DE728341C

DE728341C - Regulation of the feed water temperature for a forced-flow pipe steam generator

Info

Publication number: DE728341C
Application number: DEG95836D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Vorkauf
Original assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
Current assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
Priority date: 1937-07-14
Filing date: 1937-07-14
Publication date: 1942-11-25

Description

Regelung der Speisewassertemperatur für einen Zwanglauf-Röhrendampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen. Zwanglauf-Röhrendampferzeuger mit einem aus mehreren parallel geschalteten Rohrsträngen bestehenden Verdampferteil und einem in der Wärmeaufnahme regelbaren Speisewasservorwärmer.Regulation of the feed water temperature for a forced-flow tubular steam generator The invention relates to a. Forced-flow tubular steam generator with one off several parallel-connected pipe strings existing evaporator part and one feed water preheater with adjustable heat absorption.

Bekanntlich ist es bei Dampferzeugung in parallel arbeitenden Rohrsträngen, durch die das Arbeitsmittel zwangsmäßig gefördert wird, außerordentlich schwer,, das Arbeitsmittel gleichmäßig auf die parallel geschalteten Rohrstränge zu verteilen, wenn Dampf in den Rohrsträngen erzeugt wird. Die Ursache dieser Schwierigkeiten liegt in der starken Volumenzunahme des Arbeitsmittels bei der Dampfbildung und den daraus entstehenden höheren Widerständen. Wenn in reinem Rohr aus irgendeinem Grunde kein Dampf gebildet wird, so kann durch dieses Rohr ein großer Teil des Arbeitsmittels fließen und demgemäß diese Arbeitsmittelmenge für die anderen Rohre zur Kühlung verlorengehen. Besonders erschwerend ist es nun, daß unter gewissen Umständen bei gleicher Beheizung die Mengen des in einem Rohrstrang gebildeten Dampfes zurückgehen kann, weil mehr Arbeitsmittel durch den Rohrstrang fließt, das noch einen großen Betrag an Flüssigkeitswärme aufnehmen kann. Hierdurch wird es ermöglicht, daß der Widerstand eines Rohrstranges nicht etwa mit größer werdender Arbeitsmittelmenge ständig zunimmt, sondern daß der Widerstand sogar wieder abnehmen kann, wie z. B. die Kurve von Abb. i zeigt. Gemäß Abb. i ist der Widerstand in einem Rohr in Abhängigkeit von der geförderten Menge des Arbeitsmittels dargestellt, und zwar ist diese Fördermenge in Beziehung gesetzt zu der Menge des Arbeitsmittels, die in dem Rohr verdampft werden kann. Bei der Verhältniszahl i (im Verhältnis zur Dampfleistung eines Rohres ifache Umwälzung) fließt genau die Flüssigkeitsmenge in das Rohr ein, die verdampft werden kann, so daß am Rohrende gesättigter Dampf austreten. muß, bei der Verhältniszahl 2 strömt doppelt soviel Flüssigkeit in das Rohr ein" als verdampft werden kann.It is well known that when steam is generated in parallel pipelines, through which the work equipment is forcibly promoted, extremely difficult, distribute the work equipment evenly over the parallel pipelines, when steam is generated in the pipe strings. The cause of these difficulties lies in the strong increase in the volume of the working medium during the formation of steam and the resulting higher resistance. If in pure pipe from any Basically no steam is formed, a large part of the working fluid can pass through this pipe flow and accordingly this amount of working fluid for the other pipes for cooling get lost. It is particularly difficult that under certain circumstances With the same heating, the quantities of steam formed in a pipe run decrease can because more working fluid flows through the pipe string, which is still a large one Can absorb amount of liquid heat. This makes it possible that the Resistance of a pipe string does not, for example, with an increasing amount of working fluid constantly increasing, but that the resistance can even decrease again, such. B. the curve of Fig. i shows. According to Fig. I, the resistance in a pipe is dependent represented by the conveyed amount of the working medium, namely this conveyed amount related to the amount of working fluid that evaporates in the pipe can be. In the Ratio i (in relation to the steam output of a pipe double circulation) exactly the amount of liquid flows into the pipe, which can be evaporated so that saturated steam emerges at the end of the pipe. got to, with the ratio 2, twice as much liquid flows into the pipe as can be vaporized.

Die Kurve a der Abb. i gilt z. B. für Wasser, das eine Temperatur von rund Sounter Siedetemperatur hat, wenn .es auf die parallel geschalteten Dampf erzeugenden Rohre verteilt wird. Man erkennt den völlig labilen Charakter dieser Kurve: Wenn z. B. ein Druck für das Rßhr von x Atmosphären zur Verfügung steht, so kann bei diesem Druck entweder das o,6-, das 2,o- oder das 3,8fache von der Dampfleistung durch dieses Rohr fließen. Bei io parallel geschalteten Rohren, die so viel Wasser erhalten sollen, wie sie verdampfen können, würde sich also folgender Zustand einstellen können: ein Rohr erhält die 3,Sfache (Punkt/ auf Kurvea), ein Rohr die 2,ofache (Punkt e) und die übrigen sieben Rohre die o,6fache Wassermenge (Punkt d). In Abb. i ist auch die Heißdampftemperatur eingetragen, welche die durch die Rohre 7 mit der o,6fachen Wassermenge strömenden Dampfmengen am Rohrende haben würden (Punkt ä auf Kurve c). Diese ist verhältnismäßig schon so hoch, daß diese Rohre in Kürze durchbrennen.The curve a of Fig. I applies z. B. for water that has a temperature of around below boiling point, if .es on the steam connected in parallel generating pipes is distributed. You can see the completely unstable character of this Curve: If z. B. a pressure for the tube of x atmospheres is available, so at this pressure either o, 6, 2, o or 3.8 times the steam output flow through this pipe. When io pipes connected in parallel that have so much water should get how they can evaporate, so the following state would arise can: a pipe receives the 3, 5-fold (point / on curve), a pipe the 2, ofache (Point e) and the remaining seven pipes o.6 times the amount of water (point d). In fig. i the superheated steam temperature is also entered, which the through the pipes 7 with would have o.6 times the amount of water flowing steam at the end of the pipe (point ä on curve c). This is already so high that these pipes will shortly run away.

Der labile Charakter der Kurve a vermindert sich, je mehr sich die Temperatur des in die parallelen Rohre eintretenden Wassers der Siedetemperatur nähert. Die Kurve b zeigt z. B. den Druckabfall für Wasser mit etwa 4.o' unter Siedetemperatur.The unstable character of curve a decreases the more the Temperature of the boiling water entering the parallel tubes approaching. The curve b shows z. B. the pressure drop for water with about 4.o 'below the boiling point.

Nun wird im allgemeinen auch bei Zwanglaufkesseln vor der Verdampferheizfläche im Strom des Arbeitsmittels ein Vorw ärmer vorgeschaltet, wobei man oft bestrebt ist, das Arbeitsmittel möglichst bis an die Siedetemperatur aufzuwärmen. Diese Aufwärmung kann aber nur- bei einer bestimmten Belastung des Kessels erzielt werden, und zwar mindestens bei Vollast. Wenn der Kessel z. B. nur mit halber Last betrieben wird, so ist die Aufwärmung geringer, und es treten bei dieser Last die ungleichen Störungen im Verdampferteil auf.In general, this is also done in front of the evaporator heating surface in the case of forced-flow boilers A preheater is connected upstream in the flow of the working fluid, which is often the aim is to warm up the work equipment to the boiling point if possible. This warming up but can only be achieved with a certain load on the boiler, namely at least at full load. If the boiler z. B. is only operated at half load, the warming up is less, and the unequal disturbances occur with this load in the evaporator part.

Es ist schon vorgeschlagen worden, in einem Durchflußdampferzeuger das Speisewasser durch Frischdampf aufzuwärmen und den Grad der Aufwärmung so zu regeln, daß das Speisewasser je nach Belastung des Dampferzeugers mit verschieden hohen Temperaturen in den Verdampferteil eintritt, um eine Verschiebung der Umwandlungszone bei wechselnder Belastung zu verhindern. Da auch in diesem Falle bei bestimmten Betriebszuständen die Speisewassertemperatur wesentlich unter der Siedetemperatur bleiben muß, kann durch einzelne Rohre des Verdampferteilseine so große Wassermenge fließen, daß nur Flüssigkeitswärme aufgenommen und kein Dampf erzeugt wird.It has been suggested in a flow-through steam generator to warm up the feed water with live steam and thus the degree of warming up regulate that the feed water depending on the load on the steam generator with different high temperatures in the evaporator part, to a shift of the conversion zone to prevent with changing loads. As also in this case with certain Operating conditions, the feed water temperature is significantly below the boiling temperature must remain, such a large amount of water can through individual tubes of the evaporator part flow so that only liquid heat is absorbed and no steam is generated.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, für einen Zwanglauf-Röhrendampferzeuger finit einem aus mehreren parallel geschalteten Rohrsträngen bestehenden Verdampferteil und einem in der Wärmeaufnahme regelbaren Speisewasservorwärmer, der unmittelbar in den Verdampferteil mündet, die Speisewassertemperatur für :alle Belastungszustände auf eine nahe der dem jeweiligen Druck entsprechenden Siedetemperatur liegende Höhe einzuregeln.According to the invention it is now proposed for a forced-flow tubular steam generator finite an evaporator part consisting of several parallel pipelines and a feed water preheater that can be regulated in terms of heat absorption, which is directly The feed water temperature for: all load conditions opens into the evaporator part to a level close to the boiling point corresponding to the respective pressure to regulate.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei der hohen Aufwärmung bei allen Lasten das Wasser in den Verdampferteil mit den parallel geschalteten Rohren sofort anfängt Dampf zu bilden, wenn es beheizt wird und hierdurch die Vorbedingung für gleiche Widerstände in den parallelen Rohren gegeben ist.The advantage of the invention is that at the high heating at all loads the water in the evaporator part with the parallel connected Pipes immediately begins to form steam when it is heated and this is the precondition is given for equal resistances in the parallel tubes.

Zur Durchführung des Erfindungsgedankens eignen sich sowohl dampfbeheizte als auch rauchgasbeheizte Speisewasservorwärmer. Die Aufwärmung des Speisewassers mittels Sattdampfes von Betriebsdruck beispielsweise in Ob@erflächenwärmeaustauschern hat den Vorteil, daß das Speisewasser auf eine nahezu an die Siedetemperatur herankommende Temperatur aufgewärmt wird. Natürlich ist es auch möglich, das Speisewasser zunächst durch einen der üblichen rauchgasbeheizten Vorwärmer zu leiten und diesem einen dampfbeheizten Vorwärmer nachzuschalten.Both steam-heated ones are suitable for carrying out the inventive concept as well as flue gas heated feed water preheaters. The heating of the feed water by means of saturated steam at the operating pressure, for example in surface heat exchangers has the advantage that the feed water almost approaches the boiling point Temperature is warmed up. Of course it is also possible to use the feed water first through one of the usual flue gas-heated preheaters and this one downstream steam-heated preheater.

Bei alleiniger Verwendung eines rauchgasbeheizten "Vorwärmers muß die Wärmeaufnahme durch besondere Mittel, beispielsweise Klappen o. dgl., so geregelt werden, daß das Speisewasser ständig auf die den jeweiligen Druck des Speisewassers entsprechende Siedetemperatur aufgewärmt wird. Rauchgasbeheizte Vorw ärmer haben den dampfbeheizten Vorwärmern gegenüber den Vorteil, daß das zwischen Arbeitsmittel und Rauchgas bestehende Temperaturgefälle nahezu voll ausgenutzt wird.If a flue gas-heated "preheater is used alone the heat absorption by special means, for example flaps o. The like., so regulated that the feed water is constantly adjusted to the respective pressure of the feed water appropriate boiling temperature is warmed up. Have flue gas heated preheaters the steam-heated preheaters have the advantage that between the working medium and flue gas, the existing temperature gradient is almost fully exploited.

Die Erfindung wird :durch die Abb. 2 näher erläutert.The invention is explained in more detail by FIG. 2.

Das Speisewasser wird durch die Speisepumpe i zunächst durch den rauchgasbeheizten Vorwärmer 2 gedrückt. Es ist noch ein zusätzlicher rauchgasbeheizter Vorwärmer 7 vorhanden, der z. B. durch Klappenregelung oder ähnliches in seiner Wärmeaufnahme so einzuregulieren ist, daß er bei allen Belastungen möglichst hohe Aufwärmung gibt. Das Wasser strömt dann in die Dampf erzeugende, aus parallel geschalteten Rohren bestehende Heizfläche 4, wo-es nicht nur verdampft, sondern der Dampf auch noch überhitzt werden kann.The feed water is initially heated by the flue gas heated by the feed pump i Preheater 2 pressed. There is also an additional flue gas heated preheater 7 present, the z. B. by flap control or the like in its heat absorption It is to be regulated in such a way that it warms up as much as possible with all loads. That Water then flows into the steam-generating pipes that are connected in parallel Heating surface 4, where-it not only evaporates, but the steam is also superheated can.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Regulation of the feed water temperature for one Forced-flow tubular steam generator with one of several parallel-connected pipelines existing evaporation section and a feed water preheater with adjustable heat absorption, which opens directly into the evaporation part, characterized by such Training and arrangement of the preheater that the feed water temperature for everyone Load conditions to a boiling temperature close to the respective pressure lying height is adjustable. z. Forced-flow tube steam generator according to claim i, characterized in that the feed water preheater consists of two series-connected, Flue gas heated parts (z, 7) consists of which one (a) in the heat absorption is adjustable.