Eine mehrstufige Kreiselpumpe aufweisende Speisevorrichtung für Dampferzeuger. Die Erfindung bezieht sich auf eine eine mehrstufige Kreiselpumpe aufweisende Speisevorrichtung für Dampferzeuger, in denen die Zustandsäude@rung des Arbeits mittels während der Zwangsströmung durch ein Rohrsystem erfolgt, und besteht darin, dass nicht nur die Änderung der Menge des Ai@beitsinittels durch Verändern eines Durch- flirssduerscbnittes in der Zufuhrleitung der als Kreiselpumpe ausgebildeten -Speisepumpe erfolgt,
sondern da.ss auch eine selbsttätig wirkende Regelvorrichtung vorhanden ist, welche in Abhängigkeit von der in der ersten Stufe der Kreiselpumpe erfolgenden Druck- erhö hung des Arbeitsmittels die Drehzahl der Pumpe beeinflusst.
An der Regelvorrichtung in der Zufuhr leitung zur .Speisepumpe kann .dadurch ein unveränderliches Druckgefälle eingehalten werden, dass der an den einstellbaren Quer schnitt, anschliessende Teil der Zufuhrleitung mit einem Raum in Verbindung steht, der über dem Spiegel der Speiseflüssigkeit ge legen ist. Ferner kann die in Abhängigkeit von der Druckerhöhung in der ersten Stufe wirkende Regelvorrichtung die Drehzahl -der Pumpe :
so einstellen, dass ,das erste Rad der Kreiselpumpe mindestens zum Teil voll läuft.
Mit der Erfindung kann erreicht werden, dass unter Vermeidung von Kavitations- erscheinungen nie Regelung,der ,Speis-epumpe unabhängig sowohl von der Pumpencharakte ristik als auch von den sich verändernden Druckverhältnissen im Rohrsystem durch geführt werden kann. Dabei ergibt sich noch ein weiterer -Vorteil, dass insbesondere bei beringen Verdampfungsmengen ein erheb licher Teil von Speisepumpenarbeit ein gespart werden kann.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dar gestellt.
Fig. 1. zeigt das,Sch.ema der Anlage und Fig.2 die Charakteristik der in Fig.l dargestellten Kreiselpumpe.
Dem Dampferzeuger A wird die Speise- flüssigkeit aus dem Speisebehälter B durch die als mehrstufige Kreiselpumpe ausgebil- dete Speisepumpe D zugeführt. Die Speise flüssigkeit gelangt dabei über ein Regel organ K in ein Entdampfungsgefäss C, aus dem Entdampfungsgefäss durch eine Zufiih- rungsleitung in die Speisepumpe und dann durch die Speiseleitung in den Dampf erzeuger.
Die Zuführungsleitung derSpeise pumpe muss einen genügenden Querschnitt aufweisen, so dass die volle Flüssigkeitsmenge unter dem Einfluss ihrer Schwere nach der Pumpe strömt. Die Flüssigkeitssäule soll dabei abgebrochen bleiben, da.s heisst die Rohrleitung zwischen dem Regelorgan K und der Speisepumpe darf nicht restlos mit Nasser gefüllt sein; es soll vielmehr das Wasser in einem losen Strahl durch .einen mit Dampf angefüllten Raum fallen.
Das Entdampfungsgefä.ss steht über eine Leitung 0 mit dem Raum P des Speise behälters in Verbindung, in welchem der Dampfdruck über der zum Regelorgan strö menden Flüssigkeit lastet. Dadurch wird vor dem Regelorgan K ein um die Flüssigkeits- höhe h höherer Druck als der hinter dem Regelorgan K herrschende Druck - der gleich gross ist wie der Dampfdriieli: im Raum P des Speisebehälters - eingehalten.
Bei genauer Einhaltung des Flüssigkeits spiegels im Speisebehälter bleibt damit dieser Druckunterschied unveränderlich.
Die dem Dampferzeuger zugeführte Speisemenge wird in Abhängigkeit von der Temperatur des durch die Leitung. Q zu den nicht gezeichneten Verbrauchsstellen strö menden Dampfes so geregelt, dass die Tem peraturveränderung so gering als möglich bleibt. Der Impulsgeber J beeinflusst den Servomotor H1, der dann seinerseits das Ventil des Regelorganes h verstellt.
Weiter ist ein Impulsgeber L angeordnet, der in Abhängigkeit von .der durch das erste Stufenrad der Kreiselpumpe D erzeugten Druckerhöhung über den Servomotor H= das Ventil F der die Kreiselpumpe antreibenden Turbine E beeinflusst. Die Beeinflussung er folgt so, dass bei ,der eingestellten Drehzahl der Pumpe das erste Rad mindestens zum Teil mit Flüssigkeit angefüllt läuft.
Die Druclzverhältni.sse, welche für die be- schizebene Anlage massgebend sind, la.ss#m sieh in Fig. 2 erkennen. Auf der Ordinate ist der Druck p, auf der Abszisse die Speise menge 0Q a.ufgetra,gen. Die horizontale Ge rade pi stellt .den unveränderlich einzuhalten- den Dampfdruck am Austritt aus dem Dampferzeuger dar.
Bei Änderung,der Ver- da.mpfungsmenge verläuft der Speisedruck am Eintritt in den Dampferzeuger gemäss der Kurve pg. Die Druckcharakteristik der Pumpe würde aber bei voll-er Drehzahl ge mäss der Kurve pr verlaufen.
Es wäre dem nach für den Betriebszustand mit der Speise menge Q1 bei voller Drehzahl :der Pumpe der Drucküberschuss von p,;,.-prl durch eine Drosselvorrichtung in der Speiseleitung zu vernichten, um die 111=enbe Q1 einhalten zu können.
Die Stufendrücke in der Pumpe bei Annahme einer Kreiselpumpe mit acht Stufen - würden sich gemäss den auf der rechten Seite der Ordinatenlinieeingetra- genen Teilstrecken 1 bis 8 einstellen.
Der Speisepumpe wird jedoch nur die für den Punkt Q1 entsprechende Menge Flüs sigkeit zugeführt und in der Speiseleitung die Strömung nicht mehr gedrosselt. Das würde zur Folge haben, dass die Hähenla ge der einzelnen Stufendrücke um .den Betra;, p"-p" abfallen würde. Dabei würden die ersten zwei Räder nicht mehr voll laufen, erst das dritte Rad würde nur noch in seinem äussern Kranz voll sein.
Dabei entständen aber in den ersten beiden Rädern Kavita- tionsersoheinungen, weil die Flüssigkeit keine kontinuierliche .Strömung mehr bilden würde, sondern nur noch einzelne Flüssigkeitsteile durch die Räder gesehlagen würden. Der Unterschied der Drücke am Eintritt und am Austritt der Räder wäre ungefähr Null oder würde höchstens auf einen verschwindenden Betrag ansteigen.
Um Kavitationserscheinungen nun zu ver hüten, wird im Sinn der Erfindung in Ab hängibkeit von der im ersten Stufenrad nahezu -auf den Betrag Null abgesunkenen Druckerhöhung die Drehzahl der Pumpe der art vermindert, dass jeder einzelne Stufen- druck so klein wird,<B>dass</B> :
die Summe .der Stufendrücke nur noch etwas mehr beträgt als der Druck p51. Dadurch wird erreicht, dass das zweite und dritte Rad vollständig voll laufen und im ersten Rad noch ein be- trä-chtlicher Kranz auch voll läuft. Es kön nen damit nicht mehr .einzelne Flüssigkeits teile vom Eintritt zum Austritt durch die Rädergeschlagen werden, Kavitation erschei- nungen werden verhindert, und Leistungs verluste - die durch ,die schraffierte Fläche in der Fig. ? dargestellt sind - treten nicht mehr ein.
Die Pumpe läuft dann .gemäss der neuen, abgesenkten Charakteristik p',.
Die Speiseflüssigkeit kann entweder aus einem Druckbehälter entnommen werden. wobei die Flüssigkeit dann unter Dampf druck steht. Sie könnte aber auch einem drucklosen Behälter entnommen werden, da bei steht die Flüssigkeit unter atmosphä- rieschem Druck bezw. dem Druck der Brüden- dämpfe, der dann zum Ausgleich des Druckes hinter dem Regelorgan herangezogen wird.
Die Art des Röhrendampferzeugers hat für die Erfindung keine Bedeutung. Das Rohrsystem kann beispielsweise auch aus mehreren parallelen Rohrsträngen bestehen. Dabei können die einzelnen Stränge in ein zelne Strecken aufgeteilt werden, die ge gebenenfalls durch Sammelgefässe zum Aus- 0 <B>g</B> e ich der Drücke verbunden sein können.
In das Rohrsystem können auch Flüssigkeits- abscheider bezw. Trommeln eingeschaltet < :ein. Die Regelung der Speisemenge kann in Abhängigkeit vom Druck oder von einer an dern Betriebsgrösse des Dampferzeugers er folgen. Der Antrieb der Speisepumpe kann auch durch einen Elektromotor oder durch andere Maschinen erfolgen.
A multi-stage centrifugal pump for the steam generator. The invention relates to a multistage centrifugal pump having feed device for steam generators, in which the state change of the work takes place during the forced flow through a pipe system, and consists in that not only the change in the amount of Ai @ work means by changing a through - Flirssduerscbnittes takes place in the feed line of the centrifugal feed pump,
but there is also an automatically acting control device which influences the speed of the pump as a function of the pressure increase of the working medium occurring in the first stage of the centrifugal pump.
At the control device in the supply line to the .feed pump, an unchangeable pressure gradient can be maintained that the part of the supply line adjoining the adjustable cross-section is connected to a space above the level of the feed liquid. Furthermore, the regulating device, which acts as a function of the pressure increase in the first stage, can control the speed of the pump:
Adjust so that the first wheel of the centrifugal pump is at least partially full.
With the invention it can be achieved that, while avoiding cavitation phenomena, regulation of the feed pump can never be carried out independently of both the pump characteristics and the changing pressure conditions in the pipe system. This results in a further advantage that a considerable amount of the feed pump work can be saved, especially in the case of large amounts of evaporation.
An example of the subject matter of the invention is shown in simplified form on the drawing.
Fig. 1 shows the Sch.ema of the system and Fig. 2 shows the characteristics of the centrifugal pump shown in Fig.l.
The feed liquid is fed to the steam generator A from the feed container B by the feed pump D designed as a multistage centrifugal pump. The feed liquid passes through a control element K into an evaporation vessel C, from the evaporation vessel through a feed line into the feed pump and then through the feed line into the steam generator.
The feed line of the feed pump must have a sufficient cross-section so that the full amount of liquid flows to the pump under the influence of its weight. The liquid column should remain broken, i.e. the pipeline between the control element K and the feed pump must not be completely filled with water; Rather, the water should fall in a loose stream through a room filled with steam.
The Entdampfungsgefä.ss is connected via a line 0 with the space P of the food container in connection, in which the vapor pressure is over the liquid flowing to the control element. As a result, in front of the control element K, a pressure which is higher by the liquid height h than the pressure prevailing behind the control element K - which is the same as the steam pressure in the space P of the feed container - is maintained.
If the liquid level in the feed container is strictly observed, this pressure difference remains unchanged.
The amount of feed supplied to the steam generator is dependent on the temperature of the through the pipe. Q to the non-illustrated points of consumption of flowing steam are regulated in such a way that the temperature change remains as small as possible. The pulse generator J influences the servomotor H1, which in turn adjusts the valve of the control element h.
In addition, a pulse generator L is arranged which, as a function of the pressure increase generated by the first step wheel of the centrifugal pump D, influences the valve F of the turbine E driving the centrifugal pump via the servomotor H =. It is influenced in such a way that at the set speed of the pump, the first wheel runs at least partially filled with liquid.
The pressure conditions, which are decisive for the plant on the plain, can be seen in FIG. The pressure p is plotted on the ordinate and the feed quantity 0Q is plotted on the abscissa. The horizontal straight line pi represents the unchangeable steam pressure to be maintained at the outlet from the steam generator.
If there is a change in the steam volume, the feed pressure at the inlet to the steam generator runs according to curve pg. The pressure characteristic of the pump would, however, run according to the curve pr at full speed.
For the operating state with the feed quantity Q1 at full speed, it would be necessary to destroy the excess pressure of p,;, .- prl of the pump by means of a throttle device in the feed line in order to be able to comply with the 111 value of Q1.
The stage pressures in the pump, assuming a centrifugal pump with eight stages, would be set according to the sections 1 to 8 entered on the right-hand side of the ordinate line.
However, only the amount of liquid corresponding to point Q1 is fed to the feed pump and the flow in the feed line is no longer throttled. The consequence would be that the height of the individual stage pressures would drop by .the amount, p "-p". The first two wheels would no longer run full, only the third wheel would only be full in its outer rim.
In the process, however, cavitation pools would arise in the first two wheels because the liquid would no longer form a continuous flow, but only individual parts of the liquid would flow through the wheels. The difference in the pressures at the inlet and the outlet of the wheels would be approximately zero or would at most increase to a negligible amount.
In order to prevent cavitation phenomena, the speed of the pump is reduced in the sense of the invention as a function of the pressure increase in the first step wheel, which has fallen almost to zero, that each individual step pressure is so small that </B>:
the sum of the stage pressures is only slightly more than the pressure p51. This ensures that the second and third wheels run completely full and a considerable ring also runs full in the first wheel. Individual liquid parts can no longer be knocked through the wheels from inlet to outlet, cavitation phenomena are prevented, and power losses - those caused by the hatched area in the figure? are shown - no longer occur.
The pump then runs according to the new, lowered characteristic p ',.
The feed liquid can either be taken from a pressure vessel. the liquid then being under vapor pressure. But it could also be taken from a pressureless container, since the liquid is under atmospheric pressure or the pressure of the vapor, which is then used to equalize the pressure behind the control unit.
The type of tube steam generator is of no importance for the invention. The pipe system can for example also consist of several parallel pipe strings. The individual strands can be divided into individual sections which, if necessary, can be connected by collecting vessels to discharge the pressures.
Liquid separators can also be installed in the pipe system. Drums on <: on. The amount of feed can be regulated depending on the pressure or on one of the other operating variables of the steam generator. The feed pump can also be driven by an electric motor or other machines.