DE2937873C3 - Anlageschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anlageschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs. Beim Bau von verfahrenstechnischen und thermischen Anlagen, z.B. von ^o Dampferzeugern, teilt sich gelegentlich die Aufgabe, von einer Gruppe von in Reihe geschalteten Elementen eines davon gegen ein anderes in der Reihenfolge zu vertauschen. Es ist dazu eine Schaltung mit Ventilen nötig. Die bekannten Schaltungen haben jedoch den Nachteil, daß bei einer Fehlbetätigung der Ventile, beim Nichtfunktionieren von Servomotor etc. die Ventile in eine solche Stellung geraten können, daß Elemente des Strangs isoliert werden, so daß der Durchfluß des Fluids durch den Strang der Elemente nicht mehr gewährlei- «0 stet ist. Dies hat zur Foige, daß am einen Ende des Strangs angeordnete Sicherheitsventile nicht mehr genügen, um in allen Elementen den Druck zu kontrollieren. Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schaltung zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist ⁴S und die bei Störungen auftretenden Überdrücke sicher abbaut. Diese Aufgabe wird durch die Anlage nach dem Kennzeichen des Anspruchs gelöst. Sie hat den zusätzlichen Vorteil, daß sie mit nur zwei Servomotor-Ventilen auskommt. so

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine dem Oberbegriff entsprechende Anlage nach dem Stand der Technik, in schemalischer Darstellung,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage, stark schematisiert,

F i g. 3 einen Schnitt durch ein Dreiwegeventil wie es in der Anlage nach F i g. 2 verwendet wird.

FigJ zeigt einen Abgaswärmeübertrager 1 mit w einem von isolierten Wänden 3 begrenzten Rauchgaskanal 2, in dem als Elemente der Schaltung mit A, B, C, D bezeichnete Wärmeübertragungsflächen in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Diese Elemente A bis D werden von einem ersten Fluid durchströmt, wobei dieses von einem im Rauchgaskanal 2 in Pfeilrichtung strömenden Rauchgas erwärmt wird. Zwischen den Elementen flund Cist eine Zwischenüberhitzerfläche M angeordnet, in der beispielsweise das selbe Fluid nach einer Entspannung wieder erhitzt wird. Um nun die Wärmeaufnahme in der Zwischenüberhitzerfläche M stufenweise verändern zu können, ist eine Schaltung vorgesehen, welche erlaubt, die Elemente A bis D in der Reihenfolge A—B-C-D oder aber, unter Vertauschung der Elemente B und C in der Reihenfolge A -C- B- D zu schalten. Zu diesem Zwecke sind sechs Verbindungsleitungen mit sechs Ventilen 10,11, \2 und 13, 14, 15 vorgesehen. Sind die durch Ausfüllung markierten Ventile 13, 14, 15 geschlossen und die nichtmarkierten Ventile 10, It, 12 offen, so strömt das Fluid in der Reihenfolge A-B-C-D durch die Elemente. Es stellt sich dabei rauchgasseitig stromoberhu'b der Zwischenüberhitzerfläche M eine Temperatur ein, die beeinflußt ist durch die verhältnismäßig hohe Temperatur im Element C Werden umgekehrt die markierten Ventile 13, 14, 15 geöffnet und die nichtmarkierten Ventile 10, 11, 12 geschlossen, so strömt das Fluid erst schwach erwärmt durch das Element C. Dieses entzieht dem Rauchgasstrom mehr Wärme als im vorhergehenden Fall, so daß die Temperatur des Rauchgases im Bereich der Zwischenüberhitzerfläche M tiefer liegt als vorher was zur Folge hat, daß das zwischenzuüberhitzende Fluid weniger erwärmt wird als im vorigen Fall. Die Schaltung gestattet somit, den Wärmeübergang an der Zwischenüberhitzerfläche M zu variieren. Sie hat aber den Nachteil, daß wenn z. B. die Ventile 12 und 13 aufgrund irgendwelcher Störungen beide gleichzeitig geschlossen werden, das Element D von den Elementen A bis C getrennt wird. Ein am Austritt des Elements D angebrachtes Sicherheitsventil könnte somit nicht verhindern, daß in den Elementen A, B, C ein zu hoher Druck auftreten würde. Es sind verschiedene andere Störungen denkbar, die zu einem analogen Ergebnis führen. Aus Sicherheitsgründen wird man daher bei einer solchen Schaltung zusätzliche Sicherheitsventile verlangen müssen.

F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anlageschaltung, bei der die Elemente A bis D durch einfache Pfeile dargestellt sind, wobei die Pfeilrichtung die Strömungsrichtung in den Elementen angibt. Die Schaltung umfaßt zwei Dreiwegventile 20 und 21, die in Fig.2 stark schematisiert und in Fig.3 beispielsweise gegenständlich dargestellt sind, sowie zwei Rückschlagventile 22 und 23 und die nötigen Verbindungsleitungen. Vom Dreiwegeventil 20, das einen Eingang und zwei alternativ mit dem Eingang verbindbare Ausgänge aufweist ist der Eingang über eine Leitung 30 mit dem Ausgang des Elements A verbunden. Die Ausgänge des Druiwegventils 20 führen über Leitungen 31 respektive 32 zu den Eingängen der Elemente B respektive C

Das Dreiwegeventil 21 ist an sich gleich gebaut wie das Ventil 20, jedoch in umgekehrter Strömungsrichtung eingesetzt, so daß es zwei Eingänge und einen Ausgang aufweist. Der eine Eingang ist über eine Leitung 35 an den Ausgang des Elements B angeschlossen, während der andere Eingang über eine Leitung 36 mit dem Ausgang des Elements C verbunden ist= Vom Ausgang des Dreiwegeventils 21 führt eine Leitung 37 zum Eingang des Elements D.

Das Rückschlagventil 22 ist in einer Leitung 40 so angeordnet, daß es eine Strömung vom Ausgang des Elements Czum Eingang des Elements S zuläßt.

Das Rückschlagventil 23 sitzt in einer Leitung 42, die sich vom Ausgang des Elements B zum Eingang des Elements C erstreckt. Es verhindert eine Strömung in

der Leitung 42 in der Richtung vom Element C zum Element B,

In der gezeichneten Lage sind die Elemente A, B, C, D in diese Folge geschaltet. Das Fluid strömt vom Element A über die Leitungen 30, 31 ins Element S₁ von dort weiter über die Leitung 42 mit dem Rückschlagventil 23 in das Element Cund schließlich über die Leitungen 36, 37 in das Element D. Sollen die Elemente B und C vertauscht werden, so werden die beiden Dreiwegeventile 20 und 21 in die alternative Lage gebracht, die in der to Zeichnung gestrichelt dargestellt ist. Das Fluid strömt dann von A über die Leitungen 30 und 32 ins Element C, von dort über die Leitung 40 ins Element B und schließlich über die Leitungen 35,37 zum Element D.

Gelangt bei einem Störfall beispielsweise das Dreiwegeventil 20 in die falsche Position, z. B. in die gestrichelte Lage, während das Dreiwegeventil 21 in der ausgezogen gezeichneten Lage sich befindet, so strömt das Fluid aus dem Element A über die Leitungen 30,32 zum Element Cund von dort weiter über die Leitungen 36, 37 ins Element D. Das Element B wird nicht durchflossen, ein darin sich aufbauender Druck, kann sich aber über die Leitung 42 und das Rückschlagventil 23 ausgleichen. Analoges gilt, wenn das Dreiwegeventil 20 in der ausgezogenen und das Dreiwegeventil 21 sich in der gestrichelten Stellung befindet.

In dem in Fig.3 dargestellten Schnitt durch die Dreiwegventile 20, 21 sind eine Mittelkammer 50 und zwei Außenkammern 51, 52 zu erkennen, wobei zwischen den Außenkammern 51, 52 und der Mittelkammer jeweils Sitzflächen 53 und 54 angeordnet sind. Mittels eines Servomotors 55 und einer Ventilstange 36 läßt sich ein Verschlußteil 58 von der einen Sitzfläche 53 auf die andere Sitzfläche 54, und umgekehrt, verschieben. Der Verschlußteil 58 kann damit aufs Mal ausschließlich den Querschnitt einer einzigen der beiden Sitzflächen absperren. Auch ein eventueller Bruch der Ventilstange 56 kann nicht dazu führen, daß einzelne der Elemente voneinander isoliert werden. Stellt F i g. 3 das Dreiwegeventil 20 dar, so ist am Stutzen 60 der Mittelkammer die Leitung 30 angeschlossen, während der Stutzen 61 der Außenkammer 51 mit der Leitung 31 und der Stutzen 62 der Außenkammer 52 mit der Leitung 32 verbunden ist

Stellt Fig.3 das Dreiwegeventil 21 dar, so ist der Stutzen 60 mit Leitung37, Stutzen 61 mit Leitung 36 und Stutzen 62 mit Leitung 35 verbunden.

Die Rückschlagventile werden mit kugelförmigem Verschluß'Ril ausgeführt, der durch die Schwerkraft an einer konischen Sitzfläche zur AnI-^e kommt Es ist undenkbar, daß ein solches Ventil dui cn Versagen eine Strömung in der erlaubten Richtung blockiert.

Die Erfindung läßt sich selbstverständlich nicht nur auf Elemente anwenden, die als Wärmeübertragungsflächen dienen. Auch bei Apparaten, wie Mischer, Trenner, Zentrifugen kann die Anlageschaltung für die Elemente eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Anlageschaltung mit vier von einem Fluid in Reihe durchströmten Elementen ^,5,CD mit Umschaltorganen zum .gegenseitigen Vertauschen der Reihenfolge der Elemente B und C, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes, einen Eingang und zwei Ausgänge aufweisendes Dreiwegeventil (20) eingangsseitig mit dem Element A und ausgangsseitig mit den Eingängen der Elemente B bzw. C, sowie ein zweites, zwei Eingänge und einen Ausgang aufweisendes Dreiwegventil (21) eingangsseitig mit den Ausgängen der Elemente ßbzw. Cund ausgangsseitig mit dem Element D verbunden ist, ^|5 wobei die beiden Dreiwegeventile (20,21) so gebaut sind, daß jeweils nur einer der beiden Wege (53,54) keinesfalls aber beide gleichzeitig absperrbar sind, und daß von den Ausgängen der Elemente Cund B je eine Leitung (40 bzw. 42) mit Rückschlagventil (22 bzw. 23) derart angeordnet sind, da3 sie jeweils nur den Weg vom Ausgang des einen Elements (B, C) zum Eingang des anderen fCbzw. ß,)freigeben.