Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Dampftemperatur in Röhrendampferzeugern. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Betriebes von Röhrendampferzeugern durch nachträgliches Abführen von über die zur Dampferzeugung notwendige Arbeits- mittelmenge hinaus in das Rohrsystem ein geführtem Arbeitsmittel.
Das Verfahren be steht darin, dass eine von der Dampftempe ratur geregelte Menge noch nicht auf die Endtemperatur gebrachten Arbeitsmittels aus dem Rohrsystem abgeführt wird. Zu diesem Zweck kann im Rohrsystem des Dampf erzeugers eine Flüssigkeitsabscheideeinrich- tun,g vorgesehen sein, aus welcher ein Teil der abgeschiedenen Flüssigkeit in durch eine Temperaturaufnehmereinrich'tung geregellor Menge abgeführt wird.
Zwei Beispiele des Erfindungsgegenstan- des sind auf der Zeichnung schematisch dar- (y estellt.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines aus einer ,einzelnen Rohrstranggruppe bestehenden Dampferzeugers; Fig. 2 ,stellt ein weiteres Beispiel dar, bei dem zwei Gruppen von parallel geschal teten Rohrsträngen hintereinander geschaltet sind.
Der die Rohrstränge 1 und 2 aufweisende Dampferzeuger erhält die zu verdampfende Flüssigkeit aus dem Speisebehälter 3 mit- telst der Speisepumpe 4 durch die Leitung 5 zugeführt. Der erzeugte Dampf strömt durch die Dampfleitung 6 an die nicht gezeich neten Verbrauchsstellen. Die Beheizung des Rohrsystemes erfolgt durch einen Brenner 7; die bei der Verbrennung entstehenden Abgase strömen durch den Kanal 8 aus dem Dampf erzeuger.
Zwischen den beiden Rohrsträngen 1 und 2 des Rohrsystems ist ein Flüssigkeits- abscheider 9 vorgesehen, in welchem das an der Stelle 10 aus dem Rohrstrang 1 zu geführte Dampfflüssigkeitsgemisch zerlegt wird, wobei das Wasser im Wasserraum 11 und der Dampf im Dampfraum 12 sich sam melt. Der Dampf strömt durch die an der Stelle 13 angeschlossene Leitung in den Rohrstrang 2.
In der Rohrleitung 6 ist eine Tempe- raturaufnehmereinrichtung 14 vorgesehen, welche unter dem Einfluss' der Temperatur des Arbeitsmittels steht und durch die Lei tung 15 auf die Steuereinrichtung 16 des Servomotors 17 wirkt. Der Servomotor 17 betätigt das als Ventil ausgebildete Durch flussorgan 18, welches die Menge der aus dem Abscheider 9 durch die Leitung 19 in die Ablaufleitung 20 abfliessenden Flüssig keit regelt.
Ein zur Rückführung dienen der, an der Stelle 22 festgelagerter Hebel 23 ist am Gestänge 21 angelenkt, welcher die Spannung der Feder 24 gemäss der vom Servomotor 17 eingestellten Lage des Ven tils 25 verändert. Diese Regelvorrichtung (9, 14, 18) regelt somit erfindungsgemäss die Menge des nachträglich abzuführenden Ar beitsmittels in Abhängigkeit von der Tem peratur des Arbeitsmittels.
Der Rückführhebel 23 kann ausserdem mittelst eines Gestänges 26 auf die Steuer- vorrichtung 27 des Servomotors 28 einwir ken, welcher das in die Speiseleitung 5 nach der Speisepumpe 4 eingeschaltete und als Ventil ausgebildete Organ 29 verstellt. Die Drosseleinrichtungen 42 und 43 in .der Brenn stoffleitung 44, beziehungsweise der Leitung 45 für die Verbrennungsluft des Brenners 7 sind mit einem Gestänge 46 verbunden, wel ches nach Massgabe des im Servomotor 47 angeordneten Kolbens 48 verschoben wird.
Der Kolben 48 steht auf der untern Seite unter dem Druck eines durch die Leitung 49 zugeführten, von einem unter dem Einfluss einer andern Betriebsgrösse stehenden Regler, beispielsweise von einem nicht gezeichneten Leistungsregler, geregelten Arbeitsmittels, wobei der Kolben 48 gegen die auf der obern Seite aufliegende Feder 5,0 gedrückt wird. Der Hebel 51 wird am einen Ende 53 durch ,den Kolben 48 im Servomotor 47 und am andern Ende 52 durch den Kolben 39 des Servomotors 28 verschoben, während an einer mittleren Stelle desselben die Bewegung zur Regelung des Ventils 40 auf das Ventil gestänge übertragen wird.
Die von der Speisepumpe 4 geförderte Flüssigkeit wird im Rohrstrang 1 teilweise verdampft und gelangt als Nassdampf in den Abscheider 9, wo die abgeschiedene Flüssig keit teilweise durch die Leitung 19 aus dem Erzeugersystem abgeführt, der restliche Teil aber wieder mit dem nach dem Rohrstrang 2 abströmenden Dampf zur vollständigen Ver dampfung und zum nachträglichen Überhit zen mitgerissen wird.
Steigt die Temperatur des erzeugten Dampfes, so erteilt die Aufnehmereinrich- tung 14 auf den Steuerschieber 30 der Steuereinrichtung 16 einen Impuls, so dass dieser entgegen der Feder 24 angehoben wird, wobei durch die Öffnung 31 eintretende Steuerflüssigkeit durch die Leitung 32 unter den Kolben 33 des Servomotors 17 fliesst, so dass' dieser entgegen der Feder 34 an gehoben wird und dadurch das Ventil 25 in schliessender Richtung verstellt.
Durch diese Verstellung wird die aus dem Abschei- der 9 in die Ablaufleitung 20 strömende Flüssigkeitsmenge vermindert und eine go-rö- ssere Menge durch den nach dem Rohrstrang 2 strömenden Dampf mitgerissen. Die ver mehrte, in den Rohrstrang 2 eingeführte Flüssigkeitsmenge erniedrigt in diesem die Temperatur des Dampfes; die diese Regel bewegung bewirkende, anfängliche Verände rung .der Dampftemperatur wird damit aus geglichen und die Temperatur auf ihren ur sprünglichen Wert zurückgeführt.
Gleich zeitig wird durch den Hebel 23 die Feder 24 stärker gespannt, so dass der Steuerschieber 30 wieder nach unten gedrückt wird, wo durch. die Bewegung der Regelungsvorrich tung rückgeführt ist.
Ein entsprechender Vorgang vergrössert die durch die Leitung 19 abströmende Flüssigkeitsmenge, wenn die die Aufnehmer- einriehtung 14 beeinflussende Dampftempe ratur sinkt. Dabei lässt ein verminderter Druck in der Leitung 15 den Kolben 30 nach unten sinken; die im Servomotor 17 befindliche Steuerflüssigkeit kann durch die Leitung 32 und die Öffnung 35 in den Ab lauf strömen, der Kolben 33 sinkt und das Ventil 25 wird stärker geöffnet. Eine durch den Hebel 23 bewirkte Entspannung der Fe der 24 bewirkt alsdann eine Rückführung dieser Regelbewegung.
Der Steuerschieber 36 wird nach Mass gabe der Rückführungsbewegungen des He bels 23 durch das Gestänge 26 beeinflusst. Wenn beim Steigen des Kolbens 33 und da mit des Gestänges 21 die aus der Abscheide einrichtung 9 abgeführte Flüssigkeitsmenge verkleinert wird, stellt der Steuerschieber 36 zwischen der Öffnung 37 und der Leitung 38 eine, Verbindung her, so dass der Kolben 39 und das Gelenk 52 des Hebels 51 angehoben werden.
Die durch das Organ 29 strömende Speiseflüssigkeitsmenge wird dadurch beim Anheben des Hebelgelenkes 52 und damit des Ventils 40 vergrössert, so dass keine Ge fahr besteht, dass die ganze in dem Abschei- der 9 ausgeschiedene Flüssigkeitsmenge durch die Leitung 19 entweichen könnte und dar aufhin nur noch Dampf austreten würde. In entsprechender Weise verbindet der Steuerschieber 36 bei Vergrösserung der durch die Leitung 2'0 abströmenden Flüssig keitsmenge die Leitung 38 mit der Öffnung 41, so dass die Steuerflüssigkeit unter dem Kolben 39 in den Ablauf austreten und das Ventil 40 sich senken kann.
Die dem Dampf erzeuger zugeführte Speiseflüseigkeitsmenge wird dadurch verkleinert, so dass im Abschei- der 9 wieder eine normale Flüssigkeitsmenge abgeschieden wird.
Der Servomotor 47, welcher durch die Leitung 49 mit irgend einem in der Zeich nung nicht dargestellten Regler, beispiels weise .einem Leistungsregler der vom Dampf erzeuger getriebenen Kraftmaschine, in Ver bindung stehen kann., vergrössert bei einer Leistungszunahme durch Verstellung der Drosselorgane 42 und 43 die dem Brenner 7 zugeführte Brennstoff- und Verbrennungs- luftmenge, so dass dem Rohrsystem 1, 2 eine vergrösserte Wärmemenge zugeführt wird. Umgekehrt wird bei -einer Leistungsverklei nerung die dem Erzeuger zugeführte Wärme menge verkleinert, so dass eine der Leistungs abnahme entsprechende. verkleinerte i4lenge Dampf erzeugt wird.
Gleichzeitig wird durch die Bewegung des, Gestänges 46 das Gelenk 53 des Hebels 51 mitbewegt, und deshalb bei einer Vergrösserung der dem Erzeuger zu geführten Wärm menge auch zugleich die zugeführte Speiseflüssigkeitsmenge vergrö ssert und bei einer Verkleinerung der Wärme menge auch die Speiseflüssigkeitsmenge ver kleinert. Die Temperatur des erzeugten Dampfes bleibt dadurch ungefähr gleich, und nur noch die Feineinstellung dieser Tempe ratur ist von der T.emperaturaufnahmeeinrich- tung zu übernehmen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Dampf erzeuger fördert die Speisepumpe 4 aus dem Speisebehälter 3 -ihr zugeführte Speiseh flüssigkeit zunächst in eine erste Gruppe von zwei parallel geschalteten Rohrsträngen 5:1 und 55, in welchen diese teilweise verdampft und als Dampfflüssigkeitsgemisch durch die Leitung 56 in den Flüssigkeitsa.bscheider 9 strömt. Die in diesem abgeschiedene Flüssig keit sammelt sich in dem Flüssigkeitsraum 11, der von Flüssigkeit befreite Dampf im Dampfraum 12.
Ein Teil der abgeschiede nen Flüssigkeit strömt durch die Leitung 19 und durch das Regelorgan<B>18</B> in die Ablauf leitung 20, während der übrige Teil der Flüssigkeit zusammen mit dem Dampf durch die Leitung 57 in die weitere Gruppe pa rallel geschalteter Rohrstränge 58, 59 und 60 strömt, in welchem dieses DainpffliissigkcIts- gemiseh vollauf verdampft und auf dia Ver brauchstemperatur überhitzt wird. Der so überhitzte Dampf sammelt sich in der Sam- melleitung 61 und wird durch die Leitung 62 an die Verbrauchsstellen geführt.
Am Austritt der Rohrstränge 58, 59 und 60 sind die Thermostaten 62, 63 und 6-1 an geordnet, welche durch die Leitungen 65, 66 und 6 7 auf den Servomotor 68 nach Mass gabe der aufgenommenen Dampftemperatu- ren Impulse erteilen, welche zu einer ge meinsamen Wirkung vereinigt werden und durch Übertragung mittelst eines Gestänges 69 das Organ 18 im Sinne der Erfindung verstellen, derart, dass bei Temperaturzunahme eine kleinere Menge und bei Temperatur abnahme eine grössere Menge ausgeschiede ner Flüssigkeit in die Ablaufleitung 20 ab strömt.
Durch die Leitungen 70, 71 und 72 er teilen die Thermostaten 62, 63 und 64 wei tere Impulse auf die Servomotoren 73, 74 und 75, welche alsdann die Organe 77, 78 und 79 in den einzelnen Rohrsträngen 58, 59 und 60 verstellen, so dass die aus dem Abscheider 9 in .dieeinzelnen .
Rohrstränge strömenden Mengen: an Dampf-Flüssigkeits- gemisch derart ausgeglichen werden, .dass aus allen Rohrsträngen Dampf von ungefähr gleicher Temperatur austritt. Um diese Re gelung stabil zu halten, können die einzel nen Servomotoren 73, 74 und 75 durch eine Impulsleitung 76 miteinander verbunden sein oder beliebige Rückführungseinrichtungen vorgesehen werden.
Natürlich können die Temperaturaufneh- mereinrichtungen an beliebiger Stelle im Rohrsystem, beispielsweise in der Überhitzer- zone oder schon in der Erhitzerzone, wo das Arbeitsmittel sich noch in flüssigem Zu stande befindet, oder aber in der Dampf leitung zwischen Dampferzeuger und Ver brauchsstellen angeordnet sein. Unter Um ständen, besonders bei grösseren Dampferzeu gern, kann es auch Vorteil bieten, mehr als .eine beispielsweise. im Rohrsystem hinter einander geschaltete Temperaturaufnehmer- ein.richtungen zur Regelung heranzuziehen.
Ebenso kann dem Erzeuger zum Teil oder schon ganz verdampftes Arbeitsmittel am Anfang zugeführt werden, wie auch die aus dem Rohrsystem regelbar abzuführende Menge an Arbeitsmittel entweder, wie be schrieben, noch im flüssigen oder dann schon im dampförmigen Zustande sich befinden kann.
Die zur Regelung des nachträglich ab zuführenden Arbeitsmittels verwendeten Temperaturaufnehmereinrichtungen können ausser der zusätzlichen Regelung der Speise- flüssigkeitsmenge auch noch die dem Er zeug r zuzuführende Wärmemenge, oder die Menge der durch den Erzeuger strömenden Rauchgase oder irgend eine Gruppe dieser oder ähnlicher Betriebsgrössen verstellen. Die zusätzliche Verwendung in Abhängigkeit von Betriebsgrössen selber erzeugter Regelimpulse brauchen natürlich nicht allein auf Lei stungsregler beschränkt zu bleiben;
es kön nen eben:sogut Drehmoment- und andere Lei stungsmesser, Dampfmengenmesser, auf den Druck des Arbeitsmittels oder auf die Ar- beitsmitteltemperatur entsprechende Druck- oder Temperaturaufnehmerorgane und ähn liche, unter dem Einfluss von irgendwelchen Betriebsgrössen stehende Organs verwendet werden.
Selbstverständlich kann auch an Stelle einer Kraftanlage eine Heizanlage treten, beispielsweise zur Beheizung von wärmeaufnehmenden Apparaten und der gleichen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine sichere Temperaturregelung er möglicht, ohne da,ss dabei, wie bei bisher be kannten Regelungsverfahren, besondere Or gane zur Förderung von Kühlflüssigkeit und zur Regelung notwendig sind. Die Regelung lässt sich mit einfachen Mitteln ausführen, so dass Verzögerungen und damit zusammen hängende Pendelungen vermieden werden.