DE1225666B - Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlauf-dampferzeugers und Zwangdurchlaufdampf-erzeuger zum Durchfuehren des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTTVSV PATENTAMT Int. α.:

F22c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 13g-9

Nummer: 1225 666

Aktenzeichen: S69156Ia/13g

Anmeldetag: 28. Juni 1960

Auslegetag: 29. September 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlaufdampferzeugers mit mindestens zwei vom Arbeitsmittel parallel durchströmten und vom Kesseleintritt bis zum Kesselaustritt für sich geführten Rohrsystemen, von denen jedes mindestens zwei vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmte Heizflächen enthält, die jede aus mehreren vom Arbeitsmittel parallel durchströmten Rohren besteht, wobei die in jedes Rohrsystem einzuspeisende Arbeitsmittelmenge in Abhängigkeit von der auf die ersten Heizflächen des Rohrsystems einfallenden Wärme eingestellt wird.

Bei diesem bekannten Verfahren, das bei großen Dampferzeugern mit der erwähnten Aufteilung in Rohrsysteme üblich ist, werden die Rohrsysteme immer von verschieden großen Arbeitsmittelmengen durchströmt, weil die Lage des Feuers in der Brennkammer nie symmetrisch und damit auch der'Wärmeeinfall auf jede in der Brennkammer angeordnete Heizfläche nie gleich ist. Im Rauchgaszug des Dampferzeugers ist der Wärmeeinfall weniger ungleich als in der Brennkammer, und die dadurch bedingten Temperaturunterschiede des Dampfes werden durch die üblicherweise vorhandene Wassereinspritzung ausgeglichen. Die eingespritzten Wassermengen rufen thermodynamische Verluste hervor, die hier bei den großen Dampferzeugern wegen der großen Wassermengen recht erheblich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren für große Zwangdurchlaufdampferzeuger mit der erwähnten Unterteilung in Rohrsysteme zu schaffen, bei dem die Einspritzmengen und damit die thermodynamischen Verluste auf einfache Weise klein gehalten werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchflußmengen der einzelnen Rohrsysteme mindestens einmal vor der letzten Heizfläche derart aneinander angeglichen werden, daß die Unterschiede in den Durchflußmengen zwischen den einzelnen Rohrsystemen zwar verkleinert, aber nicht völlig aufgehoben werden, so daß das Rohrsystem mit der größten Durchflußmenge auch nach dem Angleichen die größte Durchflußmenge, das Rohrsystem mit der zweitgrößten Durchflußmenge auch nach dem Angleichen die zweitgrößte Durchflußmenge usw., jeweils im Vergleich zu den übrigen Rohrsystemen, aufweist.

Das neue Verfahren hat gegenüber dem bekannten wesentliche Vorteile. Es können die in den einzelnen Rohrsystemen strömenden Arbeitsmittelmengen hinter der Angleichstelle leicht dem Wärmeeinfall im Rauchgaszug angepaßt werden, so daß hier die Tem-

Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlaufdampferzeugers und Zwangdurchlaufdampferzeuger zum Durchführen des Verfahrens

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Paul Profos, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 21. Juni 1960 (7052)

peraturunterschiede des Dampfes klein bleiben. Außerdem werden die den einzelnen Rohrsystemen zuzuführenden Einspritzmengen vergleichmäßigt, so daß die mit der Einspritzung verbundenen thermodynamischen Verluste klein bleiben und der Regelbereich der Einspritzventile kleiner sein kann als sonst. Diese Ventile und damit weitere Teile der Einspritzeinrichtung werden dadurch billiger.

Es ist bei kleineren Zwangdurchlaufkesseln bekannt, ein Rohrsystem vorzusehen, das aus zwei hintereinandergeschalteten Heizflächen besteht, deren jede mehrere parallelgeschaltete Rohre enthält. Der Dampferzeuger wird so betrieben, daß die Arbeitsmittelzufuhr in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsmittels im Austrittsammler der zuerst durchströmten Heizfläche eingestellt wird und in jedes Rohr der nachgeschalteten Heizfläche Wasser zur Temperaturregelung des aus den Rohren austretenden Dampfes eingespritzt wird. Etwaige Unterschiede der Durchflußmengen in den einzelnen Rohren der zuerst durchströmten Heizfläche werden in deren Austrittsammler ausgeglichen. Ein Anpassen der Durchflußmengen in den einzelnen Rohren der nachgeschalteten Heizfläche an den Wärmeeinfall auf die Rohre dieser Heizfläche findet nicht statt.

Ein Zwangdurchlaufdampferzeuger zum Durchführen des neuen Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Rohrsystem

609 668/95

ι 225 efee

mindestens einmal so viele Ausgleichsleitungen wie Arbeitsmittel durchströmte Rohre an der Angleichstelle vorhanden sind, abzweigen und zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt führen und in jeder dieser Ausgleichsleitungen ein Drosselorgan angeordnet ist. ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in. der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher "beschrieben. Die Zeichnung zeigt in scüematischer Darstellung einen Zwangdurchlaufdampferzeuger mit vier Rohrsystemen.

Gemäß der Zeichnung teilt sich eine Speiseleitung 1, in der eine Speisepumpe 2 angeordnet ist, in vier Leitungen 3, 3', 3" und 3'", in denen mehrere vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmte Heizflächen angeordnet sind. Jede der Leitungen 3,3', 3" und 3"' mit den zugehörigen Heizflächen bildet ein Rohrsystem, und die Rohrsysteme sind hinsichtlich der Heizflächenanordnung unter sich gleich aufgebaut. An jede der vier Leitungen 3, 3', 3" und 3'" ist ein Ekonomiser 4₃ 4', 4" bzw. 4'" angeschlossen, der aus mehreren vom Arbeitsmittel parallel durchströmten Rohren aufgebaut ist. Von jedem Ekonomiser führt eine Leitung 5,5', 5" bzw. 5"' nach einem Verdampfer 6, 6', 6" bzw. 6"'. Jeder Verdampfer ist -wie die Ekonomiser aus vom Arbeitsmittel parallel durchströmten Rohren aufgebaut. Jeder Verdampfer ist über eine Leitung 7, 7', 7" bzw. 7'" mit einem Vorüberhitzer 8, 8', 8" bzw. 8'" verbunden, an den sich unter Zwischenschaltung einer Leitung 9, 9', 9" bzw. 9'" ein Endüberhitzer 1Ό, 10', 10" bzw. 10'" anschließt. In Strömungsrichtung des Arbeitsmittels Mnter jedem Endüberhitzer sind die vier Rohrsysteme in einer Leitung 11 zusammengefaßt, die zu einem nicht dargestellten Dampfverbraucher führt, z. B. zu einer Turbine.

Am Ende jedes Verdampfers 6,6', 6" ttnd 6"' ist ein Temperaturmeßgerät 12,12', 12" und 12'" angeordnet, das einen Signalgeber aufweist und über eine Signalleitung 13, 13', 13" bzw. 13'" mit einem Regler 14,14', 14" bzw. 14'" in Verbindung steht; die Regier haben beispielsweise PID->{Proportionalintegral-"Drfferent(ial-)Charakter. Der Ausgang jedes Regieis ist über eine Sigmalleitang 15,15', 15" bzw. IS"' mit einem Mengenemstellorgan 16, 16', 16" bzw. 16'" -Vterbumden, das 3n der Leitung 3,3', 3" bzw. 3"' vor dem Ekonomiser'eingebaut ist. Die jedem Ekojaomiser und jedem Verdampfer zuströmende AÄeitsjÄehfflEHge wird also durch das Mengeneinsteil- ©rganM, 16', 16" rand 1'6'" in Abhängigkeit von der Temperate am Verdampfeaaustritt beeirtflußt.

Himfer jedem EndüfeerMtzerlO, W₃1Θ" uad Üö*" •ist am Tempsratuimeßargan 17,17', 17" bzw. 17'" ■nÄ Signalgeber angeschlossen, ider über dine Signal-•leitung M, 18', I¹S" fazw.. M"' mit einem Regler 19, 19'-, 19" bzw.. 19"' "Verfeiinden ist; die Regler !besitzen lbeispiefeweise iPlD-OhariaictEr. i)©r Ausgang jedes •dieser Regfer ist iübear eine Signafeitemg 20,20', W' ibzw, 20"'mteiffiemMBiigeneinstelil:argan21,21'',21" fozw. M"' veüburadBn, das in siner Eikspritzleitmng .22,22', E2" !bzw.. 2"" .-angeordnet ist. Die Eins,piritefleitung M ran die Leitung:©, i>',3" umd Ψ" zwiachen V'orüberJiitzer und ßmdüberihitzer angeschlossen mtnd fü'hrt flüssiges AinbeitsrÄtel zur TfenrperateTrsgeluiig des Dampfes iheran. Die Einspjditzmemge -mrd °mm Einstdllorgan 21,21', 21" rbzw.. 21'" m Ä-bJbiängigkeit ^©n -der wssm ungehörigen Meßorgan gemessenen Ifemperatuc bEEämilußt.

In bezug auf die Rauchgasseite der Heizflächen sei angenommen, daß die Ekonomiser 4, 4', 4" und 4"' im letzten Teil des Rauchgaszuges angeordnet sind, die Verdampfer 6, 6', 6" und 6'" im Strahlungsteil der Feuerung und die Vorüberhitzer 8, 8', 8" und 8"' und die Endüberhitzer 10,10', 10" und 10'" im Übergang von Strahlungsteil zum Rauchgaszug bzw. in diesem vor dem Ekonomiser. Zwischen Strahlungsteil und Rauchgaszug oder Berührungsteil zweigt dann von jeder Leitung 7; T, 7" und 7'" eine Ausgleichsleitung 23, 23', 23" bzw. 23'" ab, die zu einem sie untereinander verbindenden Punkt 24 — sozusagen einem Sternpunkt — führen und die jede ein von Hand verstellbares Drosselorgan 25, 25', 25" bzw. 25'" enthalten. Der Sternpunkt kann z. B. wie ein Sammler ausgebildet sein. Mit der Anordnung dieser Ansgleichsleitungen ist es möglich., Uuterschiede der aus den Verdampfern austretenden Arbeitsmittelmengen, z. B. infolge schiefer Feuerlage, ungleichmäßiger Verschmutzung der Heizflächen od. dgl. iiervorgerufen, vor dem Eintritt in die Vorüberhitzer S, 8', 8", 8'" zu verkleinern, so daß die durch die Überhitzer strömenden Mengen den hier jeweils herrschenden Wänneiibergangsyerhältnisseii

as besser angepaßt sind, als dies ohne Aüisgleiclisleitungen der FaIi wäre. Betragen beispielsweise die aus den Verdampfern 6, 6', 6" und 16'" austretenden Dampfmengen 1,2, 1, 0,9 bzw. 0,8 Einheiten, so lassen sich durch entsprechendes Verstellen der Drosselorgane 25, 25', 25" und 25'" und damit der Durchflußwiderstände in den Rolirsystemea die MengenunterseMede so verkleinern, daß ia die Vorüberhitzer .8, S', 8" und 8'" die Mengen 1,1, 1, 0,95 bzw, 0,9 Einheiten eintreten, .Je mehr die Dxosselorgane geöffnet werden, desto mehr -verkleinern sich die Unterschiede der Arbeitsmiiielmengem in dem Rohtsystemen hinter den Ausgfeichsleitungem.

Nach einer Affifübrungsforjn der Erfindung sind die Überhitzerheizfiäc'hen jedes Rohtsyslems in drei worn Arbeitsmittel nacheiaaoder diürchsinömie Abschnitte !unterteilt, wobei jeweils der erste Überhitzerafoschmitt im Berührmagsteil, der zweite ÜberMizerabschnitt im Strahhangsteil sind der dritte Üfoerhitzerabschnitt im Berührmagsteil angeordnet ist Vor jedem .drifttem ÜbeifeLtzerabsehnitt ist wüe beim vorigem Beispiel eine Einspritzvorrichtung zjar Da«pftemperafarajegeknag -vorgesehen. Bei dieser Heiz-

ilih

leitungssysteme vorzusehen, «id zwar ein erstes Amsgleidhsleitoagssystem wie toed <äem wrigeja Beispiel ziaskdheii iden Verdampfern rad den erstesta iüfoer-Mtzsrabsehnittei eraä tan zweites Äusgleiefesleitrags-Sf,stern zwischen den zweiten ÜbßÄiteerafrsch;niiiiem smä (den EtepritzMtuagen der stritten ÜbejMtzejrabsßhnitte, 'wobei die Drosselorgan© des ersten Av$- ■gleichsferfciongss'ystems stäiker gedrosselt sind als die fiüosselorgane ;des ;zweiteai Amsgleichslßltengssystejas..

J3>ie iDmosaelorgane 25,25'^, 25" 'Bad .25'" sind aaaeh

einer anderen A»sfühfliUBgsio.rm der ErfkidHUg ge-.mdnsam belätigbar, indem z.B. die den 35iFO.ss.el-•guersckaitt'venstellea.den 'Teile am einem gemeiasaiiaen -Gestämge angesohlfflasen sintd, an dem die V<erstell·- kraft angreift.

Ie Kahman dex ibeaehriebenen EaaSndiiMig müssen die iRiexhrsysteme nicht ^von 'ejser geoaejosainen -Speisepwnpe aHek gespeist werden, ssndern fis -körnten aiiiÄmiehTme-S-p.edseipumpeja^v0rges©Jb.eii>sei]a, -beispielsweise Kr jedes -ßiokcsystem eine jPaiBpe oder

für je zwei Rohrsysteme eine Pumpe, wobei zweckmäßig die Rohrsysteme untereinander durch absperrbare, vor den Einstellorganen 16,16', 16" und 16'" angeordnete Leitungen verbunden sind, damit bei Ausfall einer Pumpe die zu dieser gehörenden Rohrsysteme von den übrigen Pumpen mitgespeist werden können.

Für die Erfindung ist es nicht notwendig, daß alle Rohrsysteme innerhalb einer Brennkammer mit zugehörigem Rauchgaszug angeordnet sind, sondern es ist auch möglich, die Rohrsysteme auf zwei Brennkammern und Rauchgaszüge zu verteilen, wobei die Beheizung der beiden Brennkammern getrennt voneinander erfolgen kann.

Claims (4)

15 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines Zwangdurchlaufdampferzeugers mit mindestens zwei vom Arbeitsmittel parallel durchströmten und vom Kesseleintritt bis zum Kesselaustritt für sich geführten Rohrsystemen, von denen jedes mindestens zwei vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmte Heizflächen enthält, die jede aus mehreren vom Arbeitsmittel parallel durchströmten Rohren besteht, wobei die in jedes Rohrsystem einzuspeisende Arbeitsmittelmenge in Abhängigkeit von der auf die ersten Heizflächen des Rohrsystems einfallenden Wärme eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch- flußmengen der einzelnen Rohrsysteme mindestens einmal vor der letzten Heizfläche derart aneinander angeglichen werden, daß die Unterschiede in den Durchflußmengen zwischen den einzelnen Rohrsystemen zwar verkleinert, aber nicht völlig aufgehoben werden, so daß das Rohrsystem mit der größten Durchflußmenge auch nach dem Angleichen die größte Durchflußmenge, das Rohrsystem mit der zweitgrößten Durchflußmenge auch nach dem Angleichen die zweit* größte Durchflußmenge usw., jeweils im Vergleich zu den übrigen Rohrsystemen, aufweist.

2. Zwangdurchlaufdampferzeuger zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Rohrsystem mindestens einmal so viele Ausgleichsleitungen (23, 23', 23", 23'"), wie vom Arbeitsmittel durchströmte Rohre (7, T, 7", T") an der Angleichstelle vorhanden sind, abzweigen und zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt (24) führen und in jeder dieser Ausgleichsleitungen ein Drosselorgan (25, 25', 25", 25'") angeordnet ist.

3. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Rohrsystem eine Ausgleichsleitung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Heizflächen (6, 8; 6', 8' usw.) abzweigt.

4. Zwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselorgane in den Ausgleichsleitungen gemeinsam betätigbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 154 292.

Hierzu 1 Elatt Zeichnungen

609 668/95 9.66 © Bundesdruckerei Berlin