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Verfahren zur Regelung von Dampfkraftanlagen mit Zwangdurchlaufkesseln in Abhängig- keit von Belastungsstössen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung von Belastungsstössen in einer vorzugsweise in Blockschaltung betriebenen Dampfkraftanlage mit Zwangdurchlaufkessel mit Hilfe einer lastabhängig und mit Vorhalt gesteuerten Dauereinspritzung. Bei plötzlichen Laststeigerungen eines Blockkraftwerkes reagieren zunächst die Turbinenventile im Sinne eines Öffnens der Einlassventile. Der Betriebsdruck im Kessel sinkt ab und der Kessel dampft infolgedessen aus.
Dieses Absinken des Betriebsdruckes wirkt sich insbesondere nachteilig im Verdampfer aus. Infolge der Druck- und Temperaturabsenkung findet augenblicklich eine starke Mehrverdampfung statt, so dass vorübergehend an dieser Stelle ein Wassermangel auftritt. Die hiedurch bedingte Temperaturerhöhung am Überhitzeraustritt pflegt man im allgemeinen durch eine dem jeweiligen Belastungsstoss entsprechende Bemessung der nachfolgenden Überhitzer-Einspritzung auszugleichen. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die im Verdampfer bei Druckabsenkung infolge starker Belastungsstösse entstehende Verdampfung des Wassers und den Wasserüberschuss bei Drucksteigerung infolge starker Entlastung zu vermeiden.
Die Erfindung besteht darin, dass zur Vermeidung eines Wassermangels in der Restverdampferheizfläche bei Lastanstieg ein Regler vorgesehen ist, der eine Dauereinspritzung in eine Zone mit 50-80% Dampfgehalt von jeweils 10% der gesamten Dampfmenge einregelt und der die Einspritzung bei Lastabnahme unter die Dauereinspritzmenge von 10% der gesamten Dampfmenge verringert, bei Lastzunahme die Einspritzung über diesen Wert hinaus lastproportional und mit Vorhalt vergrössert.
Die Einspeisung erfolgt beispielsweise an einer Stelle im Durchlaufverdampfer, an der etwa 50-80% Dampfgehalt vorhanden ist. Ein Regler kann dabei diese zusätzlich eingespeiste Menge auf einem gleichbleibenden Prozentsatz der Hauptwassermenge bzw. der erzeugten Dampfmenge konstant halten. Bei plötzlichen Laständerungen erfolgt dann eine Korrektur in dem Sinne, dass eine rasch ansteigende und langsam abklingende Erhöhung oder Verminderung der zusätzlich eingespeisten Menge bewirkt wird. Bei Laststeigerung erhält der Regler gewissermassen einen Vorhalt, der mit einem Zeitglied od. dgl. wieder zurückgenommen wird. Bei plötzlicher Lastabsenkung wird das hier eingespeiste Wasser durch einen Rückhalt mit Zeitglied vorübergehend vermindert.
Je nach den Gegebenheiten des Kessels mit seiner Regelung dauert es eine kürzere oder längere Zeit bis die Kesselregelung den neuen Lastbedingungen nachgekommen ist. Von Fall zu Fall wird man also die Grössen des Vorhaltes bzw. Rückhaltes sowie den Verlauf der allmählichen Zurücknahme auf den normalen Wert für die zusätzliche Arbeitsmitteleinspeisung so bemessen, dass diese Grössen den Eigenschaften des Kessels angepasst sind. Die Steuerung erfolgt dabei zweckmässig in der Weise, dass die Grösse des Vor- oder Rückhaltes proportional der jeweiligen Last und der Druckänderung ist.
Bei Vorhandensein einer temperaturabhängigen Einspritzung, die in üblicher Weise im Überhitzer liegt, ist die Einspritzmenge im Mittel 5% der Dampfmenge. Man wird also dann den Hauptspeisewasser-Regler so einstellen, dass die den Vorverdampfer durchfliessende Hauptspeisewassermenge z. B. etwa 85% der gesamten Arbeitsmittelzufuhr beträgt. Die Zufuhr in den Verdampfer beträgt dann 10% und die Einspritzung in den Überhitzer 5%. Die Erfindung ermöglicht es, bei stossartigen Laständerungen das Arbeitsmittel, ohne erst die Auswirkung eines Temperaturimpulses abwarten zu müssen, sofort an die Stelle heranzubringen, an welcher es gebraucht wird, nämlich an den Verdampfer. Dadurch erbringt die Erfindung noch den Vorteil, dass von den meist zwei Überhitzereinspritz-Kühlern einer entfallen kann.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung.
Mit 1 ist die Speisewasserpumpe bezeichnet, die das Arbeitsmittel über den Economiser 2 zum Vorverdampfer 3, Restverdampfer 4 und Überhitzer 5 fördert. Der Hauptspeisewasserregler 6 wird von der Dampfmenge her gesteuert, die mit Hilfe der Messblende 7 erfasst wird. Der Hauptspeisewasserregler beeinflusst das Ventil 8 in dem Sinne, dass die den Economiser 2 und den Vorverdampfer 3 durchsetzende Speisewassermenge etwa 85% der Dampfmenge beträgt.
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Erfindungsgemäss wird an der Stelle 9 eine zusätzliche, lastproportionale Speisewassermenge zwischen den Vorverdampfer 3 und den Restverdampfer 4 eingespeist. Ein Regler 10 beeinflusst das Ventil 11 in der Weise, dass hier etwa 10% der Dampfmenge eingespeist wird. Dieser Regler erhält einen Korrekturimpuls bei plötzlich auftretenden Laständerungen in dem Sinne, dass bei Laststeigerung ein Vorhalt, bei Lastabsenkung ein Rückhalt stattfindet, der mit einem Zeitglied wieder zurückgenommen wird.
Mit12 ist der übliche Einspritztemperatur-Regler bezeichnet, der in Abhängigkeit eines an der Stelle13 gewonnenen Temperaturimpulses über ein Ventil 14 eine Wassereinspritzung in den Überhitzer 5 vornimmt. Mit 15 ist der Lastgeber bezeichnet, der Kommandos 16 und 17 für Brennstoff und Verbrennungsluft abgibt, sowie einen Vorhalt-Nachlaufbefehl als Verschwindimpuls auf den Regler 10.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung von Dampfkraftanlagen mit Zwangdurchlaufkesseln in Abhängigkeit von Belastungsstössen in einer vorzugsweise in Blockschaltung betriebenen Dampfkraftanlage mit Hilfe einer lastabhängig und mit Vorhalt gesteuerten Dauereinspritzung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung eines Wassermangels in der Restverdampferheizfläche bei Lastanstieg ein Regler vorgesehen ist, der eine Dauereinspritzung in eine Zone mit 50-80% Dampfgehalt von jeweils 10% der gesamten Dampfmenge einregelt und der die Einspritzung bei Lastabnahme unter die Dauereinspritzmenge von 10% der Dampfmenge verringert, bei Lastzunahme die Einspritzung über diesen Wert hinaus lastproportional und mit Vorhalt vergrössert.