DE2705890B2 - Dampf beheizter Wärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizien und durch Kondensatanstau regelbaren Wärmeübertrager, in dessen primiirscitigcr Kondensatleilung ein erstes Slellventil liegt, das über einen Stellantrieb in Abhängigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise der Temperatur des sekiimliirscili{.'en Vorlaufes, selbsiiiiiif? verstellbar >st.

Hei einer aus der DIiAS IO IH 4 39 bekannten Regelanordnung zur Temperaturregelung dainpfbe heizier Wärmeaustauscher ist in der Kondensaileiiiing des Wärmeaustauschers ein Stellvenlil angeordnet, durch das der Kondensalabfluß in Abhängigkeit von der iinierkühllen Kondensatteniperatur und der Vorlauf temperatur auf der Sekundärseite des Wärmeaustauschers beeinflußt wird. Dabei können Schwankungen des Dampf- bzw. Kondensatneizes den Regelvorgang beeinflussen, während andererseits ein eigenes in der Kondensaileitung liegendes Sicherheitsabsperrventil vorgesehen werden muß, das die Kondensaileitung absperrt, wenn beispielsweise die Temperatur in dem sekundärseitigen Vorlaut' einen bestimmten Maximalwert überschreitet. Durch das Absperren der Kondensaileitung wird erreicht, daß die Wärmetauscherfläche des Wärmeaustauschers augenblicklich mil ausgekühltem Kondensat überflutet wird, womit die weitere Wärmeübertragung von der Primär- auf dii; Sekundärseite unterbunden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen dampfbeheizten regelbaren Wärmeübertrager zu schaffen, bei dem weitgehende Unabhängigkeit von Schwankungen des Dampf- bzw. Kondensatnetzes gegeben ist und sich die Möglichkeit bietet, durch einfache Maßnahmen erforderlichenfalls ein aus Sicherheitsgründen erforderliches Absperren der Kondensaileitung zu erzielen, ohne daß dazu zusätzliche Armaturen in der Kondcnsatleitung erforderlich wären.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Wärmeübertrager erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckregler vorgesehen ist, der ein in Strömu'agsrichtung hinter dem ersten Stellvcntil liegendes zweites Stellventi] in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem primärseitigen Dampfdruck und dem in der Kondensaileitung in Strömungsrichtung hinter dem Stellventil herrschenden Druck betätigt.

Der Differenzdruckregler regelt — entsprechend dem jeweiligen Öffnungsgrad des Stellventiles — indem Dampf bzw. Kondcnsalnet/. auftretende Schwankungen selbsttätig aus. so daß diese den Rcgclvorgang nicht beeinträchtigen können.

In einer zweckmäßigen Ausfiihrungsform kann die Anordnung derart getroffen sein, c!:jß der Diffcrenzdruckregler einen Kolben oder Membran aufweist, die mit einem Rückstcllglicd versehen ist, wobei in eine erste geschlossene Kammer auf der einen Seite des Kolbens bzw. der Membran eine erste Impulslcitung mündet, die mit der Dampfleitung verbunden ist, und in eine zweite geschlossene Kammer auf der anderen Seite des Kolbens bzw. der Membran eine /.weile Impulsleitung mündet, die mit dem Auslaß des ersten Stellvcntils verbunden isi.

Der Differenzdruckregler und das ersle Stellvcntil sind zweckmäßigerweisc /u einem einheitlichen Regelventil mit einem gemeinsamen Ventilgehäuse zusammengefaßt. Dabei kann der Differenzdruckregler einen mit dem Ventilsitz des ersten Slellveniiles zusammenwirkenden Ventilkörper aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann dariiberhinaus eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen sein, mit der beim Überschreiten einer vorgegebenen MaximalgröUc im sekundärseitigen Vorlauf der Druck in der zweiten geschlossenen Kammer abgebaut wird. Dadurch, daß der Differenzdruckregler beim Ansprechen der Sicherheil.seinriehliing unmillelb;ir in die Schild! Stellung überführt wird, in der er die Kondcnsatlciiung absperrt, erübrigen sieh zusätzliche Absperrarnialuren in der Kondcnsatlcilung.

Dabei kann die Sicherheitseinrichtung ein in der zweiten Impulsleitiing abgeordnetes Dreiwegeventil sein, durch das beim Überschreiien der Maximalgröße die zweite Kammer cinscitii! entweder mit der

Kondeiisalleitung udcr der Atmosphäre verbindbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die I'igur zeigt eine Wiirmcübergabeanlage mit einem dampfbeheizten Wärmeübertrager gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.

Die dampfbehei/.te Wärmeübergabeanlage enthält einen Wärmeübertrager 1, der primärseitig an eine Dampfleitung 2 angeschlossen ist und vor. dem sekundärseitig eine Kondensatleitung 3 abgeht. In dem Sekundärkreis des Wärmeübertragers 1 liegt ein Verbraucher 4, der an eine Vorlaufleitung 5 angeschlossen ist und von dem aus eine Rücklaufleitung 6 /u dem Wärmeübertrager 1 zurückführt. In der Rücklaufleitung

6 ist neben den üblichen Armaturen eine Umwälzpumpe

7 angeordnet.

In der Kondensatleitung 3 lieg; ein Stellventil 8. dessen Ventilgehäuse 9 durch eine Trennwand 10 in eine cinlaufseilige Kammer U und eine auslaufscitigc Kammer 12 unterteilt ist. In der Trennwand 10 ist ein Ventilsitz 13 angeordnet, der mit einem koaxialen Ventilkörper 14 zusammenwirkt, welcher mit' ils einer Ventilspindel 15 axial verschieblieh in dem Ventilgehäuse 9 gelagert ist.

Über die Ventilspindel 15 ist der Ventilkörper 14 mit einem Stellmotor 16 gekuppelt, der seinerseits über einen Regler 17 von einem in der sekundärseiligen Vorlaufleitung 5 liegenden Vorlauf-Temperaturfühler 18 beeinflußt ist.

Der Regler 17 verstellt über den Stellmotor 16 den Ventilkörper 14 des Stellventilcs 8 in dem Sinne, daß durch entsprechende Drosselung des Kondensatabflusses das Kondensat in dem Wärmeübertrager 1 derart angestaut wird, daß die durch den Temperaturfühler 18 gemessene Vorlauflcmperatur auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird.

Dem Stellvcntil 8 ist ein in dem gleichen Ventilgehäuse 9 untergebrachter Differenzdruckregler 20 nachgeordnet, der einen mit dem Ventilsit/. 13 des Stellventiles "■ zusammenwirkenden Regclkorper 21 aufweist.

Der Regelkörpcr 21 des Differen/.druckreglers 20 ist bei 22 abgedichtet axial vcrschieblich geführt: er steht unter der Wirkung einer Rückstellfeder 23 eines Mcmbranstcllmotors 24. dessen Membrane 25 mit dem Regel körper 21 verbunden ist.

In dem Mcmbranstellmotor 24 sind beidseitig der Membrane 25 jeweils eine Kammer 26 bzw. 27 ausgebildet, von denen die Kammer 26 über eine Impiilsleitung 28, 29 mi; der Diirchfliillöffnung des Ventilsitzes 13 verbunden und die andere Kammer 27 über eine Impiilsleitung 30 mit dem Dampfdruck P\ beaufschlagt ist. In der Impulsleitung 28, 29 liegt ein Dreiwegeventil 31. das in der einen Stellung die beiden Impulsleitungen 28, 29 miteinander verbindet und in de.· anderen Stellung der Impulsleitung 29 absperrt und die andere Impulsleitung 28 und damit die Kammer 27 des

■i Stellmotors 24 über eine Leitung 32 mit der Kondensat leitung 3 verbindet. In einer underen alternativen Ausführungsform konnte anstelle der Leitung 32 auch eine Leitung 33 vorgesehen sein, die frei in die Atmosphäre mündet.

ίο Das Dreiwegeventil 31 ist als Magnetventil ausgebildet; es ist durch einen in der Vorlaufleitung 5 liegenden Sicherheitsihermosiat 34 gesteuert, und zwar derart, daß bei Überschreiten eines bestimmten Maximalwertes der überwachten Temperatur des sekundärseiligen

i) Vorlaufs das Dreiwegeventil 31 derart umgeschaltet wird, daß es die Impulsleitung 29 absperrt und die Impulslcilung 28 entweder über die Loiiung 32 mit der Kondensa'l'-i ung 3 oder Jber die Leitung 33 mit der Atmosphäre verbindet.

Durch den Differenzdruckregler 20 wird die Differenz des Dampfdruckes P-, und act hinter dem Regelkörper 14 des Stellventiles 8 Herrschenden Druckes Ρ> konstant auf einem durch die Rückstellfeder

23 vorgegebenen Sollwert gehallen, womit in üem Dampf- hzw. Kondensatnetz auftretende Schwankungen selbsttätig ausgeregelt werden. Der Kondensatanstau wird dabei in bereits beschriebener Weise in Abhängigkeit von der durch den Temperaturfühler 18 gemessenen Vorlauftemperatur über d;>s Stellvcntil 8

j» kontinuierlich geregelt.

Wenn der Sicherheitsthermostat 34 eine den zulässigen Maximalwert übersteigende Vorlauftemperatur feststellt, wird das Dreiwegeventil 31 umgeschaltet und in ebenfalls bereits erläuterter Weise über die Impulsleitung 28 die Kammer 26 des Stellmotors 24 je nach Ausführungsform entweder mit der Kondensatleitung 3 oder der Atmosphäre verbunden. Dies hat zur Folge, daß der Druck in der Kammer 26 des Siellmotors

24 zusammenbricht und der Regelkörper 21 unter der Wirkung des Dampfdruckes P\ in die Schließstellung überffihrt wird. Sowie der Kondensatabfluß über die Kondensatleitung 3 abgesperrt ist. wird die Wärmetauscherfläche des Wärmeübertragers I mit ausgekühlten Kondensat überflutet, so daß die Wärmeübertragung zum Stillstand kommt und die Vorlauftemperatur nicht mehr ansteigen kann.

Wenn die Vorlauflemperatur ihren maximal zulässigen Wert wieder unterschreitet, steuert der Sichcrheitsthcrmosiat 34 das Dreiwegeventil 31 wieder um. so daß

^r>o dieses wiederum die Verbindung zwischen den Impulsleitungen 28, 29 herstellt und der Differenzdruckregler 20 wieder seine normale Kcgelfunklion aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dampfbeheizier und durch Kondensatanstau regelbarer Wärmeübertrager, in dessen primärscitiger Kondensaileitung ein erstes Ste'lventil liegt, das über einen Stellantrieb in Abhängigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise der Temperatur des sekundärseitigen Vorlaufes, selbsttätig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckregler (20) vorgesehen ist, der ein in ι ο Strömungsrichtung hinter dem ersten Stellveiitil (8) liegendes zweites Stellventi! (13,21) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem primärseitigen Dampfdruck (P₁) und dem in der Kondensatleitung (3) in Strömungsrichtung hinter dem Stell ventil (8) herrschenden Druck (P₂) betätigt.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler (20) einen Kolben oder eine Membran (25) aufweist, die mit einem Rückctellglied (23) versehen ist und daß in eine erste geschlossene Kammer (27) auf der einen Seite des Kolbens bzw. der Membran (25) eine erste Impulsleitung (30) mündet, die mit der Dampfleitung (2) verbunden ist, und daß in eine zweite geschlossene Kammer (26) auf der anderen Seite des Kolbens bzw. der Membran (25) eine zweite Impulsleitung (28, 29) mündet, Jie mit dem Auslaß des ersten Stellventiles (8) verbunden ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck- Jo regler (20) und das erste Stellventil (8) zu einem einheitlichen iiegelventil mit einem gemeinsamen Ventilgehäuse (9) zusarrniengeiV.ßl sind.

4. Wärmeübertrager n?ch den Ansprüchen 2 und

3. dadurch gekennzeichnet, daß <! ' Differenzdruck- J5 regler (20) einen mit dem Ventilsitz (13) des ersten Stellventiles (8) zusammenwirkenden Ventilkörper (14) aufweist.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitseinrichtung (31) vorgesehen ist. mit der beim Überschreiten einer vorgegebenen Maximalgröße im sekundärseitigen Vorlauf der Druck in der zweiten geschlossenen Kammer(26) abgebaut wird.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung ein in der zweiten Impulsleitung (28, 29) angeordnetes Dreiwegeventil (31) ist, durch das beim Überschreiten der Maximalgrößc die zweite Kammer (26) einseitig entweder mit der Kondensatleitung (3) oder der Atmosphäre verbindbar ist.