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Anordnung zum Regeln des Betriebes eines Dampferzeugers Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anordnung zum Regeln des Betriebes eines Dampferzeugers, bei
dem das Arbeitsmittel dem einen Ende mindestens eines Rohrstranges als Flüssigkeit
zugeführt, im Rohrstrang unterhalb des kritischen Druckes verdampft und am anderen
Ende des Rohrstranges als überhitzter Dampf entnommen wird.
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An sich ist es nicht mehr neu, den Austrittsquerschnitt aus dem Rohrstrang
von Dampferzeugern nach Maßgabe der Dampftemperatur so zu verändern, daß die Temperatur
des austretenden Dampfes unverändert bleibt. Es wurde auch schon vorgeschlagen,
in Anlagen, in denen der Dampf unter kritischem Druck erzeugt wird, außer einer
nach Maßgabe der Temperatur arbeitenden Regelvorrichtung, bei der eine zwischen
der Erhitzer- und der Überhitzerheizfläche liegende Drosselvorrichtung betätigt
wird, eine nach Maßgabe des Druckes arbeitende Regelvorrichtung zu verwenden, welche
in Abhängigkeit des am Ende der Erhitzerheizfläche vor der Drosselvorrichtung herrschenden
Druckes den Eintrittsquerschnitt in den Rohrstrang verändert.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen ergibt sich, daß wohl die Temperatur
am Austritt aus dem Dampferzeuger unveränderlich gehalten wird, der Druck aber bei
vermehrter Wärmezufuhr zum Rohrstrang in der Verdampfungszone und im Überhitzer
zu sinken beginnt. Das Sinken des Druckes verursacht eine Verminderung des Wärmeüberganges,
so daß erst recht eine Wärmestauung entsteht, welche ein Verbrennen und daran anschließend
das Schadhaftwerden der Rohrwände zur Folge haben kann.
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Die Erfindung bezweckt, dies zu vermeiden, und ist gekennzeichnet
durch zwei Regelvorrichtungen, deren Impulsgeber in der Nähe des Austritts aus dem
Rohrstrang angeordnet sind und von denen die eine Regelvorrichtung den Durchflußquerschnitt
einer die Entnahme aus dem Dampferzeuger beherrschenden, hinter dem Impulsgeber
im Rohrstrang angeordneten Durchflußvorrichtung in Abhängigkeit von der Dampftemperatur
und die andere Regelvorrichtung den Durchflußquerschnitt einer die Menge der zugeführten
Flüssigkeit beherrschenden Vorrichtung in Abhängigkeit vom Dampfdruck verändert.
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Wenn sowohl die Temperaturaufnahmev orrichtung als auch die Druckaufnahmevorrichtung
in der Nähe des Austritts aus dem Rohrstrang angeordnet sind, bleibt am Austritt
auch der Druck unveränderlich. Bei vermehrter Wärmezufuhr wird der Druck im
tberhitzer
nicht verkleinert, sondern 'vergrößert. Dadurch wird auch ein größerer Wärmeübergang
erreicht. Wärmestauung Mit und daraus entstehende Beschädigungen saht: damit vermieden
werden.
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Ein Beispiel des Erfindungsgegenstaris ist auf der Zeichnung vereinfacht
dargestellt°.@ Das Arbeitsmittel wird dem Dampferzeuger als- Speiseflüssigkeit am
einen Ende i des Rohrstranges 2 durch die Speisepumpe 3 zugeführt und am anderen
Ende 4. als Heißdampf entnommen und durch die Leitung 5 zu den nicht gezeichneten
Verbrauchsstellen geleitet. Die Beheizung erfolgt durch den Brenner 6, dem iit bekannter
Weise durch die Leitung 7 Brennstoff und durch die Leitung 8 Verbrennungsluft zugeführt
wird. Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase strömen durch die Leitung 9
zu weiteren Verbrauchsstellen, beispielsweise zu Gasturbinen oder unmittelbar ins
Freie.
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Zwischen dem Dampferzeuger und der Dampfleitung 5 sind ein Temperaturaufnehmer
io und eine Durchströmvorrichtung ii eingeschaltet. Der Impulsgeber 12 wird über
das Gestänge iJ und den Hebel 14 vom Temperaturaufnehmer io beeinflußt, welche somit
über die Leitung 15. auf den Servomotor 16 einwirkt, der seinerseits @°ermittels
des Gestänges 17 die Durchflußvorrichtung 1 i steuert.
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Der Druckaufnehmer 18 steht unter dem Einfluß des Dampfdrucks am Ende
des Dampferzeugers und steuert durch_Übertragung mittels der Leitung i9 den Servomotor
2o, der seinerseits eine Durchflußvorrichtung 21 beeinflußt, welche in der Speiseleitung
zwischen der Speisepumpe 3 und dem einen Ende i des Dampf erzeugerrohrstranges angeordnet
ist.
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Beim Betrieb des Dampferzeugers wird der Durchflußquerschnitt der
Durchströmvorrichtung i i bei steigender Temperatur vergrößert und bei fallender
Temperatur verkleinert. Es strömt also ibei steigender Temperatur eine größere Menge
Arbeitsmittel durch den Dampferzeuger als bei niedriger Temperatur. Bei hoher Temperatur
kann die vergrößerte Arbeitsmittelmenge nicht mehr so stark erhitzt werden, umgekehrt
genügt bei verkleinerter Menge die ixn Dampferzeuger augenblicklich erzeugte Wärme,
um die Temperatur des Arbeitsmittels zu erhöhen. In beiden Fällen wird also die
veränderte Dampftemperatur wieder auf den Mittelwert zurückgeführt.
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Wenn bei einem Absinken der Temperatur die durch die Durchflußvorrichtung
1 i strömende Dampfmenge verkleinert wird, erhöht sich der Druck im Dampferzeuger,
so daß durch die Vorrichtungen i 8 und 2o der Durchflußquerschnitt der Durchflußvorrichtung
21 verkleinert, damit dem Dampferzeuger weniger Arbeitsmittel zugeführt und der
Truck auf sein übliches Maß erniedrigt wird. @4i Temperaturerhöhungen sinkt zufolge
der V*brgrößerung des Querschnittes in der Durch-Ußvorrichtung i i der Druck am
Austritt aus dem Dampferzeuger. Durch die Vorrichtungen 18 und 2o wird ein größerer
Durchflußquerschnitt eingestellt und die Arbeitsmittelmenge vergrößert, so daß der
Druck wieder auf seine übliche Höhe ansteigt.
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Unter Umständen können die temperaturgesteuerten und die druckgesteuerten@Regelvorrichtungen
miteinander verbunden werden, in der Weise, da;ß auch die temperaturgesteuerte Vorrichtung
zusätzlich in Abhängigkeit vom Druck und die druckgesteuerte Regelvorrichtung zusätzlich
in Abhängigkeit von der Temperatur beeinflußt werden.
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Im Fall der Anwendung mehrerer nebeneinandergeschalteter Rohrstränge
kann für alle Rohrstränge oder für eine Gruppe der Rohrstränge je eine Regelvorrichtung
gemeinsam verwendet werden. Es kann aber auch für jeden Rohrstrang besonders die
notwendige Regelvorrichtung vorgesehen sein.
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Die die Speiseflüssigkeitsmenge beherrschende Durchflußvorrichtung
kann in der Speiseleitung oder zu Beginn des Rohrstranges im Dampferzeuger oder
endlich an der Speisepumpe vorgesehen sein. Es kann auch beispielsweise die Drehzahl
der Speisepumpe geändert oder eine Umlaufvorrichtung, welche einen Teil der zugeführten
Speiseflüssigkeitsmenge wieder aus der Speiseleitung oder aus der Förderleitung
der Speisepumpe entweichen läßt, angeordnet werden.
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Regelvorrichtungen nach der Erfindung können für sich allein angewendet
werden, wenn der Dampferzeuger als Vorschalteinheit dient, bei der es auf eine veränderliche
Dampfmenge nicht ankommt, da noch andere Dampferzeuger oder Speicher in der Anlage
vorhanden sind, die die Regelung der Dampfmenge übernehmen können. Das Feuer wird
dann der verlangten Vorschaltleistung angepaßt und während des Betriebes nicht mehr
verändert. Die Regelvorrichtung kann aber auch im Zusammenhang mit anderen Regelvorrichtungen
an einem Dampferzeuger angewendet werden, wenn die Dampferzeugung veränderlich sein
kann. Das Feuer muß dann entweder von Hand oder in Abhängigkeit von selbsttätig
wirkenden Reglern der verlangten Leistung angepaßt werden. Es kann beispielsweise
nach Maßgabe der Belastung der Kraftmaschinenanlage oder der Belastung des von der
Dampfanlage mit Energie versorgten Netzes beeinflußt werden; auch andere Betriebsgrößen
können -noch zur Regelung des Feuers herangezogen werden.