CH116651A - Verfahren zum Betrieb von Grenzdampfkraftanlagen. - Google Patents

Verfahren zum Betrieb von Grenzdampfkraftanlagen.

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CH116651A
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Haftung Siemens- Beschraenkter
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Siemens Schuckertwerke Gmbh
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      Yerfaliren    zum     Betrieb    von     Grenzdampfkraftanlagen.       Will man Dampf in der Weise erzeugen,  dass an keiner Stelle des Erzeugungsverfah  rens eine unstetige Trennung von Dampf  und     Flüssigkeit    eintritt, so verwendet man  das sogenannte     Grenzdampfverfahren.    Die  ses bekannte Verfahren verläuft so, dass das  Arbeitsmittel unter einem Druck, der in der  Nähe des kritischen Druckes liegt, durch  einen Erhitzer, zum Beispiel ein beheiztes  Rohrsystem, gedrückt wird und dass die  Wärmezufuhr so geregelt wird, dass im Er  hitzer die kritische Temperatur überschritten  wird.

   Bei diesem Verfahren geht nach be  kannten physikalischen Gesetzen die Flüssig  keit durch einen Grenzübergang im kritischen  Punkt stetig in die Dampfform über, im  Gegensatz zu andern     Dampferzeugungsver-          fahren,    bei denen eine unstetige Scheidung  von Dampf und Flüssigkeit von gleicher  Temperatur, aber von verschiedenem spezi  fischen Gewicht und verschiedenen physika  lischen Eigenschaften eintritt.

   Da man das  Arbeitsmittel mit dem hohen Druck, der  zum Beispiel bei Wasser 225 Atmosphären       beträgt,    zweckmässig nicht zum unmittel-    baren Antrieb einer Kraftmaschine verwen  det, so, drosselt man es auf den Gebrauchs  druck ab, wobei man aber die Wärmezufuhr  so     einregelt,    dass eine unstetige Scheidung  von Dampf und Flüssigkeit an keiner Stelle  des Erzeugungsverfahrens     eintritt.     



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist nun ein Verfahren zum Betrieb von       Grenzdampfkraftanlagen,    bei denen der  Dampf nach Erzeugung in einem     Erhitzer     ebenfalls auf den Gebrauchsdruck gedrosselt  wird, und zwar soll nach diesem Verfahren  der Druck und die Temperatur des Arbeits  mittels gleichzeitig in Abhängigkeit von den  Leistungsschwankungen der Anlage selbst  tätig so eingeregelt werden, dass im Erhitzer  der Druck ständig in der Nähe des- kritischen  Druckes und an allen Stellen des Verfah  rens-zur Erzeugung von fertigem Gebrauchs  dampf die Temperatur auf einer solchen  Höhe gehalten wird, dass eine unstetige  Scheidung von Dampf und Flüssigkeit an  jeder Stelle dieses Erzeugungsverfahrens we  nigstens annähernd vermieden     wird.     



  In den Abbildungen ist eine Reihe von           Regelmöglichkeiten    beispielsweise dargestellt,  die sich als besonders zweckmässig für die  Durchführung des Verfahrens darstellen.  In allen den Skizzen bedeutet 1 den Erhitzer,  2 den     Überhitzer,    3 die Speisepumpe, 4 die  Kraftmaschine, 5 die Feuerung, 6 die     Ürisch-          dampfleitung,    7 das Drosselventil zwischen  Erhitzer und     Überhitzer.    Durch gestrichelte  Linien ist angedeutet, welche Impulse auf  die verschiedenen Einrichtungen einwirken,  und zwar sind mit<I>p</I> Druckimpulse, mit     l'     Temperaturimpulse bezeichnet. Die Pfeile  geben an. in welcher Richtung die Impulse  wirken.  



  Die auftretenden Leistungsschwankungen  der Anlage äussern sich entweder im Druck  oder der Temperatur des Arbeitsmittels in  der     Frischdampfleitung,    oder sie äussern sich,  falls die Kraftmaschine einen elektrischen  Stromerzeuger antreibt, zunächst in der  Leistungsabgabe dieses Stromerzeugers     uiid     dann erst in der     Frischdampfleitung,    oder  sie äussern sich in der     Abdampfleitung    der       Kraftmaschine.    Je nachdem die Anlage mit  oder ohne     VTärmespeicher    arbeitet, sind     auch     die Regelmöglichkeiten verschieden.  



  In     Fig.    1 ist dargestellt, dass die Drossel  einrichtung in Abhängigkeit von den     Druck-          sehwankungen    in der     Frischdampfleitung     verstellt wird.     Steigt    beispielsweise der  Dampfbedarf der Maschine 4 an, so muss  mehr Dampf in die     Frischdampfleitung    ge  schickt werden. Da bei erhöhtem Dampf=  bedarf der Kraftmaschine 4 der Druck in  der     Frischdampfleitung    6 absinkt, so wird ein  Druckimpuls p dazu verwendet, um das  Drosselventil 7 weiter zu öffnen. Geschieht  dies, so fällt aber gleichzeitig der Druck im  Erhitzer 1 ab.

   Es ist also ein weiterer  Druckimpuls vorgesehen, der die Speiseein  richtung beispielsweise durch Verstellen  eines Ventils 8 so     einregelt,    dass durch ent  sprechende Erhöhung der Fördermenge der  Druck im Erhitzer 1 wieder bis in die Nähe  des kritischen Druckes gehoben wird. Durch  diese beiden Mittel würde es zwar gelingen,  den Druck auf der verlangten Höhe zu hal  ten. Es würde aber eine Abkühlung ein-    treten, da die Feuerung ja nicht der erhöhten  Fördermenge angepasst ist.

   Infolgedessen ist  ein weiterer Impuls vorgesehen, und zwar  ein Temperaturimpuls T, der die Feuerung  in Abhängigkeit von der Temperatur des  Arbeitsmittels in der     Frischdampfleitung    so       einregelt,    dass eine unstetige Scheidung von  Dampf und Flüssigkeit     vermieden    wird. Die  Höhe der Temperatur, auf die die Feuerung  eingeregelt werden soll, hängt naturgemäss  von den     Betriebsbedingungen    ab, so dass sich  genauere Angaben hierüber nicht machen  lassen.  



  In     Fig.    2 ist dieselbe Anlage dargestellt.  Die Feuerung wird, wie im Falle der     Fig.    1,  durch einen Temperaturimpuls gesteuert.  Der     Druckimpuls    von der     Frischdampfleitung     wirkt in diesem Falle jedoch nicht auf die       Drosselung    zwischen Erhitzer und Über  hitzer, sondern unmittelbar auf die Speise  einrichtung.

   Die Regelung verläuft also  jetzt     sa,    dass bei sinkendem Druck in der       Leitung    6 die Speisung     vermehrt    und bei  der hierbei eintretenden Drucksteigerung im  Erhitzer 1 die     Drosselung    7     irr    Abhängigkeit  vom     Erhitzerdrucli    weiter geöffnet wird,  so dass die Leitung 6 eine grössere Dampf  menge- erhält.  



  Da die Temperatur in der Leitung 6  abhängig ist von der Menge des Arbeits  mittels, das durch die Speiseeinrichtung ge  fördert wird, so kann, wie     Fig.    3 zeigt, die  Pumpe auch in Abhängigkeit von der Tem  peratur in der Leitung 6 geregelt werden  und dementsprechend die Feuerung und die  Drosselung in Abhängigkeit vom Druck.  Die Wirkung der Einrichtung ergibt sich  sinngemäss aus dem bereits Geschilderten.  



  Während bei den bisher dargestellten  Einrichtungen nur Druck und Temperatur  als Regelimpulse verwendet wurden, zeigt       Fig.    4 eine Einrichtung, bei der ein Mengen  impuls, 9, eingeführt ist. Der Teil 9 kann  beispielsweise ein     Venturirohr    oder eine  Stauscheibe sein. Die Speiseeinrichtung 3, 8  kann entweder in     Abhängigkeit    vom Druck  oder der Temperatur und dementsprechend  die Feuerung in Abhängigkeit von der Tem-           peratur    oder vom Druck in der     Leitung    6  geregelt werden.

   Die Drosselung 7 wird  dann in Abhängigkeit von der Menge des  geförderten Mittels verstellt, und zwar in  der Weise, dass einer vergrösserten Durch  flussmenge durch die Vorrichtung 9 ein grö  sserer Drosselquerschnitt entspricht, und um  gekehrt.  



  In den     Fig.    5 und 6 ist der Fall dar  gestellt, dass die Kraftmaschine einen elek  trischen Stromerzeuger antreibt. Schwan  kungen in der Belastung wirken sich dann  zunächst in einer Änderung der elektrischen  Leistung aus, ehe sie auf den Dampfbedarf  einwirken. Es kann deshalb zweckmässig  sein, den primären Einfluss der elektrischen  Leistungsänderung als Regelimpuls zu ver  wenden.  



  In     Fig.    5 wird die Speiseeinrichtung,  in     Fig.    6 die Feuerung in Abhängigkeit von  den elektrischen Leistungsschwankungen ein  geregelt.     Nach        Fig.    5 steht die Drossel 7,  wie in     Fig.    2, unter der Wirkung des Er  hitzerdruckes und die Feuerung unter dem  Einfluss der Temperatur des Arbeitsmittels  der Leitung 6. Im Falle der     Fig.    6 wird  die Drossel durch einen Temperaturimpuls T  gesteuert, und in diesem Falle ist der Druck  impuls zur Regelung der Speisevorrichtung  hinter dem Erhitzer angebracht, um vor der  Drossel einen bestimmten Druck aufrecht zu  erhalten.  



  Bei der Verwendung von Zentrifugal  pumpen genügt im übrigen vielfach die Re  gelung durch die Drossel, so dass die beson  dere Regelung der Speiseeinrichtung in Fort  fall kommen kann.  



       Fig.    7 zeigt ein Beispiel, bei dem die  Feuerung unter der Einwirkung von zwei  Impulsen steht, und zwar unter der Wirkung  eines Druck- und eines Temperaturimpulses.  Diese Anordnung kann zweckmässig sein  aus folgenden Gründen:  Die Drossel 7 wird von einem Druck  impuls in Abhängigkeit vom Druck in der  Leitung 6 gesteuert, desgleichen die Speise  einrichtung durch einen Druckimpuls in  Abhängigkeit vom Druck im -Erzeuger,    während die Feuerung durch einen Tempe  raturimpuls in Abhängigkeit von der Tem  peratur des Arbeitsmittels in der Leitung 6  eingeregelt wird.

   Bei dieser Regelung kann  es nun vorkommen, dass zwar der Druck im  Erzeuger und in der     Frischdampfleitung    die  richtige Höhe hat und     dass    auch die Tem  peratur des Arbeitsmittels in der Frisch  dampfleitung richtig ist. Es kann aber  trotzdem möglich sein, dass die Temperatur  im Erhitzer zu niedrig ist. Wird jedoch, wie  es das Schema zeigt, die Feuerung gleich  zeitig von demselben     Drüekimpuls    gesteuert  wie die Speiseeinrichtung, so wird die Tempera  tur bei     geänderter    Fördermenge gleichzeitig  geändert. Der Druckimpuls wirkt dabei als  Grobregelung, während die Temperatur  regelung die Feinregelung bildet.

   Dement  sprechend kann naturgemäss auch die Speise  einrichtung unter die Wirkung eines     Druck-          und    eines Temperaturimpulses gestellt wer  den.  



  Durch die vorliegende Erfindung wird  es erst möglich,     Grenzdampfanlagen    prak  tisch zu verwerten. Das Wesen der     Grenz-          dampferzeugung    bringt es mit sich, dass eine  plötzliche Druckabsenkung zur Folge haben  würde, dass sich Dampf aus der Flüssigkeit  in unstetigem Übergange entwickelt, das  heisst, es     würden    plötzlich Dampf und Flüs  sigkeit von gleicher Temperatur, aber von  verschiedenem spezifischem Gewicht neben  einander bestehen und dadurch die Dampf  erzeugung gestört werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Betriebe von Grenzdampf- kraftanlagen, bei denen das Arbeitsmittel mindestens unter dem Erzeugungsdruck durch eine Speiseeinrichtung in einen Er hitzer, der im. wesentlichen aus einem be heizten Rohrsystem besteht, eingeführt und der Dampf in der Nähe des kritischen Druk- kes erzeugt und nach Erzeugung auf den Gebrauchsdruck gedrosselt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Druck und Temperatur des Arbeitsmittels gleichzeitig in Abhängig keit von den;
    Leistungsschwankungen der Anlage selbsttätig so eingeregelt werden, dass im Erhitzer der Druck ständig in der Nähe des kritischen Druckes und an allen Stellen des Verfahrens zur Erzeugung von fertigem Gebrauchsdampf die Temperatur auf einer solchen Höhe erhalten wird, dass eine un stetige Scheidung von Dampf und Flüssig keit an jeder Stelle dieses Erzeugungsverfah rens wenigstens annähernd vermieden wird. UNTERASPRüCHE: 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, mit Drosselung des im Erhitzer erzeugten Dampfes auf Gebrauchsdruck durch ein Drosselorgan zwischen dem Erhitzer und einem Überhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig Speisung, Feuerung und Drosselung geregelt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Feuerung in Abhängigkeit von der Temperatur in der Frischda.mpf- leit.ung und die Drosselung in Abhängig keit vom Druck in der Frischdampf leitung geregelt werden, während die Förder menge der Speisevorrichtung in Abhän gigkeit vom Druck im Erhitzer geregelt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet.
    dass die Fördermenge der Speisevorrich tung in Abhängigkeit vom 'Druck des Arbeitsmittels in der Frischdampfleitung und die Feuerung- in Abhängigkeit von seiner Temperatur in der Frischdampf leitung geregelt werden, während die Drosselung in Abhängigkeit vom Druck im Erhitzer geregelt wird. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet., dass die Fördermenge der Speisevorrich tung entsprechend den Temperaturschwan- kungen, die Feuerung entsprechend den Druckschwankungen des Arbeitsmittels in der Frischdampfleitung und die Drosse lung in Abhängigkeit vom Erhitzerdruck geregelt werden. 5.
    Verfahren nach Patentazispruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung in Abhängigkeit von der Menge des von der Speisevorrichtung geförderten Arbeitsmittels, Speisevorrich tung und Feuerung dagegen in Abhängig keit von Temperatur und Druck geregelt werden. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, zum Betrieb von Anlagen, bei denen eine Kraftmaschine einen elek trischen Stromerzeuger antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisevorrichtung in Abhängigkeit von den Leistungs schwankungen des elektrischen Strom erzeugers geregelt wird, während die Feuerung nach der Temperatur des Ar beitsmittels in der Frischdampfleitung. die Drosselung nach seinem Druck im Er hitzer eingeregelt wird. 7.
    Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, für Anlagen, bei denen eine Kraftmaschine einen elektrischen Stromerzeuger antreibt. dadurch gekenn zeichnet, dass die Feuerung nach den Leistungsschwankungen des Stromerzeu gers eingeregelt wird, während<I>die</I> Speise vorrichtung in Abhängigkeit vom Druclz des Arbeitsmittels im Erhitzer, die Dros selung in Abhängigkeit von seiner Tem peratur in der Frischdampfleitung ein geregelt wird.
CH116651D 1924-05-13 1925-05-01 Verfahren zum Betrieb von Grenzdampfkraftanlagen. CH116651A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3226932A (en) * 1960-06-07 1966-01-04 Gilbert Associates Devices for improving operating flexibility of steam-electric generating plants

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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