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Vorrichtung zur Regelung von Druck und Temperatur eines gasförmigen
Mediums. Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur Regelung von Druck und Temperatur
eines gasförmigen Mediums wie Dampf od. dgl. durch Zufügung von Wasser in einer
EeduziXrstation zum Gegenstand. Es sind Reduzierventile bekannt mit Einspritzung
von Kühlwasser im Ventilsitz selbst oder in unmittelbarer Nähe des Ventilsitzes,
der die Drosselung des Mediums vornimmt. In diese Drosselventile baute man auch
den Verschlußstücken nachgeschaltete Lochplatten ein, die vor allen Dingen schalldämpfende
Wirkung ausüben sollen.
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Ferner gehören reine Dampfkühler zum Stande der Technik, die als Venturi-Düse
ausgebildet sind, an deren engster Stelle das kühlende Wasser eingespritzt wird.
Die Einspritzung erfolgt in der Weise, daß die engste Stelle der
Düse
ein Ringkanal umgibt, der durch Löcher oder Schlitze mit dem Düsendurchgang in offener
Verbindung steht. Das durch den Ringkanal zugeführte Kühlwasser erleidet durch den
mit hoher Geschwindigkeit durchströmenden Dampf eine Zerstäubung.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, zur Druck-und Temperaturregelung
eines gasförmigen Mediums vorzugsweise eines hochgespannten Dampfes die Zerstäubung
von zugeführten Wassermengen dadurch intensiver zu gestalten, daß man nicht das
Wasser direkt in den Dampfstrom einlaufen läßt, sondern das Wasser vorher mit Dampf
zerstäubt und dieses durch Dampf zerstäubte Wasser in den Dampfstrom gelangen läßt.
Auf diese Weise erreicht man eine innige Vermischung des bereits vorzerstäubten
Wassers im Dampfstrom. Zur Lösung der gestellten Aufgabe kennzeichnet sich die Vorrichtung
gemäß der Erfindung durch die Kombination eines Reduzierventiles und eines Venturi-Rohres
mit einer in oder in der Nähe des engsten Rohrquerschnittes vorgesehenen Zerstäubervorrichtung,
die mit der Wasserzuführung und durch eine Überleitung mit der Entnahme des Hauptstrmes
hinter dem Ventil in offener Verbindung steht.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform schematisch
im Längsschnitt dargestellt.
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Im engsten Querschnitt eines Venturi-Rohres 1 befindet sich eine
Zerstäubervorrichtung 2. Dieser Zerstäubervorrichtung 2 wird Wasser und Dampf zugeführt.
Die Zuführung von Wasser erfolgt durch die Wasserleitung 3 und die Zuführung von
Dampf durch die Überleitung 4, die in der Entnahmestelle des Hauptstromes hinter
dem Verschlußstück 6 des Reduzierventiles mündet. Die dem Hauptstrom entnommene
Dampfmenge und die durch die Leitung 3 zugeführte Wassermenge haben in der Zerstäubervorrichtung
2 einen gemeinsamen Austritt 5, wodurch eine weitgehende Zerstäubung des Wassers
durch die entnommene Teilmenge des Dampfes erreicht wird. Dieses Gemenge aus dem
in einer Teilmenge des Dampfes völlig zerstäubten Wassers gelangt in den Hauptstrom
des Dampfes, wodurch eine innige Vermischung des bereits vorzerstäubten Wassers
im Dampfstrom erfolgt. Das ist besonders wichtig, wenn bei niedriger Dampfströmung,
also bei niedrigster Belastung wenig Wasser zur Kühlung zugeführt werden muß. Eine
solche Dampfkühlung kommt dann insbesondere zur Anwendung, wenn der Dampf auch auf
niedrigere Drücke gedrosselt werden muß, was im Sinne der Erfindung sich auf einfachste
Weise durchführen läßt.
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Grundsätzlich erfolgt die Zuführung von Wasser im engsten Teil der
Venturi-Düse 1, weil an dieser Stelle einmal sehr hohe Dampfgeschwindigkeiten und
zum anderen auf Grund des Kontinuitätsgesetzes die niedrigsten Drücke herrschen.
Dieser Zustand begünstigt eine leichte Wasserzuführung und eine leichte Zerstäubung
des Wassers.
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Der Erfindungsgedanke wird dadurch nicht verlassen, daß die Wasserzuführung
in einen den engsten Querschnitt des Venturi-Rohres umgebenden Ringkanal erfolgt,
der durch die Überleitung 4 mit der Entnahme des Hauptstromes hinter dem Reduzierventil
6 sowie mit dem Düsendurchgang in offener Verbindung steht.
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Es liegt nahe, den Zerstäuberdampf vor dem Reduzierventil 6 zu entnehmen.
Diese Maßnahme bedingt aber eine zweite Absperrvorrichtung in der Überleitung 4,
um bei geschlossenem Reduzierventil auch den Dampfstrom für die Zerstäubung abschalten
zu können. Es liegt nun im Sinne der Erfindung, einen wesentlich vereinfachten und
verbilligten Weg dadurch zu verwirklichen, daß man zwischen dem Reduzierventil 6
und dem Venturi-Rohr 1 eine zweite Drosselstelle 7 schaltet, so daß vor der Düse
1 drei Druckzonen a, b und c entstehen. Man kann nun den Zerstäuberdampf aus
der
Druckzone b entnehmen und dem Zerstäuber 2 zuführen.
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Bei geschlossenem Reduzierventil 6 ist dann auch die Dampfzuführung
zur Zerstäubervorrichtung 2 gesperrt, da keine Druckdifferenz zwischen den Zonen
b und c besteht. Bei hoher Belastung der Anlage, also bei voll geöffnetem Ventil
6 herrscht zwischen dem Raum b und dem Raum c eine sehr große Druckdifferenz, die
bei voller Belastung der Anlage in oder in der Nähe des kritischen Druckgefälles
liegen soll. Dadurch wird automatisch die der Zerstäubervorrichtung zugeführte Wärmemenge
sehr groß. Man brauchte in diesem Zustand auch die maximale Menge des Kühlwassers,
das von der Zerstäuberdampfmenge in der Zerstäubungsvorrichtung 2 zerstäubt werden
soll, um die maximal strömende Dampfmenge auf die vorgeschriebene Temperatur zu
kühlen. Bei schwacher Last ist die Druckdifferenz zwischen a und b kleiner, also
auch die Zerstäuberdampfmenge. Man braucht in diesem Fall auch weniger Kühlwasser,
so daß die geringere Zerstäubungsmenge ausreichend ist und sich selbsttätig einstellt.
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Es ist auch möglich, für eine sehr hohe Belastung und vor allen Dingen
einen sehr hohen Abkühlungsgrad zusätzlich in das Venturi-Rohr 1 von außen direkt
Wasser zuzuführen, wenn die Gefahr besteht, daß man durch die Zerstäubervorrichtung
bei maximaler Belastung nicht
genügend Wasser hindurchführen kann.
Zu diesem Zweck wird hinter der Zerstäubervorrichtung 2,5 eine weitere ringförmige
Wasserzuführung 8 vorgesehen. Der Durchgang in der Drosselstelle 6 kann auch veränderlich
ausgestaltet sein, damit bei verschiedenen Belastungen gleiches Druckgefälle zwischen
den Zonen b und c herrscht. Das läßt sich dadurch erreichen, daß ein Kegel in der
Drosselstelle mit dem Verschlußstück 6 des Reduzierventiles in Verbindung steht,
so daß die Verschlußstücke des Reduzierventiles 6 und der Drosselstelle 7 die Durchgänge
selbsttätig verändern.