DE1551043B2

DE1551043B2 - Zwanglaufdampferzeuger

Info

Publication number: DE1551043B2
Application number: DE1551043A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Zuerich Evers (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-01-04
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR1549143A; GB1207366A; ES348735A1; NL6701180A; DE1551043C3; DE1551043A1; US3452722A; BE708791A; SE324162B; CH467973A

Description

9 ist ein Flüssigkeitsabscheider 8 eingeschaltet, dessen Flüssigkeitsabführleitung 17 zu einem Wärmeübertrager 16 führt, der in einer den Economiser 6 und den Verdampfer 7 verbindenden Leitung 18 angeordnet ist. Vom Wärmeübertrager 16 führt die Leitung 17 in den Speisewasserbehälter 1. In der Leitung 18 zwischen dem Wärmeübertrager 16 und dem Verdampfer 7 ist eine Temperaturmeßvorrichtung 25 vorgesehen, die über eine Signalleitung 26 mit einem

gleich aufgebaut wie derjenige nach Fig. 1, weshalb übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Ein Unterschied besteht darin, daß gemäß F i g. 2 in der Flüssigkeitsabführleitung 17 5 kein Ventil 15 und kein Wärmeübertrager 16 vorgesehen sind. Statt dessen weist die Flüssigkeitsabführleitung 17 eine Umwälzvorrichtung 34 auf, und sie mündet bei 33 in die Leitung 18, so daß mit der Wärmeübertragung von der abgeführten Flüssigkeit

Signalwandler 27 verbunden ist, der mit einem Ventil io auf das zum Verdampfer 7 strömende Arbeitsmittel 15 in der Flüssigkeitsabführleitung 17 zusammen- eine Mischung der beiden Ströme eintritt. Ausserdem

wirkt das Ausgangssignal des Signalwandlers 27 auf das Ventil 32 in der Brennstoffzuführleitung 30, und zwar in dem Sinne, daß bei einer plötzlichen Erhö-

wirkt.

Der Überhitzer 9 ist mit einer Kraftmaschine 10
verbunden, die einen Generator 19 antreibt. Der
Austritt aus der Kraftmaschine 10 führt in einen 15 hung der Temperatur des zum Verdampfer 7 strö-Kondensator 11, der über eine Kondensatpumpe 12 menden Arbeitsmittels, was ein sprungförmiges Ein- und zwei dampfbeheizte Vorwärmer 13 mit dem gangssignal in der Signalleitung 26 hervorruft, eine Speisewasserbehälter 1 in Verbindung steht. Zwi- vorübergehende Vergrößerung der Brennstoffzufuhr sehen dem Abscheider 8 und dem Überhitzer 9 ist verursacht wird. Durch diese vorübergehende Vereine Dampfmengenmeßvorrichtung 20 vorgesehen, 20 größerung der Brennstoffzufuhr wird mehr Wasser die über einen Regler 22 und eine Signalleitung 28 verdampft und damit die im Abscheider 8 abgeschieauf das Mengeneinstellorgan 3 für das Speisewasser dene und über die Leitung 17 umgewälzte Flüssigeinwirkt. Außerdem wirkt auf das Einstellorgan 3 keitsmenge verkleinert, so daß dann an der Mischnoch das Flüssigkeitsniveau im Abscheider 8, das stelle 33 weniger Wärme an das zum Verdampfer 7 mittels einer Niveaumeß vorrichtung 21 gemessen 25 strömende Arbeitsmittel abgegeben wird.

Wie sich beim erfindungsgemäßen Dampferzeuger das Übertragungsverhalten verbessert, ist in F i g. 3 veranschaulicht. Beim Diagramm nach F i g. 3 ist

über der Zeit eine sprunghafte Lasterhöhung

und über einen Regler 23 auf die Signalleitung 28 geschaltet ist.

Im Normalbetrieb des Dampferzeugers wird Speisewasser aus dem Behälter 1 mittels der Speisewasserpumpe 2 entnommen und über die Leitung 14 30
dem Economiser 6 zugeführt, von dem aus es über aufgetragen. Bei einem Dampferzeuger, der keine die Leitung 18 in den Verdampfer 7 gelangt. Das aus Temperaturmeßvorrichtung 25 mit Signalwandler 27 dem Verdampfer 7 austretende Dampf-Wasser-Ge- aufweist, ändert sich als Folge der sprunghaften Lastmisch trennt sich im Abscheider 8 in Wasser und erhöhung der aus dem Abscheider 8 austretende Dampf, der dann in den Überhitzer 9 weiterströmt 35 _Dampfstrom AD _{ß def Kuryefl χ Q} und von dort zur Kraftmaschine 10 gelangt. Der in ^c D ° . ° der Kraftmaschine 10 entspannte Dampf wird im satz dazu ändert sich der Dampfstrom beim erfin-Kondensator 11 niedergeschlagen und das Kondensat dungsgemäßen Dampferzeuger, d. h. mit der Tempemittels der Kondensatpumpe 12 in den Speisewasser- raturmeßvorrichtung 25 und dem Signalwandler 27, behälter 1 zurückgeführt. Die dem Economiser 6 zu- 40 entsprechend der Kurve b. Aus dem Vergleich der geführte Speisewassermenge wird in Abhängigkeit beiden Kurven α und b ist zu erkennen, daß bei dem der von der Mengenmeßvorrichtung 20 gemessenen Verhalten entsprechend der Kurve α Schwingungen Dampfmenge und in Abhängigkeit der von der Ni- in den aus Verdampfer, Abscheider und Wärmeüberveaumeßvorrichtung 21 gemessenen Flüssigkeitshöhe trager bestehenden Kreis hineingebracht werden, im Abscheider 8 eingestellt, und zwar so, daß diese 45 während beim erfindungsgemäßen Dampferzeuger Höhe sich möglichst wenig ändert, also möglichst entsprechend der Kurve b ein stabiles Übertragungskonstant bleibt. Die im Abscheider 8 abgeschiedene verhalten gewährleistet ist.

Flüssigkeit wird über die Leitung 17 in den Speise- Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 kann derart

Wasserbehälter 1 abgeführt, wobei in der abgeführten abgewandelt sein, daß am Ende des Verdampfers 7 Flüssigkeit enthaltene Wärme in dem Wärmeübertra- 50 die Temperatur eines überhitzt gefahrenen Rohres

ger 16 an das zum Verdampfer 7 strömende Arbeits- gemessen und ein dieser Messung entsprechendes

mittel übertragen wird. Bei einer plötzlichen Erhö- Temperatursignal das Mengeneinstellorgan 3 beein-

hung der Temperatur des zum Verdampfer? strö- flußt. Zusätzlich zu diesem Temperatursignal kann

menden Arbeitsmittels — wie sie durch geringeren dann das der aus dem Abscheider 8 austretenden Wärmeeinfall auf den Verdampfer, z. B. bei verrin- 55 Dampfmenge entsprechende Signal auf die dem

gerter Brennstoffzufuhr, hervorgerufen werden kann Dampferzeuger zugeführte Speisewassermenge ein-

— erhält der Signalwandler 27 über die Signalleitung wirken. Das Signal, das die Flüssigkeitshöhe im Ab-

26 ein sprungförmiges Eingangssignal, das in dem scheider 8 abbildet, wirkt dann .auf das Ventil 15 in

Wandler 27 ein Verschwindsignal erzeugt, das auf der Flüssigkeitsabführleitung, auf das dann außerdas Ventil 15 in der Flüssigkeitsabführleitung in dem 60 dem das Verschwindsignal wirkt, das von der Tem-

Sinne wirkt, daß es die Menge der abgeführten Flüs- peratur des zum Verdampfer 7 strömenden Arbeits-

sigkeit vorübergehend verkleinert. Damit wird die mittels abhängig ist.

Wärmeübertragung von der abgeführten Flüssigkeit An Stelle der Beeinflussung der Brennstoffzufuhr

auf das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel in Abhängigkeit vom Druck des zur Turbine 10 ströverringert und dessen Temperaturerhöhung entge- 65 menden Dampfes ist es auch möglich, die Brennstoff-

gengewirkt.

Der Dampferzeuger nach F i g. 2 ist im Prinzip

zufuhr von der Drehzahl der Turbine oder von der Frequenz des Generators 19 aus zu beeinflussen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zwanglaufdampferzeuger mit zwischen Verdampfer und Überhitzer eingeschaltetem Flüssigkeitsabscheider, dessen Flüssigkeitsabführleitung mit der zum Verdampfer führenden Arbeitsmittelleitung derart verbunden ist, daß in der abgeführten Flüssigkeit enthaltene Wärme an das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel übertragen wird, wobei zwischen dieser Wärmeübertragungsstelle und dem Verdampfer eine die Temperatur des zum Verdampfer strömenden Arbeitsmittels messende Vorrichtung sowie ein mit dieser Vorrichtung verbundener Signalwandler vorgesehen ist, der ein von der gemessenen Temperatur abhängiges Signal auf ein Stellorgan gibt, das die Wärmeübertragung von der abgeführten Flüssigkeit an das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler als Verschwindsignalgeber ausgebildet ist und daß das die Wärmeübertragung beeinflussende Stellorgan in der Flüssigkeitsabführleitung des Abscheiders oder in der Brennstoffzuführleitung des Dampferzeugers angeordnet ist und der Signalwandler auf das Stellorgan in dem Sinne einwirkt, daß bei steigender Temperatur des zum Verdampfer strömenden Arbeitsmittels die Flüssigkeitsabfuhr aus dem Abscheider vorübergehend verringert bzw. die Brennstoffzufuhr vorübergehend vergrößert wird.

Die Erfindung betrifft einen Zwanglaufdampferzeuger mit zwischen Verdampfer und Überhitzer eingeschaltetem Flüssigkeitsabscheider, dessen Flüssigkeitsabführleitung mit der zum Verdampfer führenden Arbeitsmittelleitung derart verbunden ist, daß in der abgeführten Flüssigkeit enthaltene Wärme an das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel übertragen wird, wobei zwischen dieser Wärmeübertragungsstelle und dem Verdampfer eine die Temperatur des zum Verdampfer strömenden Arbeitsmittels messende Vorrichtung sowie ein mit dieser Vorrichtung verbundener Signalwandler vorgesehen ist, der ein von der gemessenen Temperatur abhängiges Signal auf ein Stellorgan gibt, das die Wärmeübertragung von der abgeführten Flüssigkeit an das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel beeinflußt.

Ein solcher Dampferzeuger ist aus der deutschen Patentschrift 8 02 458 bekannt. Bei diesem Dampferzeuger wirkt das temperaturabhängig gesteuerte Stellorgan auf die Speisewasserzufuhr zum Dampferzeuger, während abhängig vom Niveau im Flüssigkeitsabscheider ein Ventil in der Flüssigkeitsabführleitung verstellt wird. Es hat sich gezeigt, daß das regeltechnische Übertragungsverhalten eines aus Verdampfer, Abscheider und Wärmeübertrager bestehenden Kreises zum Schwingen neigt. Beim Auftreten einer feuerseitigen Störung, z. B. plötzliche Vergrößerung der Brennstoffmenge oder des Heizwertes des Brennstoffs, fällt mehr Wärme auf den Verdampfer ein, was eine größere Dampfmenge zur Folge hat sowie eine verringerte Wassermenge im Abscheider. Die Übertragung von diesem Wasser an das zum Verdampfer strömende Speisewasser geht dadurch zurück und über das temperaturgesteuerte Stellorgan wird dann die Speisewassermenge vergrößert. Hierdurch tritt eine weitere Abkühlung des zum Verdampfer strömenden Wasers ein, so daß die Speisewassermenge nochmals vergrößert wird. Dieser Regelvorgang ist also instabil und hat zur Folge, daß die aus dem Abscheider austretende Dampfmenge stark schwankt, was mit Rücksicht auf das Konstanthalten der Temperatur des aus dem Dampferzeuger austretenden Frischdampfes unerwünscht, ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwanglaufdampferzeuger der eingangs erwähnten

ίο Art zu schaffen, bei dem die durch z. B. feuerseitige Störungen bedingten Schwingungen in dem aus Verdampfer, Flüssigkeitsabscheider und Wärmeübertrager bestehenden Kreis gedämpft werden.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Signalwandler als Verschwindsignalgeber ausgebildet ist und daß das die Wärmeübertragung beeinflussende Stellorgan in der Flüssigkeitsabführleitung des Abscheiders oder in der Brennstoffzuführleitung des Dampferzeugers angeordnet ist und der Signalwandler auf das Stellorgan in dem Sinne einwirkt, daß bei steigender Temperatur des zum Verdampfer strömenden Arbeitsmittels die Flüssigkeitsabfuhr aus dem Abscheider vorübergehend verringert bzw. die Brennstoffzufuhr vorübergehend vergrößert wird. Es wird also bei einer sprunghaften Änderung der Temperatur des zum Verdampfer strömenden Arbeitsmittels ein dieser Änderung entgegenwirkendes Verschwindsignal auf das die Wärmeübertragung beeinflussende Stellorgan gegeben.

Dieses Verschwindsignal dämpft die zeitliche Änderung der Wärmeübertragung von der abgeführten Flüssigkeit an das zum Verdampfer strömende Arbeitsmittel und damit die Änderung der Temperatur dieses Arbeitsmittels. Dadurch wird dem Entstehen von Schwingungen in dem aus Verdampfer, Abscheider und Wärmeübertrager bestehenden Kreis und damit von Schwankungen der aus dem Abscheider austretenden Dampfmenge entgegengewirkt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Zwangdurchlaufdampferzeuger nach der Erfindung,

F i g. 2 in schematischer Darstellung einen mit überlagerter Arbeitsmittelumwälzung arbeitenden Zwangdurchlaufdampferzeuger nach der Erfindung und

F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung des erfindungsgemäßen Dampferzeugers.

Gemäß F i g. 1 ist der Zwanglaufdampferzeuger als Ganzes mit 5 bezeichnet und weist einen Verdampfer 7, einen Überhitzer 9 und einen Economiser 6 auf. Der Economiser 6 ist über eine Leitung 14 mit einem Speisevvasserbehälter 1 verbunden, aus dem das Speisewasser mittels einer Speisepumpe 2 dem Economiser 6 zugeführt wird. In der Leitung 14 befinden sich außer der Speisepumpe 2 ein Mengeneinstellorgan 3 sowie zwei dampfbeheizte Vorwärmer 4. Die Feuerung des Dampferzeugers ist mit 29 bezeichnet, der der Brennstoff über eine ein Ventil 32 aufweisende Leitung 30 zugeführt wird. Die Beeinflussung des die Brennstoffmenge einstellenden Ventils 32 geschieht in Abhängigkeit des Druckes des den Dampferzeuger 5 verlassenden Dampfes. Hierfür ist eine Druckmeßvorrichtung 31 vorgesehen, die über einen Regler 35 und eine Signalleitung 36 auf das Ventil 32 in der Brennstoffzuführleitung 30 einwirkt.

Zwischen dem Verdampfer 7 und dem Überhitzer