf dem Wege des Speicherverfahrens ausgeglichen werden. Die Heizdampfzuführung zu diesem Dampferzeuger kann dann auf einen gleichbleibenden, dem mittleren Dampfverbrauch entsprechenden Wert eingestellt werden. Man ist also auf diese Weise in der Lage, allen Betriebsverhältnissen bei gleichmäßigem Betrieb des primären Dampferzeugers gerecht zu werden.In order to avoid pressure fluctuations in companies with strongly fluctuating working steam consumption keep from the primary steam generator, the compensation takes place according to the invention between the working steam consumption and the constant primary combustion the working steam generator, whose pressure fluctuations in a known manner be balanced by the way of the storage procedure. The heating steam supply to this The steam generator can then have a constant, mean steam consumption corresponding value can be set. So in this way you are able to all operating conditions with uniform operation of the primary steam generator meet.

An Hand der beiliegend°n Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert. Der Einfachheit wegen ist nur ein Schnellverdampferrohr gezeigt, in welches das Kondensat unter dein. Einfluß des statischen Wasserdruckes zurückgeführt wird.A system for implementation is shown on the basis of the accompanying drawing of the method according to the invention explained in more detail. For the sake of simplicity is only a quick evaporator tube shown, in which the condensate under your. Influence the static water pressure is returned.

Gemäß der Darstellung ist die Verdampferröhre a über den t`berhitzer h und das Überströmventil c an den als Oberflächenkondensator ausgebildeten =lrbeitsdampferzeuger d angeschlossen. Der Heizraum des Arbeitsdampferzeugers d ist durch eine unten angeschlossene Leitung e mit Absperrorgan f mit der Einspritzvorrichtung g der Verdampferröhre a verbunden. Der a rbeitsdampferzeuger d, der mit einer zum Druckausgleich bei schwankender Belastung dienenden beliebigen und an sich bekannten, daher nicht besonders dargestellten Speicheranlage zusammenwirkt, kann seinen Dampf entweder als Naßdampf an die Verbraucher abgeben, oder nachdem der Dampf durch die Abgase des Schnellverdampfers a im t berhitzer h in bekannter Weise überhitzt wurde. Es kann natürlich auch mit Naßdampf und mit überhitztem Dampf gearbeitet werden. Gespeist wird der Arbeitsdampferzeuger (l durch die Pumpe i, wobei das Speisewasser in bekannter Weise in einem gleichfalls von den Abgasen des primären Dampferzeugers b,heizten @'orwärmer vorgewärmt werden kann.. Mit der Schnellverdampferröhre a ist unten eine Kondenswassersammelkammer l verbunden, von welcher eine mit Pumpe in. versehene Rohrleitung n, in welcher das Absperrventil o vorgesehen ist, in den Kondenswasserraum des dampfbeheizten Arbeitsdampferzeugers d führt. Die Sammelkammer L verhindert zunächst ein Ansammeln von Kondensat in den Verdampferröhren und Störungen, die erfolgen könnten, wenn ein Teil der Verdampfungsflächen von dem in den Röhren ansteigenden Kondensat bedeckt würde, wie dies z. B. gegen Ende und im Anfang des Betriebes vorkommen könnte. Ferner bildet diese Sammelkammer ein wichtiges Glied zur Regelung des Betriebes, wie weiter Tinten noch ersichtlich sein wird.According to the illustration, the evaporator tube a is connected via the superheater h and the overflow valve c to the working steam generator d, which is designed as a surface condenser. The heating chamber of the working steam generator d is connected to the injection device g of the evaporator tube a by a line e connected at the bottom with a shut-off device f. The working steam generator d, which cooperates with any storage system that is used to equalize pressure when the load fluctuates and is known and therefore not shown, can deliver its steam either as wet steam to the consumer, or after the steam has passed through the exhaust gases of the high-speed evaporator a in t superheater h has been overheated in a known manner. It is of course also possible to work with wet steam and superheated steam. The working steam generator (l is fed by the pump i, whereby the feed water can be preheated in a known manner in a heater, which is also heated by the exhaust gases from the primary steam generator b A pipeline n provided with a pump in . in which the shut-off valve o is provided leads into the condensation water space of the steam-heated working steam generator d. The collecting chamber L initially prevents the accumulation of condensate in the evaporator tubes and prevents malfunctions that could occur if part of the evaporation surfaces would be covered by the condensate rising in the tubes, as could occur, for example, towards the end and at the beginning of the operation.Furthermore, this collecting chamber forms an important element for the regulation of the operation, as will be seen further in inks.

Von der Dampfentnahrneableitung des priinä ren Dampferzeugers a führt eine Leitung p, in welche ein vom Dampfdruck der Entnahmeleitung gesteuertes Regelorgan d eingebaut ist, zti einem nicht besonders dargestellten Destillatspeicher. Der j@'asserraum dieses Speichers ist durch die Leitung rüber ein in gleicher "'eise wie das Regelventil (I steuerbares Regelventils mit der Speiseleitung e der @Ferclanipferrii1ire a verbunden.From the Dampfentnahrneralitung of the priinä ren steam generator a leads a line p, in which a regulating element controlled by the vapor pressure of the extraction line d is installed, zti a not specifically shown distillate storage. Of the j @ 'water space of this store is by the line over an in the same "' ice like the control valve (I controllable control valve with the feed line e of the @ Ferclanipferrii1ire a connected.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Beien Anheizen des Schnelldampferzeugers ist der Wasserstand in der Spciseleituii,- e nicht auf voll-r Höhe. Dies ist darauf ztirückzttführcn. claß (las Kondensat desjenigen l)atnnf°s, welcher -bei der vorangegangenen Stillsetzung der Anlagt, nach dein in' @n (1.> Druckes unter die durch (las f'berstri#)tnventil c gegebene Grenze kondensiert wurde, sich in der Kammer l gesammelt hat. Auch ist dabei ein Teil des in die Röhre a eingespritzten Wassers in die Kammer l abgeflossen, weil das ganze Wasser nicht mehr verdampft werden konnte, wie während des Betriebes. Da aber beim Anheizen die Röhre a erst allmählich heiß wird, und der Druck in derselben zwar schnell, aber doch erst nach und nach steigt, so ist das unter dem Einfluß des statischen Wasserdruckes in die Röhre a eingespritzte Wasser anfangs immer noch mehr als ausreichend und kann sogar ebenfalls zum Teil noch in die Kammer l abfließen. Aus dieser aber wird beim .-' nheizen das Kondensat mittels der Pumpe frz in den Kondensatsammelraum des Kessels d gepumpt, aus dem es sofort in die Leitung e .abfließt. Es wird auf diese Weise bis zur Erreichung des Betriebsdruckes in der Röhre a so viel Wasser in die Speiseleitung e übergeführt, daß in dieser Zeit der erforderliche statische Wasserdruck erreicht wird. Durch einen an der Sammelkammer l angeordneten, nicht besonders dargestellten Wasserstandsanzeiger, der gegebenenfalls als Fernanzeiger ausgebildet «.erden kann, ist man in der Lage, die Rückführung des Kondensats in die Sp°iseleitung zu überwachen und von Zeit zu Zeit nach Bedarf zu -wiederholen. Sobald die Röhre a nun auf Druck gekommen ist, beginnt nach Erreichung der durch das Überstr<inivcntil c bestimmten Grenze die überströmung des Dampfes in den Kessel d, woselbst der Dampf niedergeschlagen wird, so daß die unten in der Zeiteinheit verdampften Wassermengen oben wieder zugeführt werden, die Speisung sich also selbsttätig regelt, wobei etwa in der Kammer l sich nach und nach wieder sammelndes Wasser von Zeit zu Zeit durch die Pumpe ist wieder nach oben befördert wird. Die Regelung des Pumpenbetriebes kann dabei gegebenenfalls auch selbsttätig, beispielsweise durch einen Schwimmer erfolgen. Sobald nun auch der Kessel d auf Druck gekommen ist, wird der Dampfbetrieb aufgenommen, wobei etwaiger Dampf ü?.erschaß in den zum Kessel d, gehörenden Speicher abgeführt wird. Steigt aus irgendwelchen Gründen der Druck im Heizraum des Kessels d und damit in der Entnahmeleitung des primären Dampferzeugers, so spricht das Regelventil q an, uncl der überschüssige Dampf des Dampferzeugers cr wird in den Destillatspeicher abgeführt. Das Wasser, welches dabei zu wenig in die Speiseleitung c gelangt, wird gleichzeitig aus dein Destillatspeichur über das zugleich mit (lern Kegelventil q ansprechende Regelventil s und #.lic@ L@#itan g r in die Leitung" eingefiilirt. Der W asser\-orrat des Destillatspeichers muß dabei natürlich so groß bemessen sein, daß das Wasser während der Zeit, die zur Abstellung der Störung der Arbeitsdampfanlage oder zur Entfernung der Feuerung des primären Dampferzeugers erforderlich ist, nicht zu heiß werden kann.The mode of operation of the system is as follows: When the high-speed steam generator is heated up, the water level in the Spciseleituii is not at full height. This can be traced back to this. claß (read condensate of that l) atnnf ° s, which -in the previous shutdown of the plant, after the pressure in '@n (1.> pressure below the limit given by (las f'berstri #) tnventil c, was condensed in Part of the water injected into the tube a has also flowed into the chamber l because all of the water could no longer be evaporated, as it was during operation , and the pressure in the same rises rapidly, but only gradually, so the water injected into the tube a under the influence of the static water pressure is initially still more than sufficient and can even partly flow off into the chamber l During heating, however, the condensate is pumped out of this by means of the pump frz into the condensate collecting space of the boiler d, from which it immediately flows into the line e he tube a transferred so much water into the feed line e that the required static water pressure is reached in this time. By means of a water level indicator, not specifically shown and arranged on the collecting chamber 1, which can optionally be designed as a remote indicator, it is possible to monitor the return of the condensate to the flushing line and to repeat it from time to time as required . As soon as the tube a has come under pressure, after the limit determined by the overflow valve c has been reached, the steam begins to flow over into the boiler d, where the steam itself is precipitated so that the amounts of water evaporated in the unit of time below are fed back in at the top So the feed regulates itself automatically, for example in the chamber l water that is gradually collected again is pumped back up from time to time by the pump. The pump operation can also be regulated automatically, for example by a float. As soon as the boiler d has come under pressure, steam operation is started, with any steam overflow being discharged into the memory belonging to the boiler d. If, for whatever reason, the pressure in the boiler room d and thus in the extraction line of the primary steam generator rises, the control valve q responds and the excess steam from the steam generator cr is discharged into the distillate reservoir. The water, which does not get enough into the feed line c, is simultaneously poured into the line "from your distillate reservoir via the control valve s and # .lic @ L @ # itan gr, which is also responding with (learn cone valve q). The water \ - The orrat of the distillate storage tank must of course be dimensioned so large that the water cannot get too hot during the time required to turn off the fault in the working steam system or to remove the firing of the primary steam generator.

Falls der Arbeitsdampferzeuger d aus irgendeinem Grunde nicht ausreichend hoch über dem Schnellverdampfer a angeordnet werden kann, um dessen Speisung unter Einfluß des statischen Wasserdruckes durchzuführen, kann die Speisung auch mittels Pumpe erfolgen. Die Regelung der Wasserzufuhr zum Schnellverdampfer erfolgt dann vorteilhaft in Abhängigkeit von der Temperatur des an den Arbeitsdampferzeuger d abgegebenen Dampfes, z. B. mittels eines die Pumpenleistung in an sich bekannter Weise regelnden Thermostaten.If for some reason the working steam generator d is insufficient can be placed high above the high-speed evaporator a, in order to lower its feed To carry out the influence of the static water pressure, the supply can also by means of Pump. The water supply to the high-speed evaporator is then regulated advantageous depending on the temperature of the working steam generator d released steam, e.g. B. by means of the pump performance in per se known Way regulating thermostat.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum gleichmäßigen Betrieb von Schnelldampferzeugefn, bei welchen die Dampferzeugung durch Einspritzen von Wasser in beheizte Röhren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Verdampferröhren unter Aufrechterhaltung gleichmäßigen Druckes erzeugte Dampf in an sich bekannter Weise als Heizmittel einem zur Lieferung von Arbeitsdampf dienenden zweitenDampferzeuger zugeführt und an dessen Heizflächen niedergeschlagen wird, worauf das Kondensat im Kreislauf der Speisevorrichtung der Schnellverdampferröhren unter Druck wieder zugeführt wird. PATENT CLAIMS: i. A method for the uniform operation of Schnelldampferzeugefn, in which the steam is generated by injecting water into heated tubes, characterized in that the steam generated in the evaporator tubes while maintaining uniform pressure is supplied in a known manner as a heating means to a second steam generator serving to supply working steam and is deposited on its heating surfaces, whereupon the condensate in the circuit of the feed device of the high-speed evaporator tubes is fed back under pressure. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im primären Dampferzeuger erzeugte Dampf dem Arbeitsdampferzeuger über ein an sich bekanntes, die Aufrechterhaltung des Druckes selbsttätig bewirkendes Mengenregelungsorgan (überströmventil e) zugeführt wird. 2. The method according to claim i, characterized in that the im primary steam generator generated steam to the working steam generator via a per se known, the maintenance of the pressure automatically causing quantity control device (overflow valve e) is supplied. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Kondensats zum primären -Dampferzeuger (a) in Abhängigkeit von der Menge des von dem Arbeitsdampferzeuger abgegebenen Heizdampfes bzw. des entstehenden Kondensats erfolgt, in dem z. B. in die als statische Druckleitungen angeordneten Speiseleitungen (e) des primären Dampferzeugers (a), die der Dampfentnahme aus demselben entsprechenden, im Arbeitsdampferzeuger (d) niedergeschlagenen Kondensatmengen oben unmittelbar wieder zugeführt werden. q.. 3. The method according to claim i and 2, characterized characterized that the return of the condensate to the primary steam generator (a) depending on the amount of heating steam emitted by the working steam generator or the resulting condensate takes place in which z. B. in the static pressure lines arranged feed lines (e) of the primary steam generator (a), the steam extraction from the same corresponding amount of condensate precipitated in the working steam generator (d) are fed back immediately above. q .. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in die bekannter Weise mittels Pumpe erfolgende Wasserzufuhr zum primären Dampferzeuger in Abhängigkeit von der Temperatur des an den Arbeitsdampferzeuger abgegebenen Heizdampfes selbsttätig geregelt wird. Method according to claims i to 3, characterized characterized in that the water supply taking place in the known manner by means of a pump to the primary steam generator depending on the temperature of the to the working steam generator emitted heating steam is regulated automatically. 5. Verfahren nach Anspruch i bis .l, in Anwendung auf Betriebe mit stark schwankendem Dampfverbrauch, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleich zwischen dem Dampfverbrauch und den dem primären Dampferzeuger zugeführten gleichbleibenden Wärmemengen über den Arbeitsdampferzeuger mittels eines an diesen angeschlossenen Speichers erfolgt. 5. The method according to claim i to .l, in application to companies with strongly fluctuating steam consumption, thereby characterized in that the balance between the steam consumption and the primary Constant amounts of heat supplied to the steam generator via the working steam generator takes place by means of a memory connected to this. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verdampferröhren (a) entstehendes Kondensat in einer mit den Röhren verbundenen Sammelkammer (L) aufgefangen und aus dieser z. B. mittels Pumpe (m) nach Bedarf über den Kondenswasserraum des dampfbeheizten Arbeitsdampferzeugers der Speiseleitung (e) des primären Dampferzeugers zugeführt wird. 6. The method according to claim i to 5, characterized in that condensate formed in the evaporator tubes (a) collected in a collecting chamber (L) connected to the tubes and out of this z. B. by means of a pump (m) as required via the condensate chamber of the steam-heated Working steam generator fed to the feed line (s) of the primary steam generator will. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Verdampferröhren an während des Betriebes gewünschte Belastungsänderungen bzw. Änderungen in der Höhe der Dampfüberhitzung durch Regelung der die Wasserbewegung zwischen dem Kondensatsammelraum (L) des Schnellverdampfers und seiner Speiseleitung bewirkenden Pumpe (m) angepaßt wird. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Störungen im Betriebe des Arbeitsdampferzeugers oder seiner Speicheranlage eine Steigerung des Druckes im primären Dampferzeuger durch Zuführung des Dampfüberschusses in einen besonderen Destillatspeicher verhindert wird, wobei die Überführung dieses Dampfes in den Destillatspeicher selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit vom Dampfdruck im primären Dampferzeuger geregelt wird, und gleichzeitig das im Speisewasserkreislauf des primären Dampferzeugers entfallende Speisewasser aus dem Destillatspeicher ergänzt und durch ein gleichfalls vom Dampfdruck gesteuertes Regelventil (s) der Menge nach geregelt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the feeding of the Evaporator tubes to load changes or changes desired during operation in the amount of steam overheating by regulating the movement of water between the condensate collecting chamber (L) of the flash evaporator and its feed line Pump (m) is adjusted. B. The method according to claim i to 7, characterized in that that in the event of malfunctions in the operation of the working steam generator or its storage system an increase in the pressure in the primary steam generator by supplying excess steam is prevented in a special distillate storage, the transfer of this Steam in the distillate memory automatically, z. B. depending on the vapor pressure is regulated in the primary steam generator, and at the same time that in the feed water circuit of the primary steam generator omitted feed water from the distillate storage is supplemented and by a regulating valve (s), which is also controlled by the steam pressure, according to the quantity is regulated.