Hochdruckdampferzeuger mit kleinem Flüssigkeitsinhalt. Es ist bekannt, dass Rohrbrüche in Dampferzeugungsanlagen sehr gefährlich sind, besonders in Dainpferzeugungsanlagen, 2D welche mit hohen Drii7eken und hohen Tem peraturen arbeiten.
Zur Verhütung dieser Gefahren wurden auch schon in die Leitun- "en so, <B>a</B> genannte Rohrbruehventile tingebaut, welche, sobald eine zu hohe Strömungsge schwindigkeit des Arbeitsmittels eintrat, durch dieses geschlossen wurden, indem das schnellströmende Arbeitsmittel gewisse Teile der Vorrichtung in ihrer Stellung veränderte.
Diesen haftet aber der Nachteil an, dass sie im Erzeugersystem selbst nicht oder dann nur schwer eingebaut werden können, dass sie oft versagen und hauptsächlich, dass sie durch das rasche Schliessen Druckschwan kungen verursachen und dadurch die noch nicht beschädigte Leitung, auch noch ge- el fährden. Ferner ist bekannt, durch bei Dampf- erzeugung,sanlagen. angeordnete Druckauf- kn nehmervorriclitungen verschiedene,
den Be trieb beeinflussende Vorgänge beispielsweise die Wärmezuführung, die Zuführung von Spei<B>></B> seflüssigkeit oder ähnliche Betriebs- ('rrössen in Abhängigkeit vom Druck des Ar beitsmittels im Dampferzeuger oder in der Dampfleitung zu beeinflussen. Diese Beein flussung erfolgte jedoch in stetiger Weise derart, dass bei Erhöhung des Druckes die Leistung des Erzeugers vermindert und um gekehrt bei Verkleinerung des Druckes die Leistung erhöht -wurde, um die von der An lage verlangte Dampfmenge an die Ver- brauchssiellen leiten zu können.
Das hatte aber den Nachteil, dass im Falle eines Rohr bruches, wobei der Druck in der Anlage sehr stark absinkt, die Wärmezuführung und die Z-üführung von Speiseflüssigkeit auf ein Höchstmass gesteigert wurde und somit der durch den Rohrbruch entstandene Schaden durch die Einstellung des Dampferzeugers auf Höchstleistung erst recht noch vergrössert und die dabei entstehenden Gefahren verviel facht wurden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hoehdruckdampferzeuger mit kleinem Flüssigkeitsinhalt und bezweckt die, besehrie- benen Nachteile zu vermeiden, indem bei eintretenden Rührbrüchen der Austritt von Dampf unterbunden und dadurch eine Ge fährdung vermieden -wird.
Sie besteht darin, dass eine zwischen der Eintrittsstelle der Speiseflüssigkeit in den Dampferzeuger und den dampfverbrauelienden Stellen, im Rohr system angeordnete Druckaufnehmervorrich- tung, die Verdampfungsleistung des Erzeu gers (beispielsweise durch Einwirkung auf den Auslauf von Arbeitsmittel, auf die Be- heizuncy oder auf die Belieferung mit Speise flüssigkeit) vermindert,
wenn derdie Druck- aufnehmervorrichtung beeinflussende Druck durch eine übermässige Geschwindigkeitszu nahme des Arbeitsmittels verändert wird.
Einige Beispiele des Etfindungsgegen- Z,- <B>kn</B> standes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. <B>1</B> einen Dampferzeuger, bei welchem von einer unter dem Einfluss des Druckes in der Verbrauchsleitung stehenden Vorrich tung die Speisepumpe, eine Auslaufvorrich tung und die Feuerungsvorrielltung gesteuert werden.
Das in Fig. <B>22</B> dargestellte Beispiel weist zusätz lich einen Druchregler zwischen der Aus- laufvorrielitung und der Druckaufnehmer- vorrichtung auf;
Fig. #3 zeigt endlich ein Beispiel, in wel chem die zu verstellenden Organe nicht nur in Abhängigkeit von einer Druckaufnehmer- vorrichtung in der Verbrauchsleitung, son dern auch in Abhängigkeit von der Druck- aufnehmervorrichtung im Dampferzeuger verstellt werden.
Die Speisepumpe<B>1</B> fördert die Speise flüssigkeit durch die Speiseleitung 2 in das Rohrsystem<B>Ö</B> des Dampferzeugers, in wel- eliem, dieselbe verdampft, in überhitzten Zu stand übergeführt und alsdann in Dampf form durch die Leitung 4 den nicht darge stellten T'erbrauchsstellen zugeführt wird.
Der Brenner<B>5,</B> welchem durch eine Leitung <B>6</B> irgendein Brennstoff und durch die Lei- t Ung <B>7</B> die Verbrennungsluft zugeführt wird, beheizt das Rohrsystein <B>3.</B> Die dabei ent- stehenden Rauchgase treten durch den Rauchgaskanal <B>8</B> aus dem Brennraum aus.
In der zu den Verbrauchsstellen führen den Leitung 4 ist eine als von einem Servo motor betätigtes Ventil ausgebildete Aus laufvorrichtung<B>10</B> vorgesehen, welche in ge- öffnetein Zustand das durch den Erzeuger weströmte Arbeitsmittel anstatt zu den Ver brauchsstellen in einen Behälter<B>11,</B> der einen geringeren Druck als der Dampf erzeuger, vorteilhafterweise Atmosphären druck aufweist, bezw. ins Freie strömen lässt. Zur Re#,elun#,
der Brennstoffmenge dient eine Drosselvorrichtung 12 und zur Rege lung der Verbrennungsluftmenge eine Dros- selvorriehtung <B>13;</B> beide Drosselvorrich tungen werden<B>je</B> von einem Servomotor<B>1-1</B> bezw. <B>15</B> betätiat. An die Dampfleitung 4 ist weiter eine Druckaufnehmervorrichtung <B>16</B> angeschlossen, welche in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Druck durch Über tragung durch die Leitungen<B>17, 18, 19</B> und 20 Steuerimpulse auf die Auslaufvorrich tung<B>10,</B> auf den Servomotor 14 der Dros- selvorrichtunu 1'-)
in der Brennstoffleitung, auf den Servomotor<B>15</B> der Drosselvorrich tung<B>13</B> in der Leitung für Verbrennungs luft und auf die Speisepumpe<B>1</B> erteilt.
Bei einem Rohrbruch in der Verbrau cherleitung vermindert die in der Leitung 4 angeordnete Druckaufnehmervorriahtung die Verdampfungsleistung des Erzeugers. Der dabei in der Leitung 4 infolge einer über mässigen Geschwindigkeitszunahme der Strö mung des Arbeitsmittels abfallende Druck veranlasst die Druckaufnehmervorrichtung <B>16,</B> durch die Leituiigen <B>17</B> bis 20<B>je</B> einen Im puls auf die Auslaufvorrichtung <B>10,</B> auf die Servomotoren 14 und<B>15</B> und auf die Speise pumpe<B>1</B> zu übertragen.
Diese Regelimpulse verstellen diese Vorrichtung so, dass die Speisepumpe nur noch eine verkleinerte Menge Speiseflüssigkeit oder überhaupt keine Flüssio-keit mehr fördert, dass das Aus lauforgan<B>10</B> geöffnet wird, und dass die Zu führung von Brennstoff und Verbrennungs luft zum Brenner<B>5</B> vermindert oder ganz unterbrochen wird.
Durch diese Verstellung wird die Menge des erzeugten Dampfes ver mindert und zugleich lässt sie den dabei noch entwickelt-en Dampf durch die Auslaufvor richtung<B>10</B> in den Behälter<B>11</B> ausströmen, wo dieser kondensieren kann, so dass der Austritt von hochgespanntem und hochüber hitztem Dampf an der Bruchstelle in der Verbraucherleitung -unterbunden und weitere Beschädigungen und Gefährdungen vermie den werden. Nachdem die Druckverliältnisse in der Leitung 4 wieder auf den normalen Zustand zurückgeführt sind, werden auch die Auslaufvorrichtung<B>10,</B> die Servomotoren 14 und<B>15</B> und die Speisepumpe<B>1</B> wieder in ihre, für den normalen Betrieb notwen digen Lagen zurückverstellt.
Bei dem in Fig. <B>92</B> dargestellten Beispiel ist ausserdem noch zwischen der Druckauf- nehmervorrichtunc <B>16</B> und der Auslaufvor- rielitung <B>10</B> eine aus der Druchaufnehmer- vorrielltung 21 und einem Durchströmorgan 22 bestehende Druckreglervorrichtung an- ,geordnet, welche den Durchflussquerschnitt für den erzeugten Dampf in Abhängigkeit von dem im Dampferzeuger bestehenden Druck derart verstellt,
dass im Dampferzeu ger stets derselbe Druck. eingestellt wird.
Durch die Anordnung einer solchen Druckreglervorrichtung wird der Vorteil er reicht, dass die Sicherheit des Verbrauchs netzes bei Rohrbrüchen noch weiter gesteigert werden kann, indem durch die Druckrealer- vorrichtuno- der Durchflussquerschnit-t für <I>:n</I> den aus dem Dampferzeuger austretenden Dampf bei Drucksenkungen verkleinert wird, während zugleich durch die Druckaufneh- mervorrichtung <B>16</B> die Verdampfungslei-stung des Erzeugers vermindert wird.
Da aber im Dampferzeuger selber, in der Flüssigkeit, wie auch in den Rohrwandungen und den Ummauerungen eine gewisse Wärmemenge aufgespeichert ist, kann natürlich die Lei stungsverminderung nicht plötzlich erreicht werden. Der während dieser Abkühlungs phase noch entstehende Dampf wird aber durch die Druckreglervorrichtung 21, 22 daran verhindert, in zu grosser Menge an die Bruchstellen zu -elanoen.
e<I>2n</I> Die Dampferzeugungsanlage von Fig. <B>3</B> weist ausser den im Dampferzeuger von Fig. 2 schon vorhandenen Druekaufnehmer- vorrichtungen, vor den letzteren angeordnet, noch eine weitere, dritte Druckaufnehmer- vorrichtung <B>2,3</B> auf, welche genau wie die Druckaufnehmervorrichtung <B>16</B> durch die Leitungen 24,<B>225</B> und<B>9-7</B> einen Druckimpuls auf die Auslaufvorrichtung<B>10,</B> auf die Servomotoren 14 und<B>15</B> und auf die Speise pumpe<B>1</B> überträgt.
Diese Druckaufnehmer- vorrichtuno- <B>9-3</B> tritt besonders dann in Täti- keit, wenn ein Rohrbruch im Rohrsystem<B>3</B> des Dampferzeugers oder in der abgehenden Dampfleitung 4 selber auftritt, wobei die Druckaufnelimervorrichtung <B>16</B> zufolge der Zwischenschaltung der Druckreglervorrich- tung <B>21,</B> 22 nicht in Tätigkeit treten wurde. Sobald ein Rohrbruch in dem Rohrsystem<B>3</B> oder in der Leitung 4 eintritt, sinkt der die Druckaufnehmervorrichtung <B>223</B> beeinflus- ,sende Druck.
Diese öffnet dabei die Aus laufvorrichtung<B>10,</B> vermindert die Förder menge der Speisepumpe und drosselt zugleich die Zuführung von Verbrennungsluft und von Brennstoff zum Brenner<B>5.</B> Gegebenen falls kann die Zuführung von Speiseflüssig keit, Brennstoff und Verbrennungsluft voll ständig unterbrochen werden. Die Dampf erzeugung, wird somit vermindert, kann so- Olar vollständi- unterbrochen und weiterer. t' 2n insbesondere durch austretenden Dampf ent stehender Schaden vermieden werden.
Anstatt Drosselvorrichtungen in der Brennstoffleitunc bezw. der Leituno- für 22 21 Verbrennunusluft können auch Auslaufvor- rielitun(ren oder die Fördervorrichtungen selber in Abhängigkeit von der Druckauf- nehmervorrichtung verstellt werden.
An Stelle eines flüssigen, gasförmigen oder staubförmigen Brennsto-ffes kann natürlich auch ein fester Brennstoff in Anwendung bei irgendwelchen Rostfeuerungen verwendet werden. Schliesslich kann auch die Speise pumpe von beliebiger Art sein, beispiels weise eine Kreiselpumpe, Kolbenpumpe usw.. bei welcher die Fördermenge in irgendeiner beliebigen Weise durch den Druckimpuls verändert werden kann. Auch die Druck- aufnehmervorrichtung kann von beliebiger Art sein.
Sie kann beispielsweise von der Differenz der Drücke im Arbeitsmittel an zwei verschiedenen Stellen beeinflusst werden und wird alsdann bei unzulässiger Vergrösse- run der Druckdifferenz die Regelvorrich tungen verstellen. Wenn dieselbe als Pitot- rohr ausgebildet ist, wird sie im Falle der Aufnahme eines zu hohen Druckes die Ver- dampfungsleistung vermindern.
Die von den Druekaufnellmervorrichtungen weiterzulei tenden Impulse können auf beliebigem Weg, beispielsweise auf hydraulischem, mecha nischem oder elektrischem Weg üübertragen werden. Dabei können die einzelnen Regler- vorrichtungen durch Rückführungen mitein ander verbunden sein. Anstatt das durch die Auslaufvorrichtung auslaufende Arbeitsmit tel in einen Behälter zu führen, kann das selbe natürlich auch in irgend-einen Wärme speicher oder gegebenenfalls unmittelbar ins Freie ab-eleitet werden.
tv Die Erfindung hat den Vorteil, dass Ge- 2D fahren, wie sie bei Rohrbrüchen auftreten, vermindert und der Umfan-, des dabei ent- tD stehenden Schadens verkleinert wird.
High pressure steam generator with a small liquid content. It is known that burst pipes in steam generation systems are very dangerous, especially in steam generation systems 2D which work with high pressures and high temperatures.
In order to prevent these dangers, pipe expansion valves have already been built into the lines, which, as soon as the working fluid reached too high a flow rate, were closed by the fast-flowing working fluid in certain parts the device changed in position.
However, these have the disadvantage that they cannot be installed in the generating system itself, or can only be installed with difficulty, that they often fail, and mainly that they cause pressure fluctuations when they close quickly and thus the pipeline which has not yet been damaged is also good endanger. It is also known to use sanlagen when generating steam. arranged pressure transducer devices various,
Processes influencing the operation, for example, influencing the supply of heat, the supply of storage fluid or similar operating variables depending on the pressure of the working fluid in the steam generator or in the steam line. However, this influence occurred in a steady manner in such a way that when the pressure is increased, the output of the generator is reduced and, conversely, when the pressure is reduced, the output is increased in order to be able to direct the amount of steam required by the system to the consumers.
However, this had the disadvantage that in the event of a pipe rupture, with the pressure in the system dropping sharply, the heat supply and the Z-transfer of feed liquid were increased to a maximum and thus the damage caused by the pipe rupture due to the setting of the steam generator and the resulting dangers multiplied.
The present invention relates to high-pressure steam generators with a small liquid content and aims to avoid the disadvantages described by preventing the escape of steam and thereby avoiding a hazard when the stirring occurs.
It consists in the fact that a pressure pick-up device arranged in the pipe system between the point of entry of the feed liquid into the steam generator and the dampfverbrauelienden points, the evaporation capacity of the generator (for example by acting on the outlet of working fluid, on the heating or on the Delivery of liquid) reduced,
if the pressure influencing the pressure sensor device is changed by an excessive increase in the speed of the working medium.
Some examples of the object of the invention are shown schematically in the drawing, namely: FIG. 1 shows a steam generator in which one of the under the influence of pressure The feed pump, an outlet device and the firing supply can be controlled in the supply line.
The example shown in FIG. 22 additionally has a pressure regulator between the discharge supply line and the pressure sensor device;
Finally, FIG. 3 shows an example in which the organs to be adjusted are adjusted not only as a function of a pressure sensor device in the consumption line, but also as a function of the pressure sensor device in the steam generator.
The feed pump <B> 1 </B> conveys the feed liquid through the feed line 2 into the pipe system <B> Ö </B> of the steam generator, in whichever, the same evaporates, transferred to an overheated state and then in vapor form is fed through the line 4 to the T'erbrauchsstellen not shown presented.
The burner <B> 5 </B>, to which any fuel is supplied through a line <B> 6 </B> and the combustion air is supplied through the line <B> 7 </B>, heats the tubular system <B > 3. </B> The resulting flue gases exit the combustion chamber through the flue gas duct <B> 8 </B>.
In the line 4 leading to the consumption points, a valve operated by a servo motor is provided which, in the open state, transfers the working fluid flowing west through the generator into one instead of to the consumption points Container 11 which has a lower pressure than the steam generator, advantageously atmospheric pressure, respectively. lets flow into the open. To Re #, elun #,
A throttle device 12 is used to regulate the amount of fuel and a throttle device <B> 13 </B> to regulate the amount of combustion air; both throttle devices are <B> each </B> by a servomotor <B> 1-1 </B> respectively <B> 15 </B> actuated. A pressure sensor device <B> 16 </B> is also connected to the steam line 4, which, depending on the pressure picked up, transmits control pulses to the discharge device through the lines 17, 18, 19 and 20 <B> 10, </B> on the servomotor 14 of the throttle device 1'-)
in the fuel line, on the servomotor <B> 15 </B> of the throttle device <B> 13 </B> in the line for combustion air and on the feed pump <B> 1 </B>.
In the event of a pipe burst in the consumer line, the pressure transducer arranged in line 4 reduces the evaporation capacity of the generator. The pressure dropping in the line 4 as a result of an excessive increase in the speed of the flow of the working medium causes the pressure pick-up device <B> 16 </B> through the conductors <B> 17 </B> to 20 <B> each > to transmit a pulse to the discharge device <B> 10 </B> to the servo motors 14 and <B> 15 </B> and to the feed pump <B> 1 </B>.
These control pulses adjust this device in such a way that the feed pump only conveys a reduced amount of feed liquid or no liquid at all, that the outlet element <B> 10 </B> is opened and that the supply of fuel and combustion air to burner <B> 5 </B> is reduced or completely interrupted.
This adjustment reduces the amount of steam generated and at the same time allows the steam still developed in the process to flow out through the discharge device <B> 10 </B> into the container <B> 11 </B>, where it condenses can, so that the escape of highly stressed and highly superheated steam at the break point in the consumer line -stopped and further damage and hazards avoided. After the pressure conditions in the line 4 have been returned to the normal state, the discharge device 10, the servomotors 14 and 15 and the feed pump 1 are also switched on > returned to the positions required for normal operation.
In the example shown in FIG. 92, there is also one from the pressure sensor arrangement between the pressure sensor device 16 and the discharge feed line 10 21 and a through-flow device 22 arranged, arranged, which adjusts the flow cross-section for the generated steam depending on the existing pressure in the steam generator,
that the pressure in the steam generator is always the same. is set.
The arrangement of such a pressure regulator device has the advantage that the security of the consumption network can be increased even further in the event of pipe bursts by the flow cross-section for <I>: n </I> from the through the pressure real device Steam exiting the steam generator is reduced when the pressure drops, while at the same time the evaporation capacity of the generator is reduced by the pressure pick-up device <B> 16 </B>.
But since a certain amount of heat is stored in the steam generator itself, in the liquid, as well as in the pipe walls and the walling, the power reduction cannot of course suddenly be achieved. However, the steam that is still produced during this cooling phase is prevented by the pressure regulator device 21, 22 from reaching the break points in excessively large quantities.
e <I> 2n </I> The steam generation system of FIG. 3 has, in addition to the pressure transducer devices already present in the steam generator of FIG. 2, arranged in front of the latter, yet another, third pressure transducer device <B> 2,3 </B>, which just like the pressure transducer device <B> 16 </B> through the lines 24, <B> 225 </B> and <B> 9-7 </B> Pressure pulse on the outlet device <B> 10 </B> on the servomotors 14 and <B> 15 </B> and on the feed pump <B> 1 </B> transmits.
This pressure pick-up device 9-3 comes into action particularly when a pipe break occurs in the pipe system 3 of the steam generator or in the outgoing steam line 4 itself, the pressure pick-up device <B> 16 </B> as a result of the interposition of the pressure regulator device <B> 21, </B> 22 was not activated. As soon as a pipe rupture occurs in the pipe system <B> 3 </B> or in the line 4, the pressure influencing the pressure sensor device <B> 223 </B> drops.
This opens the outlet device <B> 10 </B>, </B> reduces the delivery rate of the feed pump and at the same time throttles the supply of combustion air and fuel to the burner <B> 5. </B> If necessary, the supply of feed liquid can , Fuel and combustion air are completely interrupted. The steam generation is thus reduced, can be interrupted completely and further. In particular, damage caused by escaping steam can be avoided.
Instead of throttle devices in the fuel line BEZW. of the supply air for 22 21 combustion air, discharge devices or the conveying devices themselves can be adjusted depending on the pressure pick-up device.
Instead of a liquid, gaseous or dusty fuel, a solid fuel can of course also be used in any kind of grate furnace. Finally, the feed pump can be of any type, for example a centrifugal pump, piston pump, etc .. in which the flow rate can be changed in any way by the pressure pulse. The pressure sensor device can also be of any type.
It can, for example, be influenced by the difference in the pressures in the working medium at two different points and will then adjust the control devices if the pressure difference is inadmissible. If the same is designed as a pitot tube, it will reduce the evaporation capacity if too high a pressure is absorbed.
The impulses to be passed on from the Druekaufnellmervorrichtungen can be transmitted in any way, for example by hydraulic, mechanical or electrical means. The individual regulator devices can be connected to one another by feedback. Instead of guiding the working fluid running out through the discharge device into a container, it can of course also be diverted into any heat storage device or, if necessary, directly into the open.
The invention has the advantage that dangers 2D, such as occur in the case of pipe bursts, are reduced and the extent of the damage that occurs is reduced.