DE420077C

DE420077C - Control device

Info

Publication number: DE420077C
Application number: DEF56681D
Authority: DE
Original assignee: GEORG FORNER DR ING
Current assignee: GEORG FORNER DR ING
Priority date: 1924-08-19
Filing date: 1924-08-19
Publication date: 1925-10-15

Description

Regelungsvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsvorrichtung einer Dampfmaschine, die aus einer Hochdruck- und einer Niederdruckniaschine besteht, an deren überströmleitung ein unter gleich- oder nahezu gleichbleibendem Druck stehender Wärmespeicher angeschlossen ist.Control device. The invention relates to a control device a steam engine, which consists of a high pressure and a low pressure machine, at the overflow line there is a pressure that is at the same or almost constant pressure Heat storage is connected.

Bei den bekannten Anlagen wird die Frischdampferzeugung möglichst gleichgehalten; infolgedessen muß der Speicherdruck bei sinkender Maschinenbelastung, bei der der Speicher geladen wird, steigen unrl bei steigender Belastung, bei der er entladen wird, sinken. Hierbei müssen entweder die Maschinen die Speicherdruckschwankungen mitmachen, oder es müssen zwischen Maschine und Speicher Drosselorgane angebracht werden.In the known systems, the live steam generation is as possible kept the same; As a result, the accumulator pressure must be reduced with decreasing machine load, at which the memory is loaded, unrl increase with increasing load, at which he is discharged, sink. Either the machines have to take account of the accumulator pressure fluctuations participate, or throttling devices have to be installed between the machine and the accumulator will.

Der Erfindungsgegenstaiid bezweckt, durch eine besondere Art (-ler Regelung zu erreichen, daß der Speicherdruck nahezu gleichgehalten werden kann. Zu diesem ist erforderlich, daß der dem Speicher beim Laden 7tigeführte Dampf mit kaltem Wasser nieder-,geschlagen und das heiße Kondensat wieder aus dem Speicher entfernt wird. Würde man das heiße Kondensat ohne weiteres in den Dampferzeuger speisen, so würde der Druck in diesem steigen, da die Feuerung in diesem gleichgeblieben, der Wärmeinhalt des gespeisten Wassers aber größer geworden ist. Umgekehrt müßte beim Entladen des Speichers diesem heißes Wasser aus dem Dampferzeuger zugführt werden, wodurch der Druck in letzterem sinken würde.The object of the invention aims, through a special kind (-ler To achieve control that the storage pressure can be kept almost the same. For this purpose it is necessary that the steam carried into the memory during loading is also carried out cold water, knocked down and the hot condensate back out of the storage tank Will get removed. One would easily put the hot condensate into the steam generator feed, the pressure in this would increase, since the firing in this would remain the same, but the heat content of the fed water has increased. The other way around when the storage tank is discharged, hot water is supplied to it from the steam generator which would decrease the pressure in the latter.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Frischdampfzufuhr zur Hochdruckmaschine bei unter den Mittelwert sinkender Belastung erhöht und bei über den Mittelwert steigender Belastung verringert wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Druck im Dampferzeuger ebenfalls nahezu unverändert erhalten wird.According to the invention, this disadvantage is avoided in that the Live steam supply to the high-pressure machine when the load drops below the mean value is increased and is reduced when the load rises above the mean value. Through this it is achieved that the pressure in the steam generator is also maintained almost unchanged will.

In der Zeichnung ist in Abb. i ein Schaltungsschema, in Abb. 2 ein Belastungschaubild und in Abb. 3 eine Ausführungsform der Regelung beispielsweise wiedergegeben. Vom Dampferzeuger d fließt der Dampf durch die Leitung a, das Ventil v, und das in der Regel ganz offne Ventil v 2 zu einer als Turbine dargestellten Hochdruckinaschineg, von der er durch die Leitung b und Ventil it zur Niederdruckmaschine t, die ebenfalls als Turbine dargestellt ist, strömt. Der Ab- dampf fließt in den Kondensator c, in dem er niedergeschlagen wird und aus dem er als kaltes Wasser durch die Leitung e in das Sammelgefäß w strömt. Aus diesem kann das Wasser durch die Pumpe p, abgesaugt und entweder durch Ventil x. und Leitung h in den Wärniespeicher s oder durch Ventil x2 und Leitung k in den Dampferzeuger d oder in beide gleichzeitig gedrückt werden. Dampferzeuger d und Speicher s sind durch Leitungen 1 und i mit den Ventilen y, und y., miteinander verbunden, durch die heißes Wasser entweder aus dem Speicher s in den Dampferzeuger d oder umgekehrt geführt werden kann. Durch die Leitung f kann Dampf aus der Überströmleitung b in den Speicher s oder umgekehrt geleitet werden. In Abb. 2 sind als Ordinaten die Belastungen L, L, und L , und die Dampfmengen D, Hli H2# N, und N 2, als'Abszisse die Zeit aufgetragen.In the drawing, a circuit diagram is shown in Fig. 1, a load diagram in Fig. 2 and an embodiment of the control system is shown in Fig. 3, for example. From the steam generator d the steam flows through the line a, the valve v, and the usually completely open valve v 2 to a high-pressure machine shown as a turbine, from which it flows through the line b and valve it to the low-pressure machine t, which is also used as a turbine is shown, flows. The waste vapor flows into the condenser c, in which it is precipitated and from which it flows as cold water through the line e into the collecting vessel w. From this the water can be sucked off through the pump p, and either through valve x. and line h into the heat accumulator s or through valve x2 and line k into the steam generator d or both at the same time. Steam generator d and memory s are connected to one another by lines 1 and i with valves y and y. , Through which hot water can either be fed from memory s into steam generator d or vice versa. Steam from overflow line b can be passed through line f into memory s or vice versa. In Fig. 2, the loads L, L, and L, and the steam quantities D, Hli H2 # N, and N 2, as the abscissa, the time are plotted as ordinates.

Zur Zeit o habe die Belastung ihren mittleren Wert L; die durch die H(Ichdruckturbine g fließende Dampfmenge H, sei hierbei gleich der durch die Niederdruckturbine t fließenden Dampfmenge N ' el 1, dem Speicher s werde hierbei nichts entnommen oder zugeführt, so daß die Turbine wie eine gewöhnliche speicherlose Turbine arbeitet. Ventil x, ist hierbei geschlossen und Ventil x, geöffnet, so daß das gesamte von der Pumpe pl geförderte Speisewasser in den Dampferzeuger d gedrückt wird. Ventile y, und y, sind geschlossen.At time o the load has its mean value L; by the H (Ichdruckturbine g flowing steam amount H, is in this case equal to the flowing amount of steam through the low pressure turbine t N 'el 1, the memory s will in this case taken from nothing or supplied, so that the turbine operates as an ordinary memory-less turbine. Valve x, is closed and valve x is open, so that all of the feed water delivered by the pump p1 is pressed into the steam generator D. Valves y and y are closed.

In der Zeito-i sinke die Belastung L, unter den MittelwertL bis auf einen Mindestwert; hierbei öffnet sich Ventil vi und schließt sich Ventil it etwas mehr, so daß die Niederdruckdampfinenge N, verringert und die Hochdruckdampfmeilge H, erhöht wird, während der überschüssige Dampf (H.-Ni) aus der ÜberströmIeitung b durch die Leitung f in den Speicher s strömt. Gleichzeitig wird Ventil x, allmählich geöffnet und Ventil x 2 allmählich geschlossen, so daß die Pumpe p, in steigendem Nulaße kaltes Wasser aus dem Behälter w durch die Leitung lt in den Speicher s drückt, während sich die in den Kessel (1 gedrückte Kaltwasserinenge allmählich verringert. Gleichzeitig wird Ventily, allmählich geöffnet, so daß immer mehr heißes Wasser durch die Leitung[ aus dem Speichers in den Dampferzeugerd gedrückt wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Speicherdruck nahezu unverändert bleibt, i#i(lem die in den Speicher s eintretende Dampfmenge stets durch Zufuhr der entsprechenden Kaltwassermenge niedergeschlagen wird und das entstehende heiße Wasser in den Kessel d weiterbefördert wird.In the time o-i, the load L falls below the mean value L down to a minimum value; valve vi opens and valve it closes a little more, so that the low pressure steam amount N, is reduced and the high pressure steam amount H, is increased, while the excess steam (H.-Ni) from the overflow line b through the line f into the memory s flows. At the same time valve x, is gradually opened and valve x 2 is gradually closed, so that the pump p, pushes cold water in increasing amounts from the container w through the line lt into the storage tank s , while the amount of cold water pushed into the boiler (1 gradually increases At the same time, the Ventily, is gradually opened, so that more and more hot water is pressed through the line [from the storage tank into the steam generator earth. This ensures that the storage pressure remains almost unchanged, i # i (lem that entering the storage tank s The amount of steam is always precipitated by supplying the appropriate amount of cold water and the resulting hot water is conveyed further into the boiler d.

In der Zeit 1-2 steige die Belastung Li vom .ivlindestwert wieder - bis auf den Mittelwert L; hierbei machen alle Ventile eine rückläufige Bewegung, so daß zur Zeit 2 ,#%-ieder der Anfangszustand o hergestellt ist. In the time 1-2, the load Li increases again from the minimum value - to the mean value L; in this case all valves make a backward movement, so that at time 2, #% - the initial state o is again established.

In der Zeit 2-3 steige die Belastung L2 über den Mittelwert L bis auf einen Höchst-\#.-ert; hierbei schließt sich Ventil vi und öffriet sich Ventil it etwas mehr, so daß die Niederdruckdampfmenge N erhöht und die t' 2 Hochdruckdampfmenge H2 verringert wird, während der erforderliche Mehrdampf (N.-H2) aus dem Speicher s in die tIerströmleitung b strömt. Gleichzeitig bleibt Ventil x,. geschlossen, während Ventil x. allmählich geöffnet wird, so daß die Pumpe p, in steigendem Maße kaltes Wasser aus dem Behälter w in den Dampferzeuger d drückt. Gleichzeitig wird Ventil Y2 allmählich geöffnet, so daß aus dem Dampferzeuger d immer mehr heißes Wasser durch die Leitungi in den Speichers übertritt. Hierdurch wird ebenfalls erreicht, daß der Speicherdruck nahezu unverändert bleibt, indem in ihn stets angenähert so viel heißes Wasser eingelassen wird, daß der sich hierbei entwickelnde Dampf zur Deckung des Mehrdampfbedarfes ausreicht.In the time 2-3 the load L2 increases above the mean value L up to a maximum - \ # .- ert; valve vi closes and valve it opens a little more, so that the low-pressure steam quantity N increases and the t '2 high-pressure steam quantity H2 is reduced, while the required additional steam (N.-H2) flows from the store s into the flow line b . At the same time valve x remains. closed while valve x. is gradually opened, so that the pump p, increasingly pushes cold water from the container w into the steam generator d. At the same time, valve Y2 is gradually opened so that more and more hot water passes from the steam generator d through the conduit into the memory. This also ensures that the storage pressure remains almost unchanged, in that almost so much hot water is always admitted into it that the steam that develops is sufficient to cover the additional steam requirement.

In der Zeit 3-4 sinke die Belastung L2 vom Höchstwert wieder bis auf den Mittelwert L; hierbei machen alle Ventile wieder eine rückläufige Bewegung, so daß zur Zeit 4 wieder der Anfangszustand 2 bzw. o hergestellt ist.In the time 3-4 the load L2 decreases again from the maximum value to the mean value L; in this case all valves make a backward movement again, so that at time 4 the initial state 2 or o is established again.

Sinkt die Belastung vorübergehend so z# stark-, daß die Hochdruckmaschine sie allein durchzieht und Ventil u ganz geschlossen ist, so schließt sich bei noch weiterem Sinken der Belastung Ventil v2 allmählich.If the load temporarily drops so much that the high pressure machine if it pulls through alone and valve u is completely closed, it still closes at further decrease in the load valve v2 gradually.

Die Beeinflussung der Ventile kann beispielsweise folgendermaßen geschehen: Venlile it und v2 in bekannter Weise durch den Geschwindigkeitsregler; Ventil v. durch den Druck in der Leitung a, indem vi bei stei-,x endem Druck öffnet und umgekehrt; Ventile x. und x. durch den Speicherdruck, indem bei steigendem Speicherdruck Ventil x. i*)ffnet und r. schließt und umgekehrt; Vent'le yl und y2 ebenfalls durch den Speicherdruck, indem bei steigendem Speicherdruck Ventil v, öffnet und v, schließt und umgekehrt. Es sind jedocli noch andere Beeinflussungsmöglichkeiten vorhanden, z. B-. durch den Druck in der Überströmleitung b oder durch den Inhalt des Behälters w; die Art der Beeinflussung ist jedoch für das Wesen der Erfindung tuivesentlich. Die einzelnen Beeinflusstingen können auch miteinander verbunden sein, um eine schnellere Einstellung bei veränderten Betriebsverhältnissen zu erreichen. Die Ventilex. und -:t- 2 können auch durch ein einziges Wechselventil ersetzt werden, das in der Verbindungsstelle der Leitungen lt und k angebracht werden kann.The valves can be influenced, for example, as follows: valves it and v2 in a known manner by the speed controller; Valve v. by the pressure in the line a, in that vi opens at increasing, x end pressure and vice versa; Valves x. and x. by the accumulator pressure, valve x. i *) opens and r. closes and vice versa; Valves yl and y2 also through the accumulator pressure, in that when the accumulator pressure rises, valve v, opens and v, closes and vice versa. However, there are other ways of influencing this, e.g. B-. by the pressure in the overflow line b or by the contents of the container w; however, the type of influence is essential for the essence of the invention. The individual influencing items can also be linked to one another in order to achieve a more rapid setting when the operating conditions change. The Ventilex. and -: t- 2 can also be replaced by a single shuttle valve that can be installed in the junction of lines lt and k .

Sinkt die Belastung für längere Zleit, z. B. beim -Nachtbetrieb, so weit, daß sich eine neue kleinere Mfttelbelastung ergibt, so Z, würde, wenn Ventil v, nur von einer einzigen Stelle, z. B. vom Druck in der Leitung a, beeinflußt würde, der Kaltwasserbehälter ul rasch leergesaugt werden, da die Belastung ganz oder fast ganz von der Hochdruckinaschine überwunden würde und dem Behälter a, nur wenig Kondensat zufließen -würde. Deshalb ist es zweckmäßig, vorn Druck in der Leitung a nur die den Schwankungen um den jeweiligen Mittelwert entsprechende Stellung des Ventils v, einstellen zu lassen und die jeweilige Mittelstellung von einer anderen Stelle, beispielsweise vom Inhalt des Behälters w, einstellen zu lassen, und zwar derart, daß beim Schwanken des Wasserstandes im Behälter w zwischen zwei einstellbaren Grenzen keine Verstellung der Mittelstellung erfolgt, während das Ventil v, bei Unterschreitung eines bestimmten Wasserstandes weiter geschlossen und bei überschreitung eines bestimmten Wasserstandes weiter geöffnet wird. Eine Ausführungsform einer derartigen Regelvorrichtung bist in Abb. 3 beispielsweise wiedergegeben. Ist die mittlere Belastung so tief gesunken, daß Ventil it ganz geschlossen ist und die Hochdruckniaschine die Belastung allein übernimmt, so steigt der Druck in der Leitung a immer höher, so daß der Kolben des Zylinders z, uniner höher steigt und durch Drehung des 'Zockens it, die Stange q, an der das Ventil v, -tifgeli- ä ngt ist, immer höher hebt, wodurch Ventil v, soweit als möglich öffnet. Gleichzeitig sinkt der Wasserspiegel im Behälterw Lind damit der Schwimmer r, so daß sich durch Vermittlung einer an sich bekannten Steuerung z.. der Nocken n.., derart bewegt, daß sich die Stange q senkt und damit das Ventil v, allmählich wieder geschlossen wird. Infolgedessen wird die durch die Hochdruckniaschine fließende Dainpfinenge und damit die von ihr erzeugte Leistung immer kleiner, so daß sich Ventil it, wieder öffnet und wieder Kondensat von der Niederdruckmaschine dein Behälter u, zufließt. Dies dauert so lange, bis der Wasserspiegel in letzterem wieder höher als die untere Grenze geworden ist. Sobald clies erreicht ist, bleibt der Nocken it" in seiner Stellung stehen, so daß Ventil v, jetzt nur noch vom Nocken it, um die durch den Nockenn, eingestellte Mittelstellung bewegt wird. Umgekehrt ist es, wenn der Schwiminer r die obere Grenze erreicht hat. Die Stellung des Nockens it, ist gleichzeitig ein Kennzeichen für den mittleren Dampfbedarf; es empfiehlt ssich deshalb, diese Stellung im Kesselhaus erkennbar zu machen, damit der .Heizer in der Lage ist, den Beginn einer Periode stark veränderter Belastung zu erkennen und seine Feuerung dem neuen mittleren Dampfbedarf anzupassen.If the load drops for longer periods of time, e.g. B. in night-time operation, so far that there is a new, smaller Mfttelladen, so Z , if valve v, only from a single point, z. B. by the pressure in the line a would be influenced, the cold water tank ul are quickly sucked empty, since the load would be completely or almost entirely overcome by the high pressure machine and the container a, only little condensate would flow. It is therefore advisable to have the pressure in line a set only the position of the valve v corresponding to the fluctuations around the respective mean value and to have the respective middle position set from another point, for example from the contents of the container w such that when the water level in the container w fluctuates between two adjustable limits, the center position is not adjusted, while the valve v is closed further when the water level falls below a certain level and is opened further when a certain water level is exceeded. An embodiment of such a control device is shown in Fig. 3, for example. If the mean load has fallen so low that valve it is completely closed and the high-pressure riveting machine takes over the load alone, the pressure in line a rises higher and higher, so that the piston of the cylinder z, rises higher and, by turning the Zockens it, the rod q, on which the valve v, -tifgeli- is, lifts higher and higher, whereby valve v opens as far as possible. At the same time the water level in the container w and so the float r sinks, so that by means of a known control z .. the cam n .. moves in such a way that the rod q lowers and the valve v is gradually closed again . As a result, the Dainpfinenge flowing through the high pressure machine and thus the power generated by it becomes smaller and smaller, so that valve it opens again and condensate flows in again from the low pressure machine your container u. This lasts until the water level in the latter has become higher than the lower limit again. As soon as clies is reached, the cam it "remains in its position, so that valve v, now only by the cam it, is moved around the center position set by the cam n. It is the other way round when the float r reaches the upper limit The position of the cam is at the same time an indicator for the average steam requirement; it is therefore advisable to make this position recognizable in the boiler house so that the heater is able to recognize the beginning of a period of greatly changed load and its Adjust the furnace to the new mean steam requirement.

Statt eines einzigen Ventilsv, und eines einzigen Ventilsit können auch, namentlich bei Dampfturbinen, mehrere Ventile verwendet werden, die der Reihe nach geöffnet und geschlossen werden. Auch können bei Verwendung von Dampfturbinen Hochdruck- und Niederdruckturbine in einem einzigen Geliäuse untergebracht werden. Die Erfindung kann auch angewendet werden, wenn einer vorhandenen Maschine eine für höheren Anfangsdruck bestimmte Maschine vorgeschallet wird. Die Regelung hat den Vorteil, daß normale Nfaschinen ohne Änderung verwendet werden können.Instead of a single valve and a single valve can also, especially in steam turbines, several valves are used in the series after being opened and closed. You can also use steam turbines High-pressure and low-pressure turbine can be housed in a single Geliäuse. The invention can also be applied to an existing machine machine designed for higher initial pressure is pre-sonicated. The scheme has the advantage that normal fascines can be used without modification.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control device of a steam engine, consisting of a high-pressure and a low-pressure machine, to the overflow line of which a heat accumulator under or almost constant pressure is connected, characterized in that the live steam supply to the high-pressure machine (g) when the load (L) falls below the mean value (L). L,) is increased and when the load (L. ) rises above the mean value (L), and that the distribution of the cold and hot water regulating valves (-Irl, x. " Y, y.) Are influenced by the storage pressure, while the live steam valves (V,) in the pressure in the Dampferzeu-Orer (d) and the N, i are influenced by the velocity controller iederdruckventile (u) Z>. 2-. control device according to claim, characterized 'in that the the high pressure machine (g) controlling the steam valve (v) is influenced by two places, one of which the corresponding one of the j eweiligen means load center position and the other of the fluctuations around this middle position.