DE1184775B

DE1184775B - Method for influencing the feed water volume of a once-through steam generator

Info

Publication number: DE1184775B
Application number: DES63313A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Profos
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1959-05-27
Filing date: 1959-06-04
Publication date: 1965-01-07

Description

Verfahren zum Beeinflussen der Speisewassermenge eines Zwangdurchlaufdampferzeugers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beeinflussen der Speisewassermenge eines Zwangdurchlaufdampferzeugers mit zwischen Verdampferheizfläche und überhitzerheizfläche angeordnetem Flüssigkeitsabscheider, wobei die Menge des zugeführten Speisewassers in Abhängigkeit von der am Ende der Verdarnpferheizfläche gemessenen Temperatur eingestellt, das Verhältnis der Abschlämmenge aus dem Flüssigkeitsabscheider zu der Menge des mindestens einen Teil des Dampferzeugers durchströmenden Arbeitsmittels gebildet, der Verhältniswert zeitlich geglättet und der so geglättete Verhältniswert dem Temperaturmeßwert überlagert wird, nach Patent 1 160 863.Method for influencing the amount of feed water in a once-through steam generator The invention relates to a method for influencing the amount of feed water of a once-through steam generator with between the evaporator heating surface and the superheater heating surface arranged liquid separator, the amount of feed water supplied depending on the temperature measured at the end of the evaporator heating surface set, the ratio of the blowdown volume from the liquid separator to the amount of the working medium flowing through at least part of the steam generator formed, the ratio value smoothed over time and the ratio value smoothed in this way is superimposed on the measured temperature value, according to patent 1 160 863.

Nach dem Hauptpatent wird die Abschlämmenge gemessen, indem die an einer in die Abschlämmleitung eingebauten Meßblende auftretende Druckdifferenz mittels eines Druckdifferenzempfängers ermittelt und daraus über eine Kurvenscheibe ein der Abschlämmenge entsprechender Impuls gebildet wird, der dann mit dem anderen Mengenimpuls zum Bilden des Verhältniswertes in Beziehung gebracht wird. Das Bestimmen der Abschlämmenge aus der Druckdifferenz und das Festlegen des Kurvenverlaufes der Kurvenscheibe sind mit umständlichen Berechnungen verbunden.According to the main patent, the blowdown rate is measured by the a measuring orifice built into the blowdown line by means of a pressure difference of a pressure differential receiver is determined and from this a cam disc The impulse corresponding to the blow-down volume is formed, which is then combined with the other Quantity pulse is related to forming the ratio value. Determining the blowdown volume from the pressure difference and the definition of the curve of the Cam disks are associated with cumbersome calculations.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Abschlämmenge in an sich bekannter Weise eine zwischen Niveaumessung und Stellgröße der Niveauregelung des Flüssigkeitsabscheiders entnommene Größe verwendet wird.The inventive method is characterized in that as Blow-down amount in a manner known per se between level measurement and manipulated variable the size taken from the level control of the liquid separator is used.

Hierdurch wird das Verfahren nach dem Hauptpatent wesentlich vereinfacht, indem nicht mehr die Abschlämmenge gemessen wird, sondern dafür eine ohnehin vorhandene, für die Abschlämmenge repräsentative Größe benutzt wird. Eine solche Größe ist z. B. der von dem auf das Flüssigkeitsniveau im Abscheider ansprechenden Geber abgegebene Impuls. Es kommt aber auch der Hub des Abschlämmventils als Ersatz für die Abschlämmmengenmessung in Betracht. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist auch vorteilhaft, daß die Anlage zum Durchführen des Verfahrens einfacher in ihrem Aufbau wird.This considerably simplifies the process according to the main patent, by no longer measuring the blowdown amount, but instead an already existing one, a representative size for the blowdown volume is used. Such a size is e.g. B. the dispensed from the responsive to the liquid level in the separator transmitter Pulse. But there is also the stroke of the blow-down valve as a substitute for the blow-down quantity measurement into consideration. It is also advantageous for the method according to the invention that the plant to carry out the method becomes simpler in its structure.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung in der folgenden Beschreibung erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Dampferzeugungsanlage, die nach dem Zwangdurchlaufprinzip betrieben wird. Mit 1 ist eine Speisepumpe bezeichnet, mit 2 ein Druckdifferenzregelventil, mit 3 ein Speiseventil, mit 4 ein Ekonomiser, mit 5 ein Verdampferteil, mit 6 ein Abscheider, mit 7 eine Meßblende, mit 8 ein Überhitzerteil und mit 40 eine die eben aufgezählten Teile miteinander verbindende Leitung, durch die das Arbeitsmittel in Pfeilrichtung strömt. Die Leitung 40 führt, in Strömungsrichtung gesehen, hinter dem Überhitzerteil8 zu nicht dargestellten Dampfverbrauchern, z.-B. einer Turbine, die einen elektrischen Generator antreibt. Am Ende des Verdampferteiles 5 ist eine Temperaturmeßvorrichtung 9 vorgesehen, die z. B. als Multithermostat ausgebildet ist. Von der Temperaturmeßvorrichtung 9 führt eine Impulsleitung 41 zu einem Regler 10, der Proportinal-und Integralcharakter hat und der über eine Impulsleitung 42 mit dem Stellorgan 19 des Speiseventils 3 verbunden ist.An embodiment of the invention is explained with reference to the drawing in the following description. The drawing shows a schematic representation of a steam generation system that is operated according to the forced flow principle. With 1 a feed pump is designated, with 2 a pressure differential control valve, with 3 a feed valve, with 4 an economizer, with 5 an evaporator part, with 6 a separator, with 7 a measuring orifice, with 8 a superheater part and with 40 one of the parts just listed together connecting line through which the working fluid flows in the direction of the arrow. The line 40 leads, viewed in the direction of flow, behind the superheater part 8 to steam consumers (not shown), e.g. a turbine that drives an electrical generator. At the end of the evaporator part 5, a temperature measuring device 9 is provided which, for. B. is designed as a multi-thermostat. An impulse line 41 leads from the temperature measuring device 9 to a controller 10, which has proportional and integral character and which is connected to the control element 19 of the feed valve 3 via an impulse line 42.

In Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen vor und hinter dem Speiseventil 3 sind Meßleitungen eines Druckdifferenzmeßgerätes 20 angeschlossen, von dem eine Impulsleitung 25 zu einem Regler 21 mit Proportional- und Integralcharakter führt. Dieser Regler 21 ist über eine Leitung 26 mit dem Stehorgan des Druckdifferenzregelventils 2 verbunden, das somit über den Regler 21 stets so verstellt wird, daß der Druckabfall im Speiseventil 3 konstant bleibt. Mit dem Druckdifferenzregelventil2 ist ein dessen Ventilhub abgreifendes Organ 22 verbunden, von dem eine Impulsleitung zu einem Regler 23 mit Proportionalcharakter führt. Dieser Regler 23 wiederum ist mit einem Motor 24 der Speisepumpe 1 verbunden. Die Anordnung des Organs 22 und des Reglers 23 hat den Zweck, daß bei, geringen Speisewassermengen nicht mehr das Druckdifferenzregelventil2 verändert wird, sondern die Fördermenge der Pumpe 1 verringert wird, um keine unnötigen Drosselverluste in dem Ventil 2 hervorzurufen.In the direction of flow of the working medium, upstream and downstream of the feed valve 3, measuring lines of a differential pressure measuring device 20 are connected, from which a pulse line 25 leads to a controller 21 with proportional and integral character. This regulator 21 is connected via a line 26 to the standing member of the pressure differential control valve 2, which is thus always adjusted via the regulator 21 so that the pressure drop in the feed valve 3 remains constant. With the pressure difference control valve 2 a valve lift tapping member 22 is connected, from which a pulse line leads to a controller 23 with proportional character. This controller 23 is in turn connected to a motor 24 of the feed pump 1. The arrangement of the element 22 and the regulator 23 has the purpose that, in the case of small feed water quantities, the pressure differential control valve 2 is no longer changed, but the delivery rate of the pump 1 is reduced so as not to cause unnecessary throttling losses in the valve 2.

An dem Abscheider 6 ist ein auf das Flüssigkeitsniveau ansprechender Geber 11 angebracht, von dem eine Impulsleitung zu einem Regler 12 mit Proportionalcharakter führt. Der Regler 12 ist über ein Stellorgan mit einem Ventil 13 verbunden, das in einer die im Abscheider 6 angesammelte Flüssigkeit abführenden Leitung 43 angeordnet ist.On the separator 6 a responsive to the liquid level sensor 11 is attached, from which a pulse line leads to a controller 12 with proportional character. The regulator 12 is connected via an actuator to a valve 13 , which is arranged in a line 43 discharging the liquid that has accumulated in the separator 6.

Mit der Meßblende 7 ist ein Druckdifferenzmeßgerät 14 verbunden, das Impulse über eine Leitung 44 auf einen Funktionsumformer 15 gibt. Der Funktionsumformer ist derart ausgebildet, daß er den Druckdifferenzimpuls vom Meßgerät 14 radiziert, so daß ein der Dampfmenge entsprechender Mengenimpuls entsteht, der dann nach einer bestimmten Funktion so umgewandelt und einem Integrationsorgan 16 zugeführt wird, daß er als Sollwert für die durch das Ventil 13 abgeführte Flüssigkeitsmenge dient. Das Integrationsorgan 16 ist zu diesem Zweck über eine Impulsleitung 45 mit dem das Ventil 13 beeinflussenden Proportionalregler 12 verbunden. Das Verhältnis von abgeführter Flüssigkeitsmenge zur Dampfmenge kann eine beliebige Funktion der Last sein, es braucht also nicht über den ganzen Lastbereich konstant zu sein. Eine Impulsleitung 46 führt von dem Integrationsorgan 16 zu dem Sollwerteingang 47 des Reglers 10 in dem das Speiseventil 3 beeinflussenden Temperaturregelkreis. Von dem Druckdifferenzmeßgerät 14 führt eine Leitung 48 über ein Radizierorgan 17 zu einem Proportionalregler 18, von dem eine Impulsleitung 49 zu dem Stellorgan 19 des Speiseventils 3 führt.A differential pressure measuring device 14 is connected to the measuring orifice 7 and sends pulses to a function converter 15 via a line 44. The function converter is designed in such a way that it square root the pressure differential pulse from the measuring device 14, so that a quantity pulse corresponding to the amount of steam is produced, which is then converted according to a specific function and fed to an integration element 16 so that it serves as a setpoint for the value discharged through the valve 13 Amount of liquid is used. For this purpose, the integration element 16 is connected to the proportional controller 12 influencing the valve 13 via an impulse line 45. The ratio of the amount of liquid removed to the amount of steam can be any function of the load, so it does not need to be constant over the entire load range. A pulse line 46 leads from the integration element 16 to the setpoint input 47 of the controller 10 in the temperature control loop influencing the feed valve 3. A line 48 leads from the differential pressure measuring device 14 via a square root element 17 to a proportional controller 18, from which an impulse line 49 leads to the control element 19 of the feed valve 3 .

Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Das Arbeitsmittel wird mittels der Speisepumpe 1 durch das Druckdifferenzregelventil2 und das Speiseventil 3 dem Ekonomiser 4 und dem Verdampferteil 5 zugeführt, wo das Arbeitsmittel vorgewärmt bzw. zu seinem größten Teil verdampft wird. Das so entstandene Gemisch aus Dampf und flüssigem Arbeitsmittel gelangt in den Abscheider 6, in dem sich die unverdampfte Flüssigkeit vom Dampf trennt, der dann über die Meßblende 7 nach dem überhitzerteil8 strömt und von dort nach den nichtgezeichneten Verbrauchsstellen. Bei konstanter Last wird die Anlage auf Grund der Temperaturmessungen des Meßgerätes 9 über den Regler 10 und das Speiseventil 3 geregelt. Der durch die Leitung 47 in den Regler 10 eingegebene Temperatursollwertimpuls wird dabei von dem in der Leitung 46 wirkenden, die Dampffeuchtigkeit abbildenden Impuls beeinflußt, der aus dem Verhältnis zwischen aus dem Abscheider 6 abgeführter Flüssigkeitsmenge und der in den überhitzerteil8 strömenden Dampfmenge gebildet wird und bei konstanter Last im wesentlichen konstant bleibt. Bei größer werdender Last des Dampferzeugers wird auch der Druck vor dem Abscheider größer, womit sich im Verdampferteil eine höhere Sattdampftemperatur einstellt. Die Folge davon ist, daß mehr unverdampfte Flüssigkeit als vorher aus dem Verdampferteil 5 austritt und in den Abscheider 6 gelangt. Dementsprechend wird durch die Niveauregelung eine größere Flüssigkeitsmenge über die Leitung 43 aus dem Abscheider 6 herausgeführt, und das Verhältnis aus dieser Menge zu der Dampfmenge wird kleiner. Entsprechend diesem veränderten Verhältnis wird von dem Integrationsorgan 16 über die Leitung 46 und den Sollwerteingang 47 der Temperatursollwert im Regler 10 so lange erhöht, bis der neuen Last die richtige Temperatur am Ende des Verdampferteiles 5 entspricht. Da infolge des Integralcharakters des Organs 16 die Anpassung der Solltemperatur in Abhängigkeit von der Dampffeuchtigkeit allmählich vor sich geht, und diese Schaltung bei plötzlichen Laständerungen nicht schnell genug nachkommen würde, wird an dem Druckdifferenzmeßgerät 14 über die Leitung 48 ein Vorimpuls abgenommen, der über den Proportionalregler 18 und die Leitung 49 durch Summierung mit dem Ausgangsimpuls des Reglers 10 sofort auf das Speiseventil 3 einwirkt.The system described works as follows: The working medium is fed by means of the feed pump 1 through the pressure differential control valve 2 and the feed valve 3 to the economizer 4 and the evaporator part 5, where the working medium is preheated or, for the most part, evaporated. The resulting mixture of steam and liquid working medium reaches the separator 6, in which the non-evaporated liquid is separated from the steam, which then flows over the measuring orifice 7 to the superheater part8 and from there to the consumption points not shown. With a constant load, the system is controlled on the basis of the temperature measurements of the measuring device 9 via the controller 10 and the feed valve 3. The temperature setpoint pulse entered into the controller 10 through the line 47 is influenced by the pulse that acts in the line 46 and depicts the steam moisture, which is formed from the ratio between the amount of liquid discharged from the separator 6 and the amount of steam flowing into the superheater part8 and at a constant Load remains essentially constant. As the load on the steam generator increases, so does the pressure upstream of the separator, which results in a higher saturated steam temperature in the evaporator section. The consequence of this is that more unevaporated liquid emerges from the evaporator part 5 than before and reaches the separator 6. Correspondingly, by means of the level control, a larger amount of liquid is led out of the separator 6 via the line 43, and the ratio of this amount to the amount of steam becomes smaller. In accordance with this changed ratio, the integration element 16 increases the temperature setpoint in the controller 10 via the line 46 and the setpoint input 47 until the correct temperature at the end of the evaporator part 5 corresponds to the new load. Since, as a result of the integral character of the organ 16, the adjustment of the setpoint temperature as a function of the steam moisture takes place gradually, and this switching would not respond quickly enough in the event of sudden load changes, a pre-pulse is taken from the pressure differential measuring device 14 via the line 48, which via the proportional controller 18 and the line 49 acts immediately on the feed valve 3 by summing with the output pulse of the controller 10.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dem Regler 10 außer der Sollwertverstellung durch einen die Dampffeuchtigkeit abbildenden Impuls eine lastabhängige Sollwertverstellung aufgeschaltet, die in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 30 angedeutet ist und die ähnlich wie der zuvor beschriebene Vorimpuls sofort wirkt.In another embodiment of the invention, in addition to the setpoint adjustment by a pulse representing the steam moisture, a load-dependent setpoint adjustment is switched on to the controller 10 , which is indicated in the drawing by the reference numeral 30 and which acts immediately similar to the pre-pulse described above.

Für die Abnahme des Temperaturregelimpulses ist eine Stelle maßgebend, an der die Temperatur ein Maß für die pro Mengeneinheit Wasser aufgenommene Wärme ist. Das Temperaturmeßgerät braucht dementsprechend also nicht am Ende des Verdampferteiles vorgesehen zu sein, sondern kann auch an einer Nebenheizfläche oder einem Überhitzer sitzen, die bzw. der in einem gleichartigen Temperaturbereich des Dampferzeugers liegt wie der Verdampferteil und somit in der gleichen Weise wie dieser auf eine Feueränderung anspricht.For the decrease of the temperature control pulse, one point is decisive, where the temperature is a measure of the heat absorbed per unit of quantity of water is. Accordingly, the temperature measuring device does not need to be at the end of the evaporator part to be provided, but can also be on an auxiliary heating surface or a superheater sit in a similar temperature range of the steam generator lies like the evaporator part and thus in the same way as this on one Fire change responds.

Claims

Claim: Method for influencing the amount of feed water of a once-through steam generator with a liquid separator arranged between the evaporator heating surface and superheater heating surface, the amount of feed water being set as a function of the temperature measured at the end of the evaporator heating surface, the ratio of the amount of blowdown from the liquid separator to the amount of at least part of the The working medium flowing through the steam generator is formed, the ratio value is smoothed over time and the ratio value smoothed in this way is superimposed on the measured temperature value, according to patent 1160 863, characterized in that a quantity taken from the level control of the liquid separator between level measurement and standing quantity is used as the blow-off quantity in a manner known per se . Publications considered: German Auslegeschrift No. 1023 046.