DE1915042A1

DE1915042A1 - Continuous steam generator

Info

Publication number: DE1915042A1
Application number: DE19691915042
Authority: DE
Inventors: Michel Dr-Ing Rupprecht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-25
Filing date: 1969-03-25
Publication date: 1970-10-08

Description

Durchlaur-Dampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauf-Dampferzeuger mit einem Verdampfersystem geringtn Arbeitsmittelvolumens, insbesondere mit engen Verdampferrohren, die zusammengeschw-eißt die Peuerraumwände bi den. Wenn ein solcher Kessel starken Laständerungcn unterworfen ist, so kann es vorkommen, daß eine ungleiche Wärmeverteilung auf Verdampfer- und Überhitzerheizflächen hohe Dampftemperaturen hervorruft, die mit den vorhandenen Wassereinspritzregelungen nicht schnell genug abgefangen werden können. Dies ist häufig auf Beheizungsstörungen zurückzufiihren, wenn z.B. ein Kessel mit Schmelzkammerfeuerung längere Zeit hinweg mit Schwachlast betrieben wordan ist, Üenn dann muß man damit rechnen, daß sich Schlacke an den Verdampferheizflächen festsetzt, aie erst nach längerer Zeit im Vollastbetrieb wieder herausgeschmolzen wird. bs kann aber auch oei braurikohlegefeuerten Kesseln vorkommen, daß vorübergehend der Brennstoff gröber ausgemanlen wird als er normalerweise verwendet wird und dadurcn eine sehr viel längere Flamme entsteht. Durch diese oder auch andere Vorkommnisse wird mitunter die Wärmeverteilung auf die Heizflächen erheblich gestört. Die Verdampferheizflächen nehmen weniger Wärme auf als entsprechend einer plötzlich erhöhten liast erforderlich wäre, während andererseits die Überhitzerheizflächen unverhältnismäßig stark beheizt werden. Diese Schwierigkeiten werden um so größer, ein je kleineres Volumen die Verdamfersysteme aufweisen, wie dies bei engen Verdampferrohren der Fall ist, die als zusammengeschweißte Rohrwände den Feuerraum selbst bilden.Continuous steam generator The invention relates to a continuous steam generator with a vaporizer system low working fluid volume, especially with narrow ones Evaporator tubes that welded together the walls of the combustion chamber. If such a Boiler is subject to strong load changes, it can happen that an unequal Heat distribution on evaporator and superheater heating surfaces, high steam temperatures that does not happen quickly enough with the existing water injection controls can be intercepted. This is often due to heating faults, if, for example, a boiler with melting chamber firing has been running for a long time with low load has been operated, Üenn then one must expect that slag on the Evaporator heating surfaces stuck, aie only after a long time in full load operation again is melted out. But it can also occur with boilers fired by brewing coal, that temporarily the fuel is scraped out more coarsely than it is normally used and thereby a much longer flame arises. Through these or others Occurrences sometimes the heat distribution on the heating surfaces is significantly disturbed. The evaporator heating surfaces absorb less heat than suddenly one increased liast would be required, while on the other hand the superheater heating surfaces are heated disproportionately. These difficulties are all the greater the smaller the volume the evaporator systems have, as is the case with narrow evaporator tubes is the case, which form the furnace itself as pipe walls welded together.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung beseitigt.These difficulties are eliminated by the invention.

Die Erfinaung best@ht darin, daß bei einem derartigen Durchlaufbampferzeuger mit mindestens einer - zusätzlich zu einer am Überhitzeraustritt beiindlichen Wassereinspritzstelle - im Bereich des Überhitzers angeordneten Wassereinspritzstelle, unter an sich bekannter Verwendung einer Nebenheizflache zur Erfassung von Meßwerten entsprechend der Aufwärmapanne, eine von einem Teilstrom des Arbeitsmittels, insbesonders einem aem Hauptstrom proportionalen Teilstrom, durchflossenen Nebenheizfläche im Überhitzerbereich angeordnet ist, und von dieser Nebenheizfläche ein alleiniges oder zusätzliches Temperatursignal für die Regelung zumindest der ersten Einspritzstelle im Überhitzer hergeleitet wird.The invention consists in the fact that with such a continuous steam generator with at least one - in addition to a water injection point at the superheater outlet - Water injection point arranged in the area of the superheater, among those known per se Use of an auxiliary heating surface to record measured values according to the warm-up period, one of a partial flow of the working medium, in particular a main flow proportional to aem Partial flow, through-flow auxiliary heating surface is arranged in the superheater area, and from this auxiliary heating surface a sole or additional temperature signal for the regulation of at least the first injection point in the superheater is derived.

Es ist an sich bekannt, zur Korrektur des Brennstoff-Wasser-Verhaltnisses bei Heizwertschwankungen und relativ kleinen Laständerungen Nebenheizflächen vorzusehen, die jedoch parallel zu aen Verdampferheizilächen angeordnet sind und von denen ein Temperatursignal hergeleitet wira, mit dem man die Speisewasserregelung bzw. die Brennstoffregelung zusätzlicn beeinflußt.It is known per se to correct the fuel-water ratio Provide auxiliary heating surfaces in the event of calorific value fluctuations and relatively small changes in load, which, however, are arranged parallel to aen evaporator heating surfaces and one of them The temperature signal is derived with which the feed water control or the Fuel regulation also influenced.

Demgegenüber sieht die Erfindung aber vor, eine solche Nebenheizfläche im Bereich des oberhitzers anzuordnen und die Regelung so zu gestalten, daß das zusätzliche Wasser jetzt an der stelle des Durchlaufsystems zugeführt wird, wo die vermehrte Wärmezufuhr auftritt, sodaß schärfste Laststeigerungen zu beherrschien sind.In contrast, the invention provides such a secondary heating surface to be arranged in the area of the top heater and to design the control so that the additional water is now supplied at the point of the flow system where the increased heat supply occurs, so that the sharpest increases in load can be controlled are.

Man kann daran denken, die Temperatursignale, die durch die aufwärmspanne der Nebenheizfläche gebilaet werden, allein zur Steuerung der ersten Einspritzstelle im Überhitzerbereich heranzuziehen. Es ist aber auch möglich, die anordnung so zu treffen, daß der Sollwert des Einspritzreglers über einen zusätzlichen Regler verstellt wird, aer eine Temperatursignale von der Temperaturdifferenz, gemessen zwischen Ein- und Austritt der Nebenneizfläche, erhält. Sofern der möglicherweise etwas belastungsabhängige Normalwert der Temperaturdifferenz an der Neben;.eizfläche überschritten wird, läbt es sich bewirken, daß beispielsweise über die Verstellung de Sollwertes das erste Einspritzventil vorübergenend, d.h. so lange geöffnet wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen Min- und Austritt der Nebenheizfläche wieder ihren Normalwert ereicnt hat. Die zur ersten Einspritzstelle fließende Speisewassermenge kann nun auch.One can remember the temperature signals generated by the warm-up range the auxiliary heating surface, solely for controlling the first injection point to be used in the superheater area. But it is also possible to arrange it like this meet that the setpoint of the injection regulator is adjusted via an additional regulator is a temperature signal of the temperature difference measured between Entry and exit of the secondary spot area. Unless the possibly somewhat load-dependent The normal value of the temperature difference at the secondary heating surface is exceeded cause it that, for example, the adjustment de setpoint the first Injection valve temporarily, i.e. opened until the temperature difference between min and exit of the Secondary heating surface returned to its normal value has occurred. The amount of feed water flowing to the first injection point can now even.

noch zur Korrektur der Hauptspeisewassermenge nerangezogen werden, indem man das Verhältnis der Einspritzwassermenge zur Hauptspeisewassermenge konstant hält oder indem man die Temperaturdifferenz längs dts Durchflußsystems vor und hinter der ersten Einspritzstelle dazu benutzt, um die Hauptwassermenge zu beeinflussen.can still be used to correct the main feed water quantity, by keeping the ratio of the amount of injection water to the amount of main feed water constant or by changing the temperature difference along the flow system in front of and behind the first injection point is used to influence the main amount of water.

An fland der Zeichnung soll die Erfindung näner erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, Schematischer Darstellung.The invention will be explained in more detail on the basis of the drawing. The figure shows an embodiment in its essential for the invention Parts in a greatly simplified, schematic representation.

Bei dem dargestellten Ausfünrungsbeispiel sind Verdampfer- und Öberhitzerheizflächen eines Durchlaufsystems veransonaulient, wobei das vorgewärmte Speisewasser in Richtung des Pfei@es 1 das Speisewasserregelventil 2 durchsetzt und ninter einer Meßblende 3 die heizflächen 4 und 5 durchströmt, wobei in der Meizfläche 5 eine Verdampfung, gegebenenfalls auch in der Heizfläche 4 eine Vorveroampfung des Arbeitsmittels statt@indet.In the exemplary embodiment shown, there are evaporator and superheater heating surfaces a flow system veransonaulient, whereby the preheated feed water in the direction of the arrow 1 passes through the feedwater control valve 2 and ninter a measuring orifice 3 flows through the heating surfaces 4 and 5, with evaporation in the measuring surface 5, if necessary, a pre-evaporation of the working medium also takes place in the heating surface 4.

Mit 6 und 7 sind Übernitzerneizflächen bezeichnet. Hinter der Meßblende 3 ist der Rohrstrang 8 abgezweigt. er zu einer im Bereich des Überhitzers befindlichen Nebenneizfläche 9 führt.With 6 and 7 overexposure surfaces are designated. Behind the orifice plate 3, the pipe string 8 is branched off. he to one located in the area of the superheater Nebenneizfläche 9 leads.

Diese Nebenneizflache kann in bekannter Weise von einem dem Hauptspeisewasserstrom angenähert proportionalen Teilstrom der Speisewassermenge durchströmt werden. Das in der Neben@e@zfläche 9 erwärmte Arbeitsmittel wird über die Leitung 10 dem Hauptspeisewasserstrom zwischen den Heizfiacnen 4 und 5 wieder zugeleitet.This secondary heating area can in a known manner from one of the main feed water flow approximately proportional partial flow of the feed water flow are flowed through. That Working fluid heated in the secondary area 9 becomes the main feed water flow via line 10 between the Heizfiacnen 4 and 5 fed back.

Hinter der Meßblende 3 ist vom Hauptdurchfl@@system die Einspritzleitung 11 abgezweigt, die zu me@rerel Einspr@tz@@ellen führt, von denen in der Zeichnung lediglich zwei Einspritzstellen 12 und 13 veranschaulicht sind. Die Wassereinspritzung an der Einspritzstelle 12 ist einer Reglerkaskade mit einem Regler 14 unterstellt, der über einen Motor 15 das Venti@ 16 verstel£t. In entsprechender Weise ist auch für aie Einspritz- Stelle 13 ein Regler 17 mit einem durch einen Motor 18 verstellbaren Ventil 19 vorgesenen. Im normalen Betrieb des Durchlauf-Dampferzeugers sind die Regler durch Temperatursignale beeinflußt, wobei Temperaturmeßstellen 20, 21, 22 und 23 längs des Lurchlaufsystems angeordnet sind.The injection line of the main flow system is behind the measuring orifice 3 11 branched off, which leads to me @ rerel Einspr @ tz @@ ellen, of those in the drawing only two injection points 12 and 13 are illustrated. The water injection A regulator cascade with a regulator 14 is subordinate to the injection point 12, which adjusts the Venti @ 16 via a motor 15. In a corresponding way is also for aie injection Place 13 a controller 17 with one through one Motor 18 adjustable valve 19 provided. During normal operation of the once-through steam generator the controllers are influenced by temperature signals, with temperature measuring points 20, 21, 22 and 23 are arranged along the flow system.

Bei scharfen Laständerungen oder anderen Störungen im nis der Beheizung der Verdampferheizflächen zu der der Überhitzerneizflächen würde diese Temperaturregelung ungenau oder fetllernuft arbeiten und viel zu spät einsetzen. Diese Schwierigkeiten werden nun in der geschilderten Weise durch Aufschaltung von Temperatursignalen, die von einer wasserdurchflossenen Nebenheizfläche im Bereich des Überhitzers hergeleitet werden, überwunden. Vor und hinter der Nebenheizfläche 9 sind demgemäß Temperaturmeßstelle 24 und 25 vorgesehen, um auf die; Weise die Aufwärmspanne in der Nebenheizfläche zu ermitteln. Da ein solcher Rohrstrang, wie ihn die Nebenheizfläche darsteilt, nur eine Länge von beispielsweise 10 m aufweist und sich eine Wassergeschwindigkeit von 2 m pro Sekunde bei Vollast wählen läßt, kann eine verschärfte beheizung des Überhitzers sogleich in der richtigen Größenordnung angezeigt werden, sodaß sich somit ein einwandfreies und sich sehr rasch einstellendes oignal für die richtige Größe der Nassereinspritzung an der ersten Einspritzstelle ergibt. -In dem dargestellten Ausfünrungsbeispiel ist ein zusätzlicher Regler 26 vorgesehen, der die Meßsignale von aer Nebenheizfläche 9 abnimmt und zum Regler 14 weiterleitet. An der Stelle 27 werden die vom Regler 26 kommenden Signale 28 mit den von der Temperaturmeßstelle 20 über den Meßwertumformer 29 gegebenen Signale 30 überlagert und über den Verstärker 31 dem negler 14 für die erste Einspritzstelle 12 zugeleitet. Die Kegelung kann hier z.B. in der Weise arbeiten, daß eine Verstellung des Sollwertes für den Regler 14 in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz an den Meßstellen 24 und 25 bewirkt wird. Man könnte aber auch daran denken, diese Tempelaturdifferenz allein zur Steuerung der ersten Einspritzstelle zu benutzen.In the event of sharp changes in load or other malfunctions in the heating system the evaporator heating surfaces to that of the superheater heating surfaces would have this temperature control work imprecisely or fill up and use much too late. These difficulties are now in the manner described by switching on temperature signals, which is derived from an auxiliary heating surface through which water flows in the area of the superheater be overcome. In front of and behind the auxiliary heating surface 9 are accordingly temperature measuring points 24 and 25 provided to access the; Way the warm-up span in the auxiliary heating surface to investigate. Since such a pipe string, as it is represented by the auxiliary heating surface, only has a length of, for example, 10 m and a water speed of 2 m per second at full load can be selected, increased heating of the Superheater are immediately displayed in the correct order of magnitude, so that thus a flawless and very quickly setting signal for the correct one The size of the wet injection at the first injection point results. -In the depicted Ausfünrungsbeispiel an additional controller 26 is provided that the measurement signals of aer auxiliary heating surface 9 decreases and forwards to controller 14. At the point 27, the signals 28 coming from the controller 26 are matched with those from the temperature measuring point 20 over the transducer 29 given signals 30 superimposed and over the amplifier 31 fed to the negator 14 for the first injection point 12. The cone can work here e.g. in such a way that an adjustment of the setpoint for the controller 14 is effected as a function of the temperature difference at the measuring points 24 and 25. But one could also think of this temple nature difference for control alone the first injection point.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind, wie durch .enLpreeiiende symbole versinnbildlicht ist, noch weitere Regler vorgesehen, die eine Verknüpfung mehrerer Meß- und Einspritzstellen miteinander beinhalten und der feinfühligen Regelung im normalen Betribe des Kessels dienen. Darüber hinaus kann auch noch die zur ersten Einspritzstelle fließende Speisewassermenge zur Korrektur der Hauptspeisewassermenge herangezogen werden, indem man das Verhältnis dieser Einspritzwassermenge zur Hauptmenge konstant hält oder indem man die Temperatur-Differenz, gemessen vor und hinter der ersten Einspritzstelle, benutzt, um die Hauptspeisewassermenge zu beeinflussen.In the illustrated embodiment, as indicated by .enLpreeiiende Symbols is symbolized, further controls are provided that link contain several measuring and injection points with each other and the sensitive control serve in the normal operation of the boiler. In addition, the first Injection point flowing feed water quantity to correct the main feed water quantity can be used by considering the ratio of this amount of injection water to the main amount keeps constant or by taking the temperature difference, measured in front of and behind the first injection point, used to influence the main feed water volume.

5 Patentansprüche 1 Figur5 claims 1 figure

Claims

Claims 1. Continuous steam generator with an evaporator system low working fluid volume, especially with narrow evaporator tubes that are welded together form the combustion chamber walls, and in addition to one located at the superheater outlet Water injection point of at least one water injection point arranged in the area of the superheater, characterized in that - with the known use of an auxiliary heating surface for the acquisition of measured values according to the warm-up period - one from a partial flow of the working medium, in particular one proportional to the main feed water flow Partial flow, through-flow auxiliary heating surface (9) arranged in the superheater area (6) is and from this auxiliary heating surface (9) a sole or additional temperature signal for the control (14) of at least the first injection point (12) in the superheater (6,7) is derived.

2. Steam generator according to claim 1, characterized in that at Presence of one of temperature signals (20, 21, 22, 23) in the area of the superheater (6,7) influenced injection regulator (14) assigned to this an additional regulator (26) is influenced by temperature signals (24, 25) in front of and behind the auxiliary heating surface (9) will.

3. Steam generator according to claim 2, characterized in that the Injection regulator (14) for the first injection point (12) in the superheater (6,7) the additional controller (26) temporarily corresponds to a setpoint change Warm-up span in the auxiliary heating surface (9) experiences.

d. Steam generator according to claim 3, characterized in that at Exceeding the load-dependent normal value of the temperature difference at the Secondary heating surface (9) of the additional controller (26), in particular via the setpoint adjustment of the injection regulator (14), the valve (16) of the first injection point (12) for as long opens until the temperature difference between the inlet and outlet of the auxiliary heating surface (9) has returned to its normal value.

5. Steam generator according to claim 1 to 4, characterized in that the amount of water flowing to the first injection point (12) to correct the main amount of water is used by the ratio of the injection water quantity to the main feed water quantity kept constant and / or the temperature difference before and after the first injection point (12) is used to influence the main feed water quantity.

L e r s e i t e