Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Speisewasserzufuhr bei Zwangsdurehlauf- Dampferzeugern. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und eine Einrichtung zur Regelung der Speisewasserzufuhr bei Zwangsdurchlauf- Dampferzeugern in Abhängigkeit von der Dampfverbrauchsmenge und einer Tempe ratur des Arbeitsmittels.
Das Verfahren be steht darin, dass der Dampfmengenimpuls einem Rückführraum des die Temperatur- cinwirkung auf die Speisewasserventilstel lung übertragenden Regelsystems zugeleitet wird, während bei der erfindungsgemässen Einrichtung Mittel vorgesehen sind, um den Dampfmengenimpuls dem Rüekführraum des die Temperatureinwirkung auf die Speise- wasserventilatellung übertragenden Regel- Systems zuzuleiten.
Die Einrichtung, mittels welcher z. B. ein Verdrängerkolben in einem Rückführraum betätigt wird, um das Ventil für die Speise wasserzufuhr in Abhängigkeit von einer Temperatur des Arbeitsmittels einzustellen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit einem zweiten Verdrängerkolben im Rückführraum, welcher von der Dampfmenge beeinflusst wird, ausgerüstet. Im weiteren ist der Rückführ- raum vorteilhaft von einem federgestützten Gewichtskolben begrenzt, welcher mit einem Regelschieber zusammenwirkt, der vom Temperaturimpuls und über den Gewichts kolben ebenfalls vom Dampfmengenimpuls beeinflusst wird.
Dieser Regelschieber steuert zweckmässig einen Hilfsmotor, der seiner seits die beiden Impulswirkungen auf den Servomotor des Speiseventils überträgt.
Es ist zweckmässig, ein in den Rück führraum der Verdrängerkolben wirkendes Rückschlagventil vorzusehen, das von einem Distanzbolzen, welcher auf einem der Ver- drängerkolben aufgesetzt ist, betätigt wird und einen Minimalinhalt des Rückführ- raumes und damit ein von der Arbeitsmittel- temperatur unabhängiges Minimalverhältnis zwischen Dampfmenge und zugeführter Speisewassermenge gewährleistet. Damit lässt sich das für Kesselanlagen gefährliche Unter- speisen vermeiden. Es lässt sich z.
B. mittel eines unter einer einstellbaren Feder belastung stehenden Regelschiebers die ge wünschte Minimalspeisewasserzufuhr sicher stellen, die in keinem Betriebszustande unter schritten werden darf, um ernste Schäden an Teilen der Kesselanlage auszuschliessen.
Erfahrungsgemäss machen sich Störungen im Betriebsgleichgewicht rasch an der Dampfmengenerzeugung bemerkbar, während Veränderungen der Temperaturen des Ar beitsmittels erst nach einer beraumen Zeit spanne ersichtlich werden. Hauptsächlich bei grösseren Laständerungen kommt somit dem Dampfmengenimpuls die Wirkung einer Voreinstellung zu, während die Berücksich- tigung des Temperaturimpulses die genaue Einhaltung einer wichtigen Betriebsgrösse im Sinne einer Nacheinstellung ermöglicht.
Es ist bei Trommelkesseln bekannt, das Speisewasserventil nach Massgabe der abströ menden Dampfmenge voreinzustellen und den Wasserstandsregler nur noch zur Korrektur dieser Voreinstellung heranzuziehen. In ähnlicher Weise erfolgt bei Zwangsdurch lauf-Dampferzeugern die Voreinstellung des Speisewasserventils in Abhängigkeit der ab strömenden Dampfmenge, während dessen Nacheinstellung in Funktion einer Zwischen temperatur des Arbeitsmittels zur Durch führung gelangt.
Mit der Einriehtung gemäss der Erfindung lässt sich die neue Wirkung erzielen, dass die Grösse des Temperatureinflusses von der jeweiligen Einstellung des Speisewasser reglers abhängig gemacht werden kann, bei spielsweise durch entsprechende Formung der Hubkurve an ler Nockenscheibe, welche den Druckflüssigkeitsregelschieber betätigt. Der betreffende Kurvenverlauf kann bei spielsweise so bestimmt werden, dass bei einer um a C vou der Solltemperatur all weichenden Temperatur des Arbeitsmittels ein Hub des Verdrängerkolbens von z. B. 1 cm zustande kommt.
Bei einer Kessel leistung von 100% hat dieser Kolbenhub eine Ventilstellung zur Folge, welcher 10' der zugeführten Speisewassermenge ent- spricht, während bei einer Kesselleistung von 40% derselbe Kolbenhub nur eine Verände rung der Speisewassermenge von l% bewirkt.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist schema tisch auf beiliegender Zeichnung dargestellt, und das erfindungsgemässe Verfahren ist an Hand derselben beispielsweise erläutert.
An das Rückführgehäuse 1 ist ein oberes und ein unteres Servomotorgehäuse 2 bezw. 3 angeschlossen. Im Rückfuhrgehäuse 1 sind ein oberer und ein unterer Verdränger kolben 4 bezw. 5 angeordnet und jeder mit einer Kolbenstange G bezw. 7 verbunden. Durch die zwischen den Rückführgehäuse 1 und den Servomotorgehäusen 2 bezw. 3 an gebrachten Dichtungsbüchsen 8 münden die Kolbenstangen 6 bezw. 7 in die Servomotor- gehä use 2 bezw. 3 und sind an Differential- zahnholben 9 bezw. 10 befestigt, deren Ver zahnungen 11 in die Zahnräder 12 bezw. 13 eingreifen, auf deren Wellen die Nocken scheiben 14 bezw. 15 angeordnet sind.
Die Nockenscleibc 15 wirkt über eine Zwischen tolle 16 auf den Führungslolben 17, der sich über die Druckfeder 18 auf den Steuer- scllieber 19 abstützt. Der Steuerschieber 19 bewegt sich innerhalb des Schiebergehäuses 20, an welches die Leitungen 21 für die Regelflüssigkeit, 22 für die Zufuhr von Druckflüssigkeit, 23 für deren Ablauf und 24 zur Verbindung nit dem Zylinderraum a0' angeschlossen sind. Die Leitung 21 ist mit den Druchdifferenzempfänger 63 ver bunden, welcher die Danpfmengenimpulse von der in die Dampfleitung 65 eingebauten Messblende 64 erhält.
Die Nockenscheibe 14 drückt auf die Druckrolle 25, welche den Filrungskolben 26 betätigt. Dieser stützt sielt über die Druckfeder 27 sauf clen Ragelflüssigkeits- schieber 28, dea in den Schiebergehäuse 29 gelagert ist. An diesem sind die Leitungen 30 für die Zufuhr von Druckflüssigkeit und il für deren Allauf angescllossen. Die Leitung für die Regelflissigkeit 32 verbin- clet dieteuer.chieber@@'ehänse ?9 und .17, während die Leittin - zu dein druckfeder- belasteten Regelschieber 59 führt.
Dieser be aufschlagt einen Servomotor 60, welcher das in der Speiseleitung 62, 62' eingeschaltete Speiseventil 61 betätigt.
An das Rückführgehäuse 1 ist das Ge häuse 34 angeschlossen, in welchem der Ge wichtskolben 35 auf eine Druckfeder 36 aufgesetzt ist, deren unteres Ende auf dem Federteller 37 aufliegt. Derselbe ist dem in das Schiebergehäuse 38 angeordneten Steuer schieber 39 aufgesetzt. An das Schieber gehäuse 38 sind die Leitungen 40 für die Zufuhr von Druckflüssigkeit. 41 für deren Ablauf, sowie die Leitung 43 angeschlossen. Die Leitung 42 ist mit dem Thermostatregel schieber 43 verbunden, welcher den Tempe raturimpuls des durch die beispielsweise am Eintritt in den Überhitzer gelegene Leituugs- stelle 65' strömenden Arbeitsmittels emp fängt. Die Leitung 44 verbindet die beiden Regelschiebergehäuse 38 und 47.
In letzterem ist der unter handregulierbarem Federdruck stehende Regelschieber 45 angeordnet. An das Schiebergehäuse 47 ist die Leitung 46 zur Zuführung von Druckflüssigkeit und die Verbindungsleitung 75 zum Raum 50 im obern Servomotorgehäuse 2 angeschlossen.
Auf den Verdrängerkolben 5 ist ein Be- grenzunisstift 78 aufgesetzt. Die Kolben stange 6 ist mit einer Längsbohrung 77 ver- schen. welche zu einem Ventil 7 6 führt, das am hohl ausgebildeten Verdrängerkolben 4 angeordnet ist lnd durch den Begrenzungs stift 78 geöffnet wird, sobald sich die Ver drängerkolben 4 und 5 einander auf eine ent sprechende Distanz genähert haben. Der zwi schen den Verdrängerkolben 4 und 5 liegende Rückführraum 58 kommuniziert mit dem unterlalb des Gewichtskolbens 35 vorge sehenen Raum 48. Es besteht ferner eine Verbindung zwischen den über den Ver drängerkolben 4 und dem Gewichtskolben 35 liegenden Räumen 49 bezw. 51.
Der Raum 49 ist überdies durch die Leitung 52, das Flüssigkeitsstandrohr 53 und die Leitung 55 mit dem Raum 54, welcher unter dem Ver drängerkolben 5 liegt, verbunden. Das Flüs- sigleitsstandrohr 53 verbindet das untere Servomotorgehäuse 3 mit dem obern Servo motorgehäuse 2. Am Gehäuse 2 ist die Üherlaufleitung 53' vorgesehen, die das Flüssigkeitsniveau trotz der an den Dich tungsbüchsen 8 auftretenden Sickerverluste konstant hält und einen dem statischen Druck im Flüssigkeitsstandrohr 53 entspre chenden, gleichbleibenden Betriebsdruck in den Räumen 49, 51 und 54 gewährleistet.
Die an den Gewichtskolben 35 angrenzenden Räume 48 und 51 sind über die Leitung 56, in welche zwecks Regelung der Druck ausgleichzeit eine Drosselschraube 57 einge baut ist, miteinander verbunden.
Die Druckräume 66 bezw. 67 der Servo motorgehäuse 2 bezw. 3 sind mit den Druck flüssigkeitsleitungen 68 bezw. 69 verbunden. Ü'her die Leitung 56 ist der Ventilkasten 70 mit dem Raum 48 unter dem Gewichtskolben 35 verbunden. In diesem gasten sind die handbetätigten Ventile 71 bezw. 72 ange ordnet, mittels welcher der Regeleinrichtung über die Leitung 73 Druckflüssigkeit zuge führt bezw. über die Leitung 74 Flüssigkeit abgelassen werden kann, womit eine Hand verstellung des Reglers ermöglicht wird. Die Druclflüssigkeitsleitungen 22, 30, 40, 46, 68, 69 und 7 3 kommunizieren miteinan der und stehen somit alle unter gleichem Druck von z. B. 10 ata, so dass sie zweck mässig von einer gemeinsamen Pumpe be dient werden.
Über die Leitung 42 wird der Regel einrichtung ein von einem in die Arbeits mittelleitung 65 eingeschalteten Thermo staten 43 erzeugter Temperaturimpuls zu geführt. und zwar beispielsweise derart, dass einer Erhöhung bezw. Erniedrigung der Temperatur eine Erhöhung bezw. Erniedri gung des Druckes in der Leitung 42 ent spricht. Der Thermostat 43 befindet sich an der Leitungsstelle 65', welche zweclmässig zwischen dem Ende der Arbeitsmittehim- wandlungszone und dem Beginn der \ber- hitzungszone gelegen ist.
Der Dampf- mengenimpuls wird von einem Druch- C lifferenzempfänger<B>63</B> aufgenommen, -%vel- L 11 cher finit einer beispielsweise am Ausgange eines Dampferzeugers in der Leitung 65 an geordneten Messblende 64 in Verbindung steht. Dieser Impuls wird über die Leitung 21 dem Steuerschiebergehäuse 20 zugeführt, und zwar entspricht zweckmässig einer höheren bezw. niedrigeren Dampfmengenabgabe eine Erhöhung bezw.
Erniedrigung des Regelflüs- sigkeitsdruekes in der Leitung 21.
Die Regeleinrichtung der Speisewasser zufuhr arbeitet wie folgt: Wird nach einer Gleichgewichtsbetriebs phase z. B. die Speisung im Verhältnis zur Feuerleistung zu klein, so wird die Tempe ratur des dampfförmigen Arbeitsmittels all mählich ansteigen. Durch eine entsprechende Reaktion des Thermostaten 43 erhöht sich der Regelflüssigkeitsdruck in der Leitung 42. Der Regelflüssigkeitsschieber 39 verschiebt sich nach aufwärts und stellt innerhalb des Gehäuses 38 eine Verbindung zwischen der Zufuhrleitung 40 für die Druckflüssigkeit und der an das Schiebergehäuse 4 7 ange schlossenen Leitung 44 her.
Die Stellung des Steuerschiebers 45 gibt die Zufuhr zur Lei tung 7 5 frei, so dass aus der Leitung 44 durch die Leitung 75 Druckflüssigkeit in den Raum 50 strömt und den Differentialzahn kolben 9 nach aufwärts drückt, wodurch das Zahnrad 12 und die mit diesem gekuppelte Nockenscheibe 14 eine Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn ausführen. Diese Bewe gung der Nockenscheibe 14 vergrössert die Spannung der Feder 27 und damit die Be lastung des Regelflüssigkeitsschiebers 28.
Der Schieber 28 verschiebt sich nach auf wärts, so dass Druckflüssigkeit aus der Lei tung 30 auf die Innenfläche des Schiebers 28 gelangen kann. Der Druck in der flüssig keitsgefüllten Leitung 33 steigt der neuen Gleichgewichtslage des Schiebers 28 entspre chend an, so dass über einen Steuerschieber 59 mit angeschlossenem Servomotor 60 das Speiseventil 61 stärker geöffnet und die Speisewasserzufuhr zum Kessel über die Leitung 6 2 vermehrt wird.
Die Bewegung des Differentialzahnkol bens 9 nach aufwärts ist ebenfalls vom Ver- drängerkolben 4 ausgeführt worden. Aus dem Raum 48 ist daher Flüssigkeit in den Rück führraum 58 nachgesaugt worden, so dass der Gewichtskolben 35 nach unten gezogen und die Rückführung des Steuerschiebers 39 ent gegen dem in der Leitung 42 herrschenden Druck bewirkt wird, wodurch die Bewegung des Servomotors 9, 11, 14 verlangsamt wird. Die zwischen den Räumen 51 und 48 ent stehende Druckdifferenz wird über die Ver bindungsleitung 56 allmählich ausgeglichen, indem aus dem Raum 51 und aus dem Ven tilkasten 70 Flüssigkeit in den Raum 48 überströmt, wobei die für den Druckaus gleich erforderliche Zeit durch die Vorein stellung der Drosselschraube 5 7 und der Ventile 71' und 7 2 beeinflusst werden kann.
Während dieses Druckausgleichvorganges wird die Speisung weiterhin langsam ver stärkt. Der neue Beharrungszustand ist erreicht, sobald in den beiden durch den Gewichts kolben 35 voneinander getrennten Räumen 48 und 51 der gleiche Druck, nämlich der jenige der Flüssigkeitsstandsäule 53 vor herrscht und der auf dem Steuerschieber 39 aus der Leitung 42 wirkende Regelflüssig keitsdruck eine Kraft erzeugt, welche ent gegengesetzt gleich dem Gewicht des Kol bens 35 ist. Trifft dies zu, so ist die Soll temperatur im Thermostaten 43 und damit im Arbeitsmittel an der betreffenden Stelle erreicht. Bei Abnahme der Thermostattemperatur unter den Sollwert, z.
B. wenn die Speisung im Verhältnis zur Feuerleistung zu gross ist, findet infolge entsprechender Reaktion des Thermostatschiebers 43 in der Leitung 42 eine Druckentlastung statt, so dass die Regel- einriehtung, in umgekehrtem Sinne wirkend, eine Druclverminderung in der Leitung 33 erzeugt, welche die Speisewasserzufuhr ver mindert.
Bei grösseren 1- < isistölien tritt zeitlich vor der -geschilderten Temperaturregelung der Einfluss des veränderten Dampfverbrauches in Wirkung. So bedingt z.
B. ein erhöhter Dainpfverbiauch grössere Dainpfgeschwin- digkeiten in der Dampfleitung 65, was in der am Ende des Dampferzeugers eingeschalteten Dampfmengenmessblende 64 einen grösseren Druckabfall ergibt, so dass vom Druck differenzempfänger 63 mittels eines Druck- fltissigkeitsschiebers eine Druckerhöhung in der Leitung 21 hervorgerufen wird. Dadurch schiebt sieh der Steuerschieber 19 aufwärts und vergrössert - da der Führungskolben 17 vorerst nicht ausweichen kann - die Span nung der Feder 18. Durch die Bewegung des Steuerschiebers 19 wird eine Verbindung zwischen der Leitung 24 und der Ablauf leitung 23 hergestellt, wodurch der über dem Differentialzahnkolben 10 befindliche Zy linderraum 50' druckentlastet wird.
Infolge Druckeinflusses aus der Leitung 69 bewegt sich nun der Zahnkolben 10 und damit gleichfalls der Verdrängerkolben 5 aufwärts, wodurch im Rückführraum 58 zwischen den beiden Verdrängerkolben 4 und 5 und damit im Raum 48 eine Druckerhöhung eintritt, so dass der Gewichtskolben 35 aufwärts ge schoben und die Feder 36 entlastet wird. Infolgedessen steigt der Steuerschieber 39 und stellt die Verbindung zwischen den Lei tungen 40 und 44 her. Durch die Einstellung des Schiebers 45 ist der Übertritt der Druck flüssigkeit aus der Leitung 44 in die Leitung 75 und damit unter den Differentialkolben 9 freigegeben.
Letzterer gleitet nach oben und bewirkt dadurch in gleicher Weise wie bei der vorgeschriebenen Temperaturregelung eine Druckerhöhung in der Leitung 33 und die verlangte Erhöhung in der Speisewasser zufuhr zum Kessel.
Durch die erwähnte Aufwärtsbewegung des Differentialzahnkolbens 10 ist das Zahn rad mit der Nockenscheibe 15 im Gegenuhr zeigersinn gedreht worden, so dass der Steuer schieber 19 eine rückläufige Bewegung aus führt bis in jene Stellung, in welcher dic vom Flüssigkeitsdruck in der Leitung 21 erzeugte Hubkraft am Steuerschieber 19 mit der entgegengesetzt wirkenden Kraft der Feder 18 erneut ins Gleichgewicht gelangt. Die Verbindung der Leitung 24 mit der Ab laufleitung 23 ist in dieser Schieberstellung unterbrochen, so dass der Zahnkolben 10 mit dem Verdrängerkolben 5 in der neuen Stel lung verbleibt.
Der Regelvorgang kommt bei Erreichen der neuen Gleichgewichtslage dadurch zum Stillstand, dass der Verdrängerkolben 4 die Aufwärtsbewegung mitmacht, wodurch eine Druckentlastung im Rückführraum 58 zwi schen den beiden Verdrängerkolben 4 und 5 und damit im Raum 48 stattfindet, so dass der Gewichtskolben 35 unter vermehrter Be lastung der Feder 36 abwärtsgleitet und der Steuerschieber 39 die Verbindung der Lei tungen 40 und 44 unterbricht.
Die Regelung der Speisewassermenge er folgt somit direkt proportional der Dampf verbrauchsmenge. Jeder Druckdifferenz an der Messblende 64 bezw. jeder Druckhöhe in der Leitung 21 entspricht eine bestimmte Stellung des Verdrängerkolbens 5 und bei Einhaltung der Solltemperatur eine be stimmte Stellung des Verdrängerkolbens 4, des Differentialzahnkolbens 9 und der Nockenscheibe 14, welch letztere an der Feder 27 eine bestimmte Stehkraft auf den Schieber 28 ausübt, mit der die vom Druck in der Leitung 33 erzeugte Gegenkraft auf den Schieber 28 im Gleichgewicht ist. Daraus ergibt sich, dass jeder Stellung des Schiebers 28 ein bestimmter Druck in der Leitung 33 zukommt, der seinerseits eine bestimmte Öff nungslage des Speiseventils 61 sichert.
Bei Inbetriebnahne des Kessels muss auch vor Erreichen der Solltemperatur des Dampfes eine Mindestwassermenge einge speist werden. Dabei kann es bei entsprechen der Dampfabgabe vorkommen, dass der Steuerschieber 19 die Abflussleitung 23 öff net. wodurch der Verdrängerkolben 5 in der beschriebenen Weise aufsteigt. Infolge des niedrigen Druckes in der Leitung 42 kann jedoch der Schieber 39 die Abflussleitung 41 noch nicht schliessen, so dass die Leitungen 44 und 7a entlastet sind und der Verdrän- @.;-c@rI:olhen 4 die --\-ufR-ärtsbeweg-ung des Ver- drüngerholbens 3 iiieht mitmacht.
Die beiden Kolben nähern sieh infolgedessen so weit, bis der auf den Kolben 5 aufgesetzte Beuren- zungsstift 78 das Rückschlagventil 7G öff net und so die Verbindung zwischen len Rückfülrraum 58 und dem Druckraum (66 herstellt, so dass Drueliflüssigkeit aus der Leitung f8 in den Rückführraum 58 gelan gen kann. Hierdurch steigt der Kolben 4 an und kann - wie oben beschrieben - auf das Speiseventil 61 einwirken.
Ist der Kolben 4 in seiner untern Lage und damit die Feder 27 entlastet, dann könnte sich der Schieber 28 so weit senken. dass die Abflussleitung 31 geöffnet und der Druck in der Leitung 33 entspannt würde. Die Folge davon wäre, dass das Speiseventil 61 sich schliessen würde. Um dies zu ver hüten, sind die Schieberfebäuse 29 und 47 durch die Leitung 32 verbunden, so dass der Schieber 45 bei Druckabnahme im Schieber gehäuse 29 nach links gleitet. Hierdurch wird der Eintritt von Drucköl aus der Lei tung 46 in die Leitung 75 freigegeben und der Differentialkolben 9 nach oben gedrückt. Durch die Bewegung des Noekens 14 wird die Feder 27 wieder gespannt und der Sclie- ber 28 wieder so weit aufwärts geschoben, dass er die Abflussleitung 31 schliesst.
Method and device for regulating the feed water supply in forced-flow steam generators. The invention relates to a process and a device for controlling the feed water supply in forced flow steam generators as a function of the amount of steam consumed and a temperature of the working medium.
The method consists in that the steam quantity pulse is fed to a return space of the control system that transmits the temperature effect to the feedwater valve position, while in the device according to the invention means are provided to transfer the steam quantity pulse to the return space of the control system transmitting the temperature effect on the feedwater valve position. System.
The device by means of which z. B. a displacement piston is operated in a return space to adjust the valve for the feed water supply depending on a temperature of the working medium, is equipped in a preferred embodiment of the subject matter of the invention with a second displacement piston in the return space, which is influenced by the amount of steam. Furthermore, the return space is advantageously limited by a spring-supported weight piston which interacts with a control slide which is influenced by the temperature pulse and, via the weight piston, also by the steam volume pulse.
This control slide appropriately controls an auxiliary motor, which in turn transmits the two pulse effects to the servomotor of the feed valve.
It is expedient to provide a non-return valve which acts in the return space of the displacement pistons and which is actuated by a spacer bolt which is placed on one of the displacement pistons, and a minimum content of the return space and thus a minimum ratio between The amount of steam and the amount of feed water supplied are guaranteed. This avoids underfeeding, which is dangerous for boiler systems. It can be z.
B. by means of an adjustable spring loaded control slide to ensure the ge desired minimum feed water supply, which must not be undershot in any operating condition, in order to exclude serious damage to parts of the boiler system.
Experience has shown that disturbances in the operational equilibrium quickly become noticeable in the amount of steam generated, while changes in the temperatures of the working medium only become apparent after a long period of time. Mainly in the case of larger load changes, the steam volume pulse has the effect of a presetting, while taking the temperature pulse into account enables an important operating parameter to be precisely maintained in terms of readjustment.
It is known for drum boilers to preset the feedwater valve according to the amount of steam flowing out and to only use the water level controller to correct this preset. In a similar way, with forced flow steam generators, the feedwater valve is preset as a function of the amount of steam flowing out, during which it is readjusted as a function of an intermediate temperature of the working medium.
With the device according to the invention, the new effect can be achieved that the size of the temperature influence can be made dependent on the respective setting of the feedwater regulator, for example by appropriate shaping of the lift curve on ler cam disk which actuates the hydraulic fluid control slide. The curve in question can for example be determined in such a way that at a temperature of the working medium which deviates by a C vou of the setpoint temperature, a stroke of the displacement piston of z. B. 1 cm comes about.
With a boiler output of 100%, this piston stroke results in a valve position which corresponds to 10 'of the feed water quantity supplied, while with a boiler output of 40% the same piston stroke only changes the feed water quantity by 1%.
An example embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing, and the method according to the invention is explained using the same example.
To the feedback housing 1 is an upper and a lower servomotor housing 2 respectively. 3 connected. In the return housing 1, an upper and a lower displacer piston 4 respectively. 5 arranged and each with a piston rod G respectively. 7 connected. By between the feedback housing 1 and the servo motor housing 2 respectively. 3 attached to sealing sleeves 8 open the piston rods 6 respectively. 7 in the servomotor housing 2 respectively. 3 and are on differential gears 9 respectively. 10 attached, whose teeth 11 respectively in the gears 12. 13 intervene, on the shafts of which the cam disks 14 respectively. 15 are arranged.
The cam mechanism 15 acts via an intermediate 16 on the guide piston 17, which is supported on the control mechanism 19 via the compression spring 18. The control slide 19 moves within the slide valve housing 20 to which the lines 21 for the control fluid, 22 for the supply of pressure fluid, 23 for its drainage and 24 for connection to the cylinder chamber a0 'are connected. The line 21 is connected to the differential receiver 63, which receives the steam quantity pulses from the measuring orifice 64 built into the steam line 65.
The cam disk 14 presses on the pressure roller 25, which actuates the filtration piston 26. This is supported by the compression spring 27 on the rag fluid slide 28, which is mounted in the slide valve housing 29. The lines 30 for the supply of pressure fluid and il for its flow are connected to this. The line for the regulating liquid 32 connects theeuer.chieber @@ 'ehanne? 9 and 17, while the manager - leads to your regulating slide 59, which is loaded with compression springs.
This be impacted a servo motor 60 which actuates the feed valve 61 switched on in the feed line 62, 62 '.
To the feedback housing 1, the Ge housing 34 is connected, in which the Ge weight piston 35 is placed on a compression spring 36, the lower end of which rests on the spring plate 37. The same is attached to the slide valve 39 arranged in the slide valve housing 38. On the slide housing 38 are the lines 40 for the supply of pressure fluid. 41 for their expiration, as well as the line 43 connected. The line 42 is connected to the thermostat control slide 43, which catches the temperature pulse of the working medium flowing through the line 65 'located at the inlet to the superheater, for example. The line 44 connects the two control valve housings 38 and 47.
The control slide 45, which is under manually adjustable spring pressure, is arranged in the latter. The line 46 for supplying pressure fluid and the connecting line 75 to the space 50 in the upper servomotor housing 2 are connected to the valve housing 47.
A limiting pin 78 is placed on the displacement piston 5. The piston rod 6 is fused with a longitudinal bore 77. which leads to a valve 7 6, which is arranged on the hollow displacement piston 4 and is opened by the limiting pin 78 as soon as the displacement piston 4 and 5 have approached each other at an appropriate distance. The between tween the displacer 4 and 5 lying return space 58 communicates with the unterlalb of the weight piston 35 provided space 48. There is also a connection between the displacement piston 4 and the weight piston 35 lying spaces 49 respectively. 51.
The space 49 is also through the line 52, the liquid standpipe 53 and the line 55 with the space 54, which is under the Ver displacement piston 5, connected. The liquid guide tube 53 connects the lower servomotor housing 3 with the upper servomotor housing 2. The overflow line 53 'is provided on the housing 2, which keeps the liquid level constant despite the seepage losses occurring at the seal sleeves 8 and corresponds to the static pressure in the liquid standpipe 53 corresponding, constant operating pressure in rooms 49, 51 and 54 is guaranteed.
The spaces 48 and 51 adjoining the weight piston 35 are connected to one another via the line 56, into which a throttle screw 57 is built to regulate the pressure equalization time.
The pressure chambers 66 respectively. 67 of the servo motor housing 2 respectively. 3 are respectively with the pressure fluid lines 68. 69 connected. Via the line 56, the valve box 70 is connected to the space 48 under the weight piston 35. In this guest are the manually operated valves 71 respectively. 72 is arranged, by means of which the control device via line 73 pressure fluid supplied respectively. Liquid can be drained through line 74, which enables manual adjustment of the controller. The pressure fluid lines 22, 30, 40, 46, 68, 69 and 7 3 communicate with one another and are thus all under the same pressure of z. B. 10 ata, so that they are expediently be used by a common pump.
Via line 42, the control device is fed a temperature pulse generated by a thermostats 43 which is switched on in the working medium line 65. for example in such a way that an increase or. Lowering the temperature an increase respectively. Lowering the pressure in line 42 ent speaks. The thermostat 43 is located at the line point 65 ', which is located between the end of the work equipment conversion zone and the beginning of the overheating zone.
The steam quantity pulse is picked up by a differential receiver 63 that is finely connected to a measuring orifice 64, for example at the outlet of a steam generator in the line 65. This pulse is fed to the spool valve housing 20 via the line 21, and that suitably corresponds to a higher respectively. lower steam output an increase respectively.
Reduction of the control fluid pressure in line 21.
The control device of the feed water supply works as follows: If after an equilibrium operating phase z. B. the feed is too small in relation to the fire output, the tempe temperature of the vaporous working medium will rise gradually. A corresponding reaction of the thermostat 43 increases the control fluid pressure in the line 42. The control fluid slide 39 moves upward and within the housing 38 establishes a connection between the supply line 40 for the pressure fluid and the line 44 connected to the slide housing 4 7 .
The position of the control slide 45 releases the supply to the Lei device 7 5, so that pressure fluid flows from the line 44 through the line 75 into the space 50 and pushes the differential tooth piston 9 upwards, whereby the gear 12 and the cam disk coupled to it 14 rotate counterclockwise. This movement of the cam disk 14 increases the tension of the spring 27 and thus the load on the control fluid slide 28.
The slide 28 moves upwards so that pressurized fluid from the line 30 can reach the inner surface of the slide 28. The pressure in the liquid-filled line 33 rises accordingly to the new equilibrium position of the slide 28, so that the feed valve 61 is opened more strongly via a control slide 59 with an attached servomotor 60 and the feed water supply to the boiler via the line 6 2 is increased.
The upward movement of the differential tooth piston 9 has also been carried out by the displacement piston 4. Liquid has therefore been sucked into the return space 58 from the space 48, so that the weight piston 35 is pulled down and the return of the control slide 39 is effected against the pressure prevailing in the line 42, whereby the movement of the servo motor 9, 11, 14 is slowed down. The pressure difference arising between the spaces 51 and 48 is gradually compensated for via the connecting line 56 by fluid overflowing from the space 51 and from the Ven tilkasten 70 into the space 48, the time required for the pressure compensation equal by the pre-setting of the Throttle screw 5 7 and the valves 71 'and 7 2 can be influenced.
During this pressure equalization process, the feed continues to slowly be strengthened. The new steady state is reached as soon as in the two spaces 48 and 51 separated from each other by the weight piston 35 the same pressure, namely that of the liquid level column 53 prevails and the control fluid pressure acting on the control slide 39 from the line 42 generates a force, which ent opposite equal to the weight of the piston 35 is. If this is the case, the target temperature is reached in the thermostat 43 and thus in the working medium at the relevant point. When the thermostat temperature drops below the setpoint, e.g.
B. if the feed is too large in relation to the fire output, as a result of the corresponding reaction of the thermostat slide 43 in the line 42, a pressure relief takes place, so that the control unit, acting in the opposite sense, generates a pressure reduction in the line 33, which the Feed water supply reduced.
In the case of larger 1- <isistölien, the influence of the changed steam consumption takes effect before the temperature control described. So conditioned z.
For example, increased steam consumption also means higher steam speeds in the steam line 65, which results in a greater pressure drop in the steam quantity measuring orifice 64 switched on at the end of the steam generator, so that the pressure differential receiver 63 causes a pressure increase in the line 21 by means of a pressure liquid slide valve. As a result, the control slide 19 pushes upwards and increases - since the guide piston 17 cannot escape for the time being - the tension of the spring 18. The movement of the control slide 19 creates a connection between the line 24 and the drain line 23, whereby the over the Differential tooth piston 10 located Zy cylinder space 50 'is relieved of pressure.
As a result of the influence of pressure from the line 69, the toothed piston 10 and thus also the displacer piston 5 moves upwards, whereby a pressure increase occurs in the return space 58 between the two displacement pistons 4 and 5 and thus in space 48, so that the weight piston 35 pushed upwards and the Spring 36 is relieved. As a result, the spool 39 rises and establishes the connection between the lines 40 and 44. By adjusting the slide 45, the passage of the pressure fluid from the line 44 into the line 75 and thus under the differential piston 9 is released.
The latter slides upwards and thereby causes a pressure increase in line 33 and the required increase in the feed water supply to the boiler in the same way as with the prescribed temperature control.
Through the aforementioned upward movement of the differential toothed piston 10, the gear wheel with the cam disk 15 has been rotated counterclockwise, so that the control slide 19 performs a reverse movement up to the position in which the lifting force generated by the fluid pressure in the line 21 on the control slide 19 comes back into equilibrium with the opposing force of the spring 18. The connection of the line 24 with the discharge line 23 is interrupted in this slide position, so that the toothed piston 10 remains with the displacement piston 5 in the new position.
When the new position of equilibrium is reached, the control process comes to a standstill in that the displacement piston 4 joins the upward movement, whereby a pressure relief in the return space 58 between the two displacement pistons 4 and 5 and thus in space 48 takes place, so that the weight piston 35 is under increased loading the spring 36 slides down and the spool 39, the connection of the lines 40 and 44 interrupts.
The regulation of the amount of feed water is thus directly proportional to the amount of steam consumed. Each pressure difference at the measuring orifice 64 respectively. Each pressure level in the line 21 corresponds to a certain position of the displacer 5 and if the target temperature is maintained, a certain position of the displacer 4, the differential tooth piston 9 and the cam disk 14, which the latter exerts a certain standing force on the slide 28 on the spring 27, with which the counterforce generated by the pressure in the line 33 on the slide 28 is in equilibrium. This means that each position of the slide 28 is subject to a certain pressure in the line 33, which in turn ensures a certain opening position of the feed valve 61.
When the boiler is started up, a minimum amount of water must be fed in before the setpoint temperature of the steam is reached. At the same time as the steam output, the control slide 19 may open the drain line 23. whereby the displacement piston 5 rises in the manner described. Due to the low pressure in the line 42, however, the slide 39 cannot close the discharge line 41, so that the lines 44 and 7a are relieved and the displacement- @.; - c @ rI: olhen 4 die - \ - ufR- Local movement of the Verdüngerholbens 3 he participates.
As a result, the two pistons approach so far that the scouring pin 78 placed on the piston 5 opens the non-return valve 7G and thus establishes the connection between the return chamber 58 and the pressure chamber (66), so that pressurized fluid from the line f8 into the return chamber 58 can succeed. As a result, the piston 4 rises and can - as described above - act on the feed valve 61.
If the piston 4 is in its lower position and thus the spring 27 is relieved, the slide 28 could lower itself so far. that the drain line 31 would open and the pressure in the line 33 would be released. The consequence of this would be that the feed valve 61 would close. In order to prevent this ver, the slide housing 29 and 47 are connected by the line 32 so that the slide 45 slides housing 29 to the left when the pressure decreases in the slide. As a result, the entry of pressure oil from the Lei device 46 is released into the line 75 and the differential piston 9 is pushed upwards. As a result of the movement of the cam 14, the spring 27 is tensioned again and the valve 28 is pushed upward again so far that it closes the drain line 31.