DE1209315B

DE1209315B - Device for measuring the water level in the fall water tank (hotwell) of steam condensers

Info

Publication number: DE1209315B
Application number: DEH49532A
Authority: DE
Inventors: Helmut Leffler
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1963-06-22
Filing date: 1963-06-22
Publication date: 1966-01-20

Description

Einrichtung zur Messung des Wasserstandes im Fallwasserkasten (Hotwell) von Dampfkondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung des Wasserstandes im Fallwasserkasten (H o t w e 1 1) von Dampfkondensatoren mit Einzelausgleicher mittels Differenzdruckmesser.Device for measuring the water level in the fall water tank (hotwell) of steam condensers The invention relates to a device for measuring the water level in the fall water tank (H o t w e 1 1) of steam condensers with Individual equalizer by means of a differential pressure meter.

Es ist bekannt, den Wasserstand im Fallwasserkasten eines Dampfkondensators in gleicher Weise wie den Wasserstand in der Verdampfertrommel des Kessels mittels eines Differenzdruckmessers unter Zwischenschaltung eines Ausgleichsgefäßes zu messen, welches zum Teil mit Kondensat bzw. Speisewasscr gefüllt ist und dazu dient, ein festes Bezugsniveau für den Differenzdruckmesser zu definieren. It is known that the water level in the fall water tank of a steam condenser in the same way as the water level in the evaporator drum of the boiler means to measure a differential pressure meter with the interposition of an expansion tank, which is partly filled with condensate or feedwater and serves to supply a to define a fixed reference level for the differential pressure meter.

Zu diesem Zwecke wird es von außen gekühlt, so daß die in ihrer dampfförmigen Phase befindliche Flüssi gkei t ihren Zustandsgrößen entsprechend kondensiert und somit den Bezugsdruck für den an das Ausgleichsgefäß angeschlossenen Differenzdruckmesser über den konstantgehaltenen Flüssigkeitsspiegel auf einem konstanten Wert hält. Bei Anwendung dieses Verfahrens zur Wasserstandsmessung im Fallwasserkasten eines Dampfkondensators kann es erfahrzungsgemäß infolge der in diesem herrscllenden Betreibsverhältnisse leicht zu erheblichen Meß-Störungen kommen, da bei beispielsweise 90 % Vakuum bei einer Innentemperatur im Fallwasserkasten von 25 C die Gefahr besteht, daß bei Erhöhlung der Umgebungstemperatur über 250 C das im Einzelausgleicher gesammelte Kondensat verdampft. Durch die dadurch hervorgerufene Absenkung des Bezugsniveaus wird die Messung verfälscht und die Meßergebnisse insgesamt unzuverlässig.For this purpose it is cooled from the outside, so that in its vaporous form The liquid in the phase is condensed and corresponding to its state variables thus the reference pressure for the differential pressure meter connected to the expansion tank maintains a constant value via the fluid level that is kept constant. When using this method for measuring the water level in the fall water tank of a Experience has shown that steam condenser can occur as a result of the operating conditions prevailing in this area Significant measurement disturbances can easily occur because, for example, a vacuum of 90% occurs an internal temperature in the water tank of 25 C there is a risk that if it rises the ambient temperature above 250 C, the condensate collected in the individual compensator evaporates. Due to the lowering of the reference level caused by this, the Measurement falsified and the measurement results unreliable overall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde diesen Nachteil zu beseitigen und einen sicheren und zuverlässigen Einsatz der gegenüber den nach dem Aräometerprinzip arbeitenden Niveaumeß umformem weit billigeren Differenzdruckmesser zu gewährleisten. The invention is based on the object of eliminating this disadvantage and a safe and reliable use of the hydrometer according to the hydrometer principle working level measurement to ensure far cheaper differential pressure meter.

Sie besteht darin daß im Regenraum des Fallwas serkastens (H o t w e l l) eine Auffangvorrichtung für Kondensat angeordnet ist. von der eine Leitung für das aufgefangene Kondensat zu dem an den Fall wasserkasten angeschlossenen Einzelausgleicher führt.It consists in the fact that in the rain area of the fall water box (H o t w e l l) a collecting device for condensate is arranged. from one line for the collected condensate to the individual compensator connected to the fall water tank leads.

Im folgenden soll die Erfindung und weitere Ausgestaltungen an Hand der A b b. 1 bis 4 erläutert werden. Es zeigt dabei in skizzenhafter Darstellung A b b. 1 einen senkrecht zur Kondensatorachse geführten Schnittt durch eine erfindungsgemäße Einriciltung zur Wasserstandsmessung mit zur Kondensatorachse achsparallelem Einzel-Ausgleichsgefäß; \ b b. 2 in einen zur Kondensatorachse achsparallelen Horizontalschnitt eine andere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens; A b b. 2 a eine Detailansicht eines Schnittes längs der Linie A-B der Ab b. 2; A b b. 3 einen zur Kondensatorachse senkrecht geführten Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit einem mit zur Kondensatorachse senkrechter Achse angeordneten Einzel-Ausgleichsgefäß; A b b. 4 wiederum in einem senkrecht zur Kondensatorachse geführten Schnitt eine Weiterführung der Erfindung mit zur Kondensatorachse parallelachsigein, an den Fallwasserkasten (H o t w e l l) angeflanschtem Einzel-Ausgleichsgefäß; A b b. 4 a und 4 b je eine in einer Schnittansicht gemäß der Linie C-D nach A b b. 4 dargestellte Einzelheit E der A b b. 4. In the following, the invention and further developments are to be taken on hand the A b b. 1 to 4 are explained. It shows in a sketchy representation A b b. 1 a section perpendicular to the capacitor axis through an inventive Arrangement for water level measurement with a single compensation vessel axially parallel to the capacitor axis; \ b b. 2 in a horizontal section axially parallel to the capacitor axis, another Design of the concept of the invention; A b b. 2a shows a detailed view of a section along the line A-B of Ab b. 2; A b b. 3 a perpendicular to the capacitor axis Section through a further embodiment of the invention with one with the capacitor axis single compensation tank arranged on vertical axis; A b b. 4 again in one Section perpendicular to the capacitor axis is a continuation of the invention with parallel axes to the condenser axis, to the fall water tank (H o t w e l l) flanged single compensation tank; A b b. 4 a and 4 b each one in a sectional view according to the line C-D according to A b b. 4 shown detail E of A b b. 4th

Die in den A b b. 1 bis 4 b dargestellten Ausgestaltungen der Erfindung sind als zum Zwecke der RXerdeutlichung ausgewählte konstruktive Varianten des Erfindungsgedankens anzusehen, und es ist unschwer zu erkennen, daß sich dieser auch auf nichtdargestellte konstriiktive Ausbildungen bezieht. The in the A b b. 1 to 4 b illustrated embodiments of the invention are design variants of the inventive concept selected for the purpose of RX clarification to look at, and it is not difficult to see that this also applies to unrepresented refers to constrictive training.

In A b b. 1 ist der über den Stutzen 2 mit dem Fallwasserkasten (H o t w e 11) 3 des Dampfkondensators 4 fest verbundene Einzel-Ausgleicher 1 gezeigt dessen Achse im Eeispiel der A b b. 1 zur Kondensatorachse parallel liegt. Schematisch ist die übliche Meßanordnung dargestellt indem der Differenzdruck-Meßgeber 5 über eine kondensatführende Leitung 7 mit dem Kondensatraum 1" und über eine mit dem Kondensatraum 3" des Fallwasserkastens 3 nber eine Verbindung 3 kommunizierende Leitung 6 mit dem Dampfraum 1' des Einzel-Ausgleichers 1 verbunden ist. Der Wasserstand im Kondensatraum 3" wird als Druckunterschied zwischen dem auf der Unterkante des Anschlußstutzens 2 des Einzel-Ausgleichers 1 an den Regenraum 3' liegenden Kondensatniveau 10 im Einzelausgleicher 1 und dem Niveau 9 im Kondensatraum 3" bzw. dem Standrohr 6 gemessen. Bei diesem Meßverfahren muß gefordert werden, daß das Bezugsniveau 10 für alle Messungen konstant bleibt. Im Regenraum 3' des Dampfkondensators und im Dampfraum 1' des Einzel-Ausgleichers herrscht unter normalen Betrrebsverhältnissen etwa 90 O/o Vakuum bei einer Temperatur von 25° C, und es hat sich erfahrungsgemäß gezeigt, daß bei Erhöhung der Umgebungstemperatur des Einzelausgleichers über 25"C das in diesem gesammelte Kondensat verdampft, wodurch eine Absenkung des Bezugsniveaus 10 bewirkt wird, welche die Messungen verfälscht und vor allem zu einer gewissen Unzuverlässigkeit der Auswertung der Meßergebnisse führt. Erfindungsgemäß wurde imBeispielder Abb. 1 der Einzel-Ausgleicher 1 über eine Leitungl3 mit dem Regenraum 3' verbunden und am freien Ende dieser Leitung 13 eine Auffangvorrichtung 12 angeordnet, welche im Beispiel der A b b. 1 als an der Fallwasserkasten-Wand angebrachte Auffangrinne ausgebildet ist und dafür sorgt, daß von dem im Regenraum 3' des Failwasserkastens herabrieselnden Kondensat eine genügende Menge aufgefangen wird und in der Rinne bis zur Niveauhöhe 11 steht. Da dies Niveau 11 höher ist als das Niveau, fließt kontinuierlich eine bestimmte Menge Kondensat dem Einzel-Ausgleicher 1 zu, welche durch das Verhältnis des Zulauf- und Ablaufquerschnittes bestimmt wird Es ist daher der lichte Durchmesser der Zulaufleitung 13 im Verhältnis zum Durchmesser des Anschlußstutzens 2 gering zu halten, so daß gewährleistet ist, daß kontinuierlich eine gewisse Menge Kondensat zufließt, daß aber ein Aufbau des Niveaus 11 im Einzel-Ausgleicher über das normale Maß hinaus nicht auftreten kann, da infolge des größeren Querschnittes 2 kontinuierlich das überschüssige Konden--sat ungehindert in den Fallwasserkasten3 zurückfließen kann. In A b b. 1 is the one above the nozzle 2 with the fall water tank (H. o t w e 11) 3 of the steam condenser 4 firmly connected individual equalizers 1 are shown whose axis in the example of A b b. 1 is parallel to the capacitor axis. Schematic the usual measuring arrangement is shown by the differential pressure transducer 5 over a condensate line 7 with the condensate chamber 1 ″ and via a with the Condensate space 3 "of the fall water tank 3 communicating via a connection 3 Line 6 is connected to the steam chamber 1 'of the individual equalizer 1. The water level in the condensate chamber 3 "is the pressure difference between the one on the lower edge of the Connection piece 2 of the single compensator 1 to the rain room 3 ' lying condensate level 10 in the individual equalizer 1 and level 9 in the condensate space 3 "or the standpipe 6 measured. With this measuring method it must be required that the reference level 10 remains constant for all measurements. In the rain area 3 'of the Steam condenser and in the steam space 1 'of the individual equalizer prevails under normal Breast conditions about 90 O / o vacuum at a temperature of 25 ° C, and it Experience has shown that when the ambient temperature of the individual compensator increases above 25 "C the condensate collected in this evaporates, thereby lowering the Reference level 10 is caused, which falsifies the measurements and above all too leads to a certain unreliability of the evaluation of the measurement results. According to the invention In the example of Fig. 1, the individual equalizer 1 was connected to the Rain chamber 3 'connected and at the free end of this line 13 a collecting device 12 arranged, which in the example of A b b. 1 than on the fall water box wall Attached gutter is formed and ensures that of that in the rain area A sufficient amount of condensate trickling down from the fail water tank is collected and is in the channel up to level 11. As this is level 11 higher than the level, a certain amount of condensate flows continuously to the individual compensator 1, which is determined by the ratio of the inlet and outlet cross-sections It is therefore the clear diameter of the feed line 13 in relation to the diameter of the connecting piece 2 to be kept low, so that it is ensured that continuously a certain amount of condensate flows in, but that a build-up of level 11 in the individual equalizer can not occur beyond the normal dimension, as a result of the larger cross-section 2 the excess condensate continuously flows unhindered into the fall water tank 3 can flow back.

Es ist unschwer zu erkennen, daß die Zuführung des Kondensats in den Einzel-Ausgleicherl nicht notwendigerweise über dessen Dampfraum 1' zu erfolgen braucht, sondern daß es infolge des Niveau unterschiedes der Kondensatoroberilächen 11 und 10 durchaus möglich ist, das Kondensat auf der Höhe des Niveaus 10 oder über ein Tauchrohr auf niedrigerem Niveau zuzuführen. In A b b. 2 ist beispielsweise eine erfindungsgemäße Einrichtung gezeigt, bei welcher der Anschlußstutzen 2 durch eine in seinem Inneren liegende Trennwand 14 in zwei Kanäle aufgeteilt ist, von denen der eine, wie in A b b. 2 a, welche eine Ansicht des SchnittesA-B gemäß Abt. 2 zeigt, dargestellt und als mit der Auffangrinne 12 verbundene Kondensatzuführungsleitung 15 gekennzeichnet, einen geringeren Querschnitt hat als der als Überlauf dienende Kanal 16. Sowohl in A b b. 2 bzw. It is easy to see that the condensate feed in the individual compensation does not necessarily have to be carried out via its steam space 1 ' needs, but that it is due to the difference in level of the capacitor surfaces 11 and 10 is quite possible, the condensate at the height of the level 10 or above to feed a dip tube at a lower level. In A b b. 2 is for example a device according to the invention is shown in which the connecting piece 2 by a partition 14 located in its interior is divided into two channels, of those of the one, as in A b b. 2 a, which shows a view of the section A-B according to Dept. 2 shows, shown and as a condensate feed line connected to the collecting channel 12 15, has a smaller cross-section than that used as an overflow Channel 16. Both in A b b. 2 or

2 a als auch in den weiteren Abbildungen sind für entsprechende Teile gleiche Kennzeichnungen gewählt worden. Aus A b b. 2 a ist unschwer zu erkennen, daß infolge des gegenüber dem Kondensat-Ablaufniveau 10 höher liegenden Kondensat-Zulaufniveaus 11 eine erfindungsgemäße Konstanthaltung des Bezugsniveaus für denDifferenzdruckmesser auch bei Zuleitung des Kondensats auf Höhe seines Ablauf-Niveaus 10 gewährleistet ist. 2a as well as in the other figures are for corresponding parts same markings have been chosen. From A b b. 2 a is easy to see that as a result of the condensate inlet level lying higher than the condensate outlet level 10 11 an inventive keeping the reference level for the differential pressure meter constant guaranteed even when the condensate is fed in at the level of its drainage level 10 is.

In Ab b. 3 ist eine Einrichtung zur Wasserstandsmessung nach der Erfindung gezeigt, bei welcher das Ausgleichsgefäß mit Seiner Achse senkrecht zur Kondensatorachse angeordnet ist und bei welcher die Kondensatzuleitung beispielsweise über ein Fallrohr 17 unterhalb der Oberfläche 10 des Kondensatsumpfes 1" im Einzel-Ausgleicher 1 mündet. Gleichzeitig ist in dieser Abbildung eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gezeigt. Im Falle schlechter Möglichkeit der Außenkühlung der Wand des Fallwasserkastens kann nämlich an der Wandinnenseite nur wenig Fallwasser kondensieren, so daß es vorteilhafter ist, statt einer Auffangrinne an der Wand des Regenraumes ein trichterförmig ausgebildetes Auffangorgan vorzusehen, welches an dem freien Ende der druckdicht durch die Wand des Fallwasserkastens 3 hindurchgeführten Kondensatleitung 13 innerhalb des Regenraumes 3' angeordnet ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß jederzeit genügend Kondensat im Auffangtrichter 18 vorhanden ist, um bei unter schlechten Kühlverhältnissen des Einzel-Ausgleichers 1 durch Verdampfung erfolgender Absenkung des Kondensatniveaus 10 in diesem für den entsprechenden Kondensatnachlauf zu sorgen. In Ab b. 3 is a device for water level measurement according to the Invention shown in which the compensation vessel with its axis perpendicular to The condenser axis is arranged and in which the condensate supply line, for example via a downpipe 17 below the surface 10 of the condensate sump 1 ″ in the individual equalizer 1 opens. At the same time, there is a further advantageous embodiment in this figure of the invention shown. In the case of a poor possibility of external cooling of the wall the fall water tank can only condense a little fall water on the inside of the wall, so that it is more advantageous instead of a gutter on the wall of the rain room to provide a funnel-shaped collecting organ, which on the free End of the pressure-tight through the wall of the fall water tank 3 condensate line 13 is arranged within the rain chamber 3 '. This ensures that there is always enough condensate in the collecting funnel 18 to prevent bad Cooling conditions of the individual equalizer 1 due to evaporation lowering of the condensate level 10 in this to ensure the corresponding condensate overflow.

Eine andere konstruktive Ausgestaltung der Erfindung gibt A b b. 4 wieder. Der Einzel-Ausgleicher t ist mit den Leitungen 6 und 7 und dem Differenzdruck-Meßgeber 5 als fertig montierte Einheit über seine als Flauschstutren 2, 2' bzw. X, 8' ausgebildeten Anschlußstutzen Z bzw. 8 mit den Flanschstutzen 19, 19' bzw. 20, 20' des Fällwasserkastens 3 verbunden. Dadurch kann unter gewissen schwierigen Transport- oder Montageverhältnissen die Aufstellung des Dampfkondensators oder dessen Uberprüfung oder Reparatur wesentlich erleichtert werden. Abb. 4 zeigt darüber hinaus noch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Kondensat-Zuleitungsvorrichtung. In den Regenraum 3' des Fallwasser kastens 3 hineinragend ist eine die trichterförmige Kondensat-Auffangvorrichtung 18 tragende, vorteilhafterweise mit Ieichtem Gefälle verlegte Kondensat-Zuleitung 13 mit der Wand des Fallwasserkastens 3 starr derart verbunden angeordnet, daß deren innerhalb des Flanschstatzens -, 19' liegendes Ende in oder über dem Niveau 10 des aus dem Einzel-Ausgleich er 1 in den Fallwasserkasten3 zurückfiießenden Kondensats mündet. Zur deutlichen Darstellung der Einzelheit E der A b b. 4 ist in A b b. Another structural embodiment of the invention is A b b. 4 again. The individual compensator t is connected to lines 6 and 7 and the differential pressure transducer 5 as a fully assembled unit on its as a fleece strut 2, 2 'or X, 8' Connection piece Z or 8 with the flange nozzle 19, 19 'or 20, 20' of the precipitation water tank 3 connected. This can be used under certain difficult transport or assembly conditions the installation of the steam condenser or its inspection or repair is essential be relieved. Fig. 4 also shows a further advantageous embodiment the condensate feed device. In the rain chamber 3 'of the fall water box 3 protruding is a funnel-shaped condensate collecting device 18 carrying, advantageously with a slight gradient laid condensate supply line 13 with the Wall of the fall water tank 3 arranged rigidly connected in such a way that its within of the flange section -, 19 'lying end in or above the level 10 of the Individual compensation he 1 flows back into the fall water tank 3 condensate. To clearly show the detail E of A b b. 4 is in A b b.

4 a und 4 b die Ansicht eines Schnittes durch den ausgleicherseiügen Anschlußstutzen i in Richtung C-D dargestellt. Dabei zeigt A b b. 4 a, daß die Kondensat-Zuleitungl3 als Röhre beispielsweise kreisrunden oder ovalen Querschnitts ausgebildet sein kann, während aus Ab b. 4 b zu entnehmen ist, daß die Zuleitung auch durch eine beispielsweise durch ein Winkeleisen gebildete Rinne bestehen kann. In diesem Falle ist nur darauf zu achten, daß das Verh ältnis des Kondensat-Zuströmquerschnittes zu dem Kondensat-Abströmquerschnitt der Anschlußstutzen 2 und 19 genügend klein gehalten wird, damit jederzeit gewährleistet ist, daß ein unerwünschter Niveanaufban an der Stelle E bzw. im Einzel-Ausgleichgefäß 1 vermieden und die abströmende Kondensatmenge immer größer als die zuströmende Kondensatmenge ist. Zu- diesem Zwecke kann es insbesondere bei Ausgestaltung der Kondensatzuleitung 13 als Rinne vorteilhaft sein, die Ausströmöffnung 21, wie in A b b. 4 gezeigt, in- geeigneter Weise zu verengen.4 a and 4 b the view of a section through the equalizer Connection piece i shown in direction C-D. A b b shows. 4 a, that the condensate supply line 3 can be designed as a tube, for example, with a circular or oval cross-section, while from Ab b. 4 b it can be seen that the supply line also through an example can consist of a channel formed by an angle iron. In this case, just care ensure that the ratio of the condensate inflow cross-section to the condensate outflow cross-section the connection piece 2 and 19 is kept sufficiently small so that it is guaranteed at all times is that an undesirable level build-up at point E or in the individual expansion tank 1 avoided and the outflowing amount of condensate is always greater than the inflowing Is the amount of condensate. For this purpose, it can be used in particular when designing the Condensate supply line 13 may be advantageous as a channel, the outflow opening 21, as in A b b. 4 shown to narrow in a suitable manner.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, zur Messung des Wasserstandes im Fallwasserkasten von DanNfkondensatoren über Einzel-Ausgleicher angesclllossene Ditfcrenzdruck-Messer zu verwenden und gieichzeitig durch kontinuierliche Zuführung von gas und härtefreiem Kondensat aus dem Regen-1 aun) des Fallwasserkastens in den Einzel-Ausgleicher auch bei Ausdampfung aus dem Kondensatsumpf des Einzel-Ausgleichers infolge zu hoher Außentemperatur das Niveau dieses Kondensatsumpfes auf einem minimalen Wert zu fixieren und damit das Bezugsniveau für die Differenzdruckmessung konstant zu halten. The invention makes it possible to measure the water level connected in the fall water tank of DanNfkondensatoren via individual equalizers To use differential pressure knife and at the same time by continuous feed of gas and hardness-free condensate from the rain-1 aun) of the fall water tank in the single compensator even with evaporation from the condensate sump of the single compensator the level of this condensate sump is kept to a minimum as a result of the outside temperature being too high To fix the value and thus the reference level for the differential pressure measurement constant to keep.

Claims

Claims: 1. Device for measuring the water level in Fall water tank (hotwell) of steam condensers with individual equalizers by means of Differential pressure meter, characterized in that in the rain chamber (3 ') of the drop water tank (3) a collecting device (12; 18) is arranged for condensate, one of which Line (13) for the collected condensate to the water tank connected Single equalizer (1) leads.

2. Device according to claim 1, characterized in that the collected condensate leading line (13) in relation to the connection piece (2) of the individual compensator (1) to the rain chamber (3 ') of the fall water tank (3) has a small diameter.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the condensate supply line (13) to the individual compensator (1) in the rain chamber (3 ') of the Fall water tank (3) is continued protruding, and that as a collecting device a collecting funnel (18) connected to the line is provided for condensate.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the connection piece (2) of the individual compensator (1) through a retracted partition (14) into a channel (15) for condensate inlet and a channel (16) for condensate outlet is divided by the individual equalizer, and that the inlet channel to a condensate collecting device (12; 18) is connected.