DE895770C

DE895770C - Anordnung zur Begrenzung des Abfalls der Heissdampftemperatur bei Zwangdurchlaufkesseln

Info

Publication number: DE895770C
Application number: DEE695A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Engler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-19
Filing date: 1950-02-19
Publication date: 1953-11-05

Description

Anordnung zur Begrenzung des Abfalls der Heißdampftemperatur bei Zwangdurchlaufkesse-ln Eine sehr wichtige, aber auch :sehr schwierige Aufgabe .ist bei Zwarngdurchlaufkesseln die Einhaltung der Heißdampftemperatur. Die Beeinflussung von Brennstoff undWasser oder beider zur Einregelung eines vorgegebenen Temperaturwertes stößt wegen der Trägheit des Kessels gegenüber schnelleren Zustandsänderungen häufig auf Schwierigkeiten, so daß man rascher wirkende Mittel hierfür einsetzt, z. B. in der Form der bekannten Wassereinspritzung. Es hat sich gezeigt, daß diese an .sieh sehr wirksame Regelung dm nur dann mit Erfolg angewendet werden. kann, wenn man dauernd Wasser einspritzt und dann die eingespritzte Menge entsprechend den auftretenden Temperaturschwankungen verändert. Das kann aber unter Umständen zu so großen Einspritzmengen führen, d@aß man die Kesselheizfläche vergrößern muß, um. sicher zu sein, daß alles eingespritzte Wasser auch wirklich verdampft.
Ein neuer Weg zur Begrenzung .des Temperaturabfalles, der für sich allein, zweckmäßig aber in Verbindung mit :einer der bekannten Regelmaßnahmen angewandt werden kann, besteht gemäß der Erfindung darin, daß bei Temperaturabsenkung die den Überhitzer durchströmendeArbeitsmittelmen.ge durch Entnahme eines Teils unmittelbar aus dem Zwangstrom davon verringert wird.
Diese Entnahme wirkt nun verschieden, je nachdem, an welcher Stelle sie vorgenommen wird. Verlegt .man sie in die Nähe des Eintritts in den Kessel, so wirkt sich bereits eine kleine entnommene Wassermenge als eine starke Temperaturbeeinflussung aus. Je mehr man die Entnahmestelle nach dem Kesselende zu verlegt, um so kleiner wird der Einfluß der Entnalhmemenge auf die Temperaturänderung, d. h. man muß, um die gleiche Wirkung auf die Temperatur wie im ersten Fall zu erzielen, eine wesentlich größere Menge entnehmen, die dann ein Dampf-Wasser-Gemisch oder Dampf ist. Bei der Wahl,derEntnahmestelle ist jedoch nocheine andere Überlegung anzustellen: Je weiter entfernt vom Kesselaustritt die Entnahmestelle: ist, um so mehr verzögert sich der Einfluß- der Entnahme auf -den Endzustand des Dampfes, und es wird umgekehrt ,die Einwirkung um so schneller merkbar werden, je weiter man die Entnahmestelle nach dem Kesselaustritt zu verlegt. Es gilt also, hier einen Ausgleich zwischen der Größe .der Entnahmemenge und der Geschwindigkeit der Auswirkung zu schaffen. Nach den z. Z. vorliegenden Erkenntnissen dürfte die zweckmäßigste Stelle dort liegen, wo etwa So bis 8o °/o des Wassers bereits in Dampf übergeführt sind.
Es war bereits erwähnt, daß man die Maßnahme gemäß der Erfindung nicht für sich allein anzu= wenden braucht, sondern daß man sie mit einer der üblichen Regelmöglichkeiten verbinden kann, etwa mit der Wassereinspritzung. In einem solchen Fall wird man,die Steuerung der Entnahmemenge nicht als Dauermaßnahme anzuwenden brauchen, sondern es :genügt, wenn man sie als Grenzregelung verwendet, die nur dann eingreift, wenn der Regelbereich der stetig arbeitenden Regeleinrichtung erschöpft ist.
Die Erfindung .sei an Hand des dargestellten schematischen Ausführungsbeispiels erläutert. Der Zwangdurchlaufkessel enthält den Vorwärmer i, den ersten stark beheizten Verdampfungsteil 2, den schwächer beheizten Verdampfungsteil3 und den Überhitzer 4. Es soll die Temperatur an der Stellie-5 in der Nähe .des Überhitzeraustritts gleichgehalten werden. Zu diesem Zweck wird an der Stelle 5 eine Wassereinspritzung vorgesehen, zu deren Regelung das Ventil 6 dient. Die Einspritzleitung ist am Punkt 7 hinter der Speisepumpe 8 vor dem Kessel abgezweigt. Zusätzlich zu dieser Temperaturregelung ist gemäß der Erfindung die Entnahme eines Teils des Arbeitsmittels vorgesehen. Der Kessel ist im Punkt 9 an eine Entnahmeleitung io angeschlossen, deren Durchflußmenge durch ein VEntil ii 'bestimmt ist. Es ist hier die bereits erwähnte Grenzregelung vorgesehen, die etwa von der Stellung .des Einspritzventils 6 abhängig sei, wie es -die Impulslinie 12 andeutet. Solange das Ventil 6 noch geöffnet ist, also immer noch Wasser in den Üblerhitzer eingespritzt werden müß, um die Temperatur zu senken, ist das Ventil i i geschlossen, und es wird nichts aus dem Kessel entnommen. Wenn jetzt aber die Temperatur .im Punkt 5 @so weit abgesunken ist, daß kein Wasser mehr eingespritzt werden darf, so gibt jetzt das Ventil 6 einen_ Öffnungsimpuls an das Ventil i i, und es wird jetzt eine gewisse Arbeitsmittelmenge, in; diesem Fall ein Dampf-Wasser-Gemnisch, aus dem Kessel abgeführt. Die Entnahme hält .so lange an, bis die Temperatur im Punkt 5 wieder so weit gestiegen ist, daß der Einspritzvorgang einsetzen kann. Dann :ist die Entnahme über die Leitung io überflüssig geworden, und das Ventil i i schließt wieder. Naturgemäß wird man die aus dem Kessel entnommene Arbeitsmittelmenge nicht einfach abfließen lassen, da ihr Wärmeinhalt ja hierbei verlo.rengehen würde. Es wird deshalb ein Wärmeaustauscher 13 eingeschaltet, in welchem der Wärmeinhalt des entnommenen Arbeitsmittels dem Kreislauf wieder zugeführt wird. Die Einschaltung des Wärmeaustauschers 13 ist selbstverständlich nur ganz schaubildlich :angedeutet, ohne daß damit festgelegt werden soll, an welcher Stelle :die Wärme in den Kreislauf wieder zurückgeführt wird.
Wenn man die Entnahme in eine Kesselzone verlegt, ün der bereits ein Teil des Wassers. in Dampf übergeführt ist, so möchte man möglichst wenig Dampf, vielmehr möglichst viel Wasser abführen. Aus dieser Erwägung heraus ist es vorteilhaft, das Entnahmeventil an der Unterseite eines waagerecht liegenden Rohres anzubringen. Denn im waagerechten Rohr entmischen sich Dampf und Wasser in der Weise, daß sich der .spezifisch leichtereDampf dem schwereren Wasser überlagert. Ein an der Rohrunterseite angebrachtes Ventil führt daher praktisch nur Wasser, aber keinen. Dampf ab.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Begrenzung des Abfalls der Heiß,dampftemperatur bei Zwangdurchlaufkesseln,--dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturabsenkung die den Überhitzer durchströmende Arbeitsmittelmengedurch Entnahme eines Teils des Arbeitsmittels unmittelbar aus .dem Zwangstrom verringert wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturabfall eine Arbeitsmittelmenge dem Kessel entnommen wird, die bereits. teilweise in Dampf übergeführt ist.
3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme einer Arbeitsmittelmenge zur Begrenzung des Temperaturabfalls als Zusatzmaßnahme zu einer Haupttemperaturregelung, z. B. durch Wassereinspritzung, angewendet wird.
4. Anordnung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmittelentnahme als Grenzregelung dient.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, .daß das die zu entnehmende Arbeitsmittelmenge bestimmte Ventil in Abhängigkeit vom Regelventil für die Einspritzmenge gesteuert wird.
6. Anordnung nach -den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch einen Wärmeaustauscher zur Nutzbarmachung des Wärmeinhaltes der aus dem Kessel abgeführten Teilmenge.
7. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 6, ,dadurch" gekennzeichnet, daß das Entnahme-__ ventl an derUnterseite eines von einem Dampf-Wasser-Gemisch durchflossenen waagerechten Rohres angeschlossen ist. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 200 786, 204975,209430; Zeitschrift des VDI (i937), S. 1463, Abb.6.