Anordnung zur Temperaturmessung eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturmessung eines durch eine Rohrleitung an einer Dampfkraftanlage strömenden Mediums mit einer von der Rohrleitung abzweigenden, von einem Teilstrom des Mediums durchströmten und mit einem Temperaturfühler versehenen Messrohrleitung wesentlich kleinerer Querschnittsabmessungen als die Rohrleitung. Bei den bekannten Messanordnungen dieser Art ist für die Temperaturmessung die Wandtemperatur der Messrohrleitung massgebend. Durch diese Anordnung wird das Zeitverhalten der Temperaturmessung verbessert, weil sich die Messrohrleitung plötzlichen Temperaturänderungen des Mediums schneller anpasst als die dickwandige Rohrleitung grossen Durchmessers.
Um einen ausreichenden Durchfluss von Medium durch die Messrohrleitung sicherzustellen, sind bei den bekannten Anordnungen besondere Rohreinbauten vorgesehen, die einen Druckabfall zwischen den Anschlussstellen der Messrohrleitung an der Rohrleitung hervorrufen. Einer weiteren Verbesserung des Zeitverhaltens steht einerseits die Tatsache entgegen, dass es bei in ihrem Querschnitt unveränderlichen Rohreinbauten für den lichten Durchmesser der Messrohrleitung einen optimalen Wert gibt, bei dem der Temperaturfühler am raschesten anspricht, und anderseits die Tatsache, dass bei in ihrem Querschnitt veränderbaren Rohreinbauten der lichte Durchmesser der Messrohrleitung zwar theoretisch beliebig klein gemacht werden könnte, dass hierbei aber durch eine entsprechend grössere Drosselung an den Rohreinbauten ein erheblicher Energieverlust auftritt.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden, indem anstelle des Druckabfalles an besonderen Rohreinbauten derjenige an Heizflächen und/oder Turbinenstufen ausgenutzt wird. Erfindungsgemäss wird daher die Messrohrleitung parallel zu mindestens einer Heizfläche und/oder Turbinenstufe geschaltet. Bei dieser Gestaltung lässt sich die Wanddicke der Messrohrleitung wesentlich kleiner als bei den bekannten Anordnungen machen und trotzdem ein ausreichender Strom in der Messrohrleitung erreichen, weil deren Mündungsstelle dem erforderlichen Druckunterschied entsprechend weit von ihrer Abzweigstelle entfernt gelegt werden kann.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, welches verschiedene Möglichkeiten für die Anordnung des Temperaturfühlers illustriert,
Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsformen von Temperaturfühlern.
Gemäss Fig. 1 besteht eine Dampfkraftanlage im wesentlichen aus einem Economiser 1, einem Verdampfer 2, einem ersten Überhitzer 4, einem zweiten Überhitzer 5, einer aus Hochdruckteil 6 und Mittelund Niederdruckteil 8 bestehenden Turbinenanlage und einem Zwischenüberhitzer 7. Der Zwischenüberhitzer 7 ist über Leitungen 29 und 30 zwischen die Teile 6 und 8 der Turbinenanlage geschaltet. Der Economiser 1 ist mit dem Verdampfer 2 über eine Leitung 25 verbunden, der Verdampfer 2 mit dem ersten Überhitzer 4 über eine Leitung 26, der erste Überhitzer 4 mit dem zweiten Überhitzer 5 über eine Leitung 27 und der zweite Überhitzer 5 mit dem Hochdruckteil 6 über eine Leitung 28. Am Austritt aus dem Niederdruckteil der Turbinenanlage, die einen elektrischen Generator 21 antreibt, ist ein Kondensator 9 angeschlossen.
In einer vom Kondensator 9 zu einem Speisegefäss 13 führenden Leitung 22 sind eine Kondensatpumpe 10 und zwei Kondensatvorwärmer 11 und 12 vorgesehen, die über Leitungen 19 und 20 mit dem Teil 8 der Turbinenanlage verbunden sind und somit durch Turbinenanzapfdampf beheizt werden. Speisegefäss 13 und Economiser 1 sind durch eine Leitung 23 verbunden, in der eine Speisepumpe 14 und zwei Speisewasservorwärmer 15 und 16 angeordnet sind. Der Speisewasservorwärmer 15 wird über eine Leitung 18 mit Anzapfdampf aus dem Teil 8 der Turbinenanlage beheizt. Zwischen Verdampfer 2 und erstem Überhitzer 4 ist in die Leitung 26 ein Wasserabscheider 3 eingeschaltet, dessen Wasserabführleitung 17 zum Speisewasservorwärmer 16 führt, so dass dieser durch das im Abscheider 3 abgetrennte, heisse Wasser beheizt wird.
Eine erste Temperaturmessanordnung T1 zweigt von der Leitung 26 zwischen Verdampfer 2 und Wasserabscheider 3 ab und mündet in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen hinter dem ersten Überhitzer 4 in die Leitung 27, wo ein niedrigerer Druck herrscht als an der Abzweigstelle in der Leitung 26.
Eine zweite Temperaturmessanordnung T2 ist parallel zum zweiten Überhitzer 5 geschaltet. Eine dritte Temperaturmessanordnung T3 ist parallel zum Hochdruckteil 6 der Turbinenanlage geschaltet, indem sie von der Leitung 28 abzweigt und in die Leitung 29 vor dem Zwischenüberhitzer 7 einmündet. Eine vierte Temperaturmessanordnung T4 ist parallel zu einer Stufe des Niederdruckteiles 8 der Turbine geschaltet. Anstatt in die Leitung 18 könnte die Messanordnung T4 auch in die Leitung 19 oder 20 einmünden. Eine Temperaturmessanordnung T5 schliesslich zweigt von der Leitung 28 ab und mündet in die Kondensatleitung 22.
Die Messanordnungen T1 bis T5 als solche sind gleich aufgebaut. Im folgenden sei anhand der Fig. 2 die Messanordnung T1 der Fig. 1 betrachtet. Gemäss Fig. 2 besteht die Messanordnung aus einer Messrohrleitung 31, die von der Leitung 26 abzweigt und deren Querschnittsabmessungen, also lichter Durchmesser und Wanddicke, wesentlich kleiner sind als die entsprechenden Querschnittsabmessungen der Leitung 26. Kurz hinter der Abzweigstelle der Messrohrleitung 31 ist an dieser Leitung in an sich bekannter Weise ein Temperaturfühler 32 angebracht, der die Wandtemperatur der Messrohrleitung 31 überwacht, indem die Längenänderung eines bestimmten Abschnittes der Messrohrleitung mit der im wesentlichen konstant bleibenden Länge eines Vergleichs stabes 32' verglichen wird, der z. B. aus Invar besteht. Die Messrohrleitung 31 mündet in die Rohrleitung 27.
Zwischen den Rohrleitungen 26 und 27, die in Richtung des Pfeiles 36 von dem Hauptstrom des Mediums durchströmt werden, ist gemäss Fig. 1 der Wasserabscheider 3 und der erste Überhitzer 4 eingeschaltet, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind. Zwischen der Abzweigstelle und der Mündungsstelle der Messrohrleitung 31 besteht also ein wesentlicher Druckunterschied, demzufolge stets ein ausreichender, kräftiger Arbeitsmittelteilstrom durch die Messrohrleitung 31 fliesst.
Die Wandtemperatur der Messrohrleitung 31 passt sich dementsprechend wegen ihrer kleineren Querschnittsabmessungen sehr schnell den Temperatur änderungen des durchströmenden Arbeitsmittels an.
Die Messrohrleitung 31 wird zweckmässig auf kürzestem Wege von der Abzweigstelle zur Mündun.gs- stelle geführt; sie folgt also nicht dem übrigen Verlauf der Rohrleitung zwischen diesen beiden Stellen.
Um etwaige Unterschiede des Abstandes Abzweigstelle-Mündungsstelle und der Länge der Messrohrleitung auszugleichen, ist in dieser ein Metallbalg 33 vorgesehen.
Anstelle eines Metallbalges kann die Messrohrleitung 31 eine Dehnungsschleife 34 aufweisen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Gemäss dieser Figur ist als temperaturempfindliches Organ ein Thermoelement 35 an der Messrohrleitung 31 angebracht.