DE453410C

DE453410C - Arrangement for utilizing the boiler heat of high pressure steam generators with superheaters that are free or poor in water space

Info

Publication number: DE453410C
Application number: DES72645D
Authority: DE
Inventors: Dr Waldemar Stender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1925-12-05
Filing date: 1925-12-05
Publication date: 1927-12-07

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 7. DEZEMBER 1927ISSUED ON DECEMBER 7, 1927

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 13 b GRUPPECLASS 13 b GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Dezember 1925 ab. Patented in the German Empire on December 5, 1925 .

Höchstdruckdampferzeuger bestehen im wesentlichen aus einem beheizten Rohrsystem, besitzen also keinen oder nur einen sehr kleinen Wasserraum. Wird ein derartiger Dampferzeuger abgestellt, so ist in seinem Material noch eine große Wärmemenge enthalten, die man bisher nicht wirtschaftlich ausnutzen konnte. Um nämlich das Rohrsystem nach dem Abstellen der Dampferzeugung durch die entstehende Wärmeansammlung nicht zu gefährden, mußte man bisher dem Dampf einen Weg nach dem Kondensator oder durch das Sicherheitsventil ins Freie öffnen, so daß eine Wasserströmung im Dampf-High pressure steam generators essentially consist of a heated pipe system, therefore have no or only a very small water space. Will be one of those The steam generator is switched off, so its material still contains a large amount of heat, which up to now could not be exploited economically. Namely, around the pipe system after the steam generation has been switched off To avoid endangering the resulting accumulation of heat, one previously had to find a route for the steam to the condenser or open the safety valve to the outside so that a water flow in the steam

1.5 erzeuger aufrechterhalten werden konnte. In beiden Fällen ist die abzuführende Wärmemenge ein Verlust. Um diese Verluste zu vermeiden, die Kesselwärme also nutzbar zu machen, wird gemäß der Erfindung ein Wärmegleichdruckspeicher vorgesehen, der mit der Frischdampfleitung durch eine Leitung in Verbindung steht. Nach Abstellen des Kessels wird durch diesen Wasser hindurchgepumpt, und zwar sowohl durch den eigentlichen Dampferzeuger wie durch den Überhitzer. Dieses Wasser, das sich bei seinem Durchgang durch den Kessel erwärmt, wird vom Speicher aufgenommen. Bei dieser Anordnung wird also nicht nur die eigentliehe Kesselwärme nutzbar gemacht, sondern auch die Wärmemenge, die im Überhitzersystem vorhanden ist, die also ebenfalls in den Speicher gelangt.1.5 producers could be sustained. In both cases, the payment is due Amount of heat a loss. In order to avoid these losses, the boiler heat can be used to make, according to the invention, a thermal balance pressure accumulator is provided, which is connected to the main steam line by a line. After parking of the boiler is pumped through this water, both through the actual steam generator as well as through the Superheater. This water, which heats up as it passes through the boiler, is recorded from memory. With this arrangement, therefore, not only the actual Boiler heat made usable, but also the amount of heat that is in the superheater system is present, which also gets into the memory.

Im Speicher befindet sich am Ende dieses Vorganges eine gewisse Wärmemenge, die in wirtschaftlicher Weise zum Hochheizen des Kessels bei Betriebsbeginn verwendet werden kann. Man entnimmt nämlich zu Betriebsbeginn das Speisewasser zunächst nur dem Speicher und pumpt es so lange in einem Kreislauf zwischen Kessel und Speicher, bis der Dampf den gewünschten Zustand (Druck, Temperatur) erreicht hat. Erst dann wird die Frischdampfleitung geöffnet. Gegebenenfalls kann der Kessel noch so lange aus dem Speicher gespeist werden, bis dieser leergefahren ist und die Speisewasserzufuhr aus einem Speisewasserbehälter eingeschaltet ist.At the end of this process, there is a certain amount of heat in the storage tank, which in be used economically to heat up the boiler at the start of operation can. At the start of operation, the feed water is initially only taken from the storage tank and it is pumped in one for a long time Circuit between the boiler and storage tank until the steam reaches the required state (pressure, Temperature). Only then is the main steam line opened. Possibly the boiler can still be fed from the storage tank until it has run empty and the feed water supply is switched on from a feed water tank.

Das Verfahren läßt sich in Zusammenarbeit mit einem Dampfspeicher noch weiter in wirtschaftlicher Weise ausgestalten. Wird nämlich nach Abstellen der Feuerung das Wasser in den Wasserspeicher gepumpt, so wird, da man zweckmäßigerweise den Druck im Speicher geringer hält als im Kessel, ein Teil des Wassers in Dampf übergehen. Dieser Dampf wird zunächst der Pumpenantriebsmaschine zugeführt und der Überschuß einem Dampfspeicher. Soll der Be-The process can be continued in cooperation with a steam accumulator design in an economical manner. This is because after the furnace has been switched off Water is pumped into the water storage tank, since one expediently increases the pressure holds less in the storage tank than in the boiler, some of the water turns into steam. This steam is first fed to the pump drive machine and the excess a steam accumulator. Should the loading

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*} The patent seeker stated as the inventor:

Dr.Waldemar Stender in Berlin-Charlottenburg.Dr Waldemar Stender in Berlin-Charlottenburg.

trieb der Anlage wiederaufgenommen werden, so ist die verfügbare Dampfmenge im Speicher so groß, daß hiermit die Pumpenleistung gedeckt werden kann. Der Vorgang beim Abstellen verläuft also so, daß durch das ausdampfende Wasser die Pumpenantriebsmaschine so lange betrieben wird, bis kein Dampf mehr aus dem Speiseraumspeicher ausdampft. Reicht dieser ίο Dampf zur Deckung der Pumpenleistung nicht mehr aus, so wird bis zur völligen Abkühlung des Kessels dem Dampfspeicher Dampf entnommen.operation of the system are resumed, the amount of steam available is in the Storage so large that the pump output can be covered with it. The process when turning off is so that by the evaporating water the Pump drive machine is operated until there is no more steam from the dining room memory evaporates. Is this enough steam to cover the pump output is no longer off, the steam accumulator is used until the boiler has cooled down completely Steam extracted.

In der Abbildung ist das neue Verfahren und die dazu dienende Einrichtung in einem Schema erläutert. Ein Kessel 1 mit einem Überhitzer 2 speist eine Frischdampfleitung 3, an die eine Kraftmaschine 4 mit einem gekuppelten Generator 5 angeschlossen ist. Die Dampfmenge, die von der Leitung 3 an die Kraftmaschine 4 abgegeben wird, wird in bekannter Weise durch einen Überströmimpuls 6 geregelt. Die Maschine 4 arbeitet als Gegendruckmaschine auf eine Gegendrucklei- z₅ tung 7, an die die Kraftmaschinen 9 und 10 angeschlossen sind. Die Kraftmaschine 10 besitzt die Stufen υ und 12; der Abdampf der . beiden zuletzt genannten Maschinen 9 und 10 wird in Kondensatoren 13 und 14 niedergeschlagen, das Kondensat durch eine Leitung 15 einem Speisewasserbehälter 16 zugeführt. Dem Speisewasserbehälter 16 entnimmt eine Pumpe 17 das Speisewasser und führt es einem Dampfvorwärmer 18 und von diesem teils einem Speicher 19, teils der Pumpe 20 zu, je nach dem Bedarf des Kessels 1. Zwischen die Pumpe 20 und den Kessel 1 ist weiter ein Rauchgasvorwärmer 21 geschaltet. 22 stellt eine Verbindungsleitung 4.0 zwischen Hoch- und Niederdruckdampfnetz dar, die bei Dampfüberschuß in der Leitung 3 durch einen Überströmimpuls 23 Dampf nach der Leitung 7 strömen läßt. Ist der Verbrauch der Maschinen 9 und 10 geringer als die in der Leitung 7 zur Verfügung stehende Dampfmenge, so wird der Überschußdampf durch eine Leitung 24 mit einem Überströmimpuls 25 einem Dampfspeicher 26 zugeführt. Dieser Speicher 26 steht durch eine Leitung 27 mit der Stufe 12 der Kraftmaschine 10 in Verbindung. Ein Reduzierventil 33 gibt dem Speicherdampf einen Weg zur Stufe 12 frei, wenn die Lieferung der Leitung 7 nicht zur Deckung des Kraftbedarfes der beiden Maschinen 9 und 10 ausreicht.In the figure, the new method and the device used for it are explained in a scheme. A boiler 1 with a superheater 2 feeds a live steam line 3 to which an engine 4 with a coupled generator 5 is connected. The amount of steam that is released from the line 3 to the engine 4 is regulated in a known manner by an overflow pulse 6. The machine 4 works as a counterpressure machine on a counterpressure line ₅ to which the prime movers 9 and 10 are connected. The engine 10 has the stages υ and 12; the exhaust steam of the. The two last-mentioned machines 9 and 10 are precipitated in condensers 13 and 14, and the condensate is fed through a line 15 to a feed water tank 16. A pump 17 takes the feed water from the feed water tank 16 and feeds it to a steam preheater 18 and from this partly to a storage tank 19 and partly to the pump 20, depending on the needs of the boiler 1. Between the pump 20 and the boiler 1 there is also a flue gas preheater 21 switched. 22 represents a connecting line 4.0 between the high and low pressure steam network which, in the event of excess steam in the line 3, allows steam to flow to the line 7 by means of an overflow pulse 23. If the consumption of the machines 9 and 10 is less than the amount of steam available in the line 7, the excess steam is fed through a line 24 with an overflow pulse 25 to a steam accumulator 26. This memory 26 is connected to the stage 12 of the engine 10 by a line 27. A reducing valve 33 gives the storage steam a path to stage 12 if the supply of line 7 is not sufficient to cover the power requirements of the two machines 9 and 10.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :The device works as follows:

Es sei angenommen, daß die Maschine 10 die Antriebsleistung für die Speisepumpen liefert. Wird die Dampferzeugung abgeschaltet, so wird das Ventil 29 geschlossen. Infolgedessen kommen die Maschinen 4 und 9 zum Stillstand, während die Maschine 10 weiterläuft. Die Pumpen 17 und 20 fördern Wasser in den Kessel 1, das sich infolge der noch im Kessel enthaltenen Wärme stark erhitzt und so die Kesselwärme abführt. Der Wasserspeicher 19 ist durch eine Leitung 31 an die Leitung 3 angeschlossen und nimmt das durch den Kessel gepumpte Wasser auf. Das Ventil 32 ist dabei geschlossen. Dabei ist in der Leitung 31 eine Ventilanordnung vorgesehen, die so eingestellt ist, daß durch sie während des Hindurchdrückens von Wasser durch den Kessel der Druck in diesem dauernd auf einem so hohen Werte gehalten wird, daß ein Ausdampfen nicht eintreten kann. Diese Maßnahme ist deshalb besonders zweckmäßig, weil eine Dampfbildung während des Abkühlvorganges die Wärmeaufnahme des Kühlmittels beeinträchtigen würde und außerdem den Kühlmittelstrom stören könnte. Der aus dem Speicher 19 ausdampfende Dampf tritt in die Leitung 7 ein und treibt die Maschine 10 weiter an. Soweit die aus dem Speicher 19 austretende Dampfmenge größer ist als der Bedarf der Maschine 10, wird sie dem Speicher 26 zugeführt. Reicht die vom Speicher 19 kommende Dampfmenge zum Antrieb der Maschine 10 nicht mehr aus, so öffnet der Impuls 28 das Ventil 33 und läßt Dampf vom Speicher 26 zur Stufe 12 der Maschine 10 strömen. Der Speicher 19 ist so groß zu bemessen, daß er die zur Abkühlung des Kessels erforderliche Wassermenge aufnehmen kann.Assume that the machine 10 supplies the drive power for the feed pumps. If the steam generation is switched off, so the valve 29 is closed. As a result, machines 4 and 9 come to a standstill while machine 10 continues. The pumps 17 and 20 promote water in the boiler 1, which is due to the heat still contained in the boiler is strongly heated and thus dissipates the boiler heat. Of the Water storage 19 is connected to line 3 by a line 31 and takes the water pumped through the boiler. The valve 32 is closed. Included a valve arrangement is provided in the line 31 which is set so that by the pressure in the boiler while water is being forced through it is kept permanently at such a high value that evaporation does not occur can. This measure is particularly useful because the formation of steam during the cooling process reduces the absorption of heat of the coolant and could also disrupt the coolant flow. The one from memory 19 evaporating steam enters the line 7 and drives the machine 10 on. Insofar as the amount of steam emerging from the memory 19 is greater than the requirement of the Machine 10, it is fed to the memory 26. If the one coming from memory 19 is enough Steam quantity to drive the machine 10 is no longer from, the pulse 28 opens the valve 33 and lets steam from Memory 26 flow to stage 12 of machine 10. The memory 19 is so big too dimensioned so that it absorbs the amount of water required to cool the boiler can.

Das Anfahren des Dampferzeugers geht folgendermaßen vonstatten. Das Ventil 29 bleibt geschlossen, während das Ventil 32 geöffnet wird. Infolgedessen bekommt die Stufe 12 der Maschine 10 Dampf aus dem Speicher 26 und läuft an.. Die Pumpe 17 ist dabei noch abgeschaltet, während die Pumpe 20 zu laufen beginnt und Wasser aus dem Speieher 19 entnimmt, das sie so lange im Kreislauf zwischen dem Kessel 1 und dem Speicher 19 pumpt, bis es die erforderliche Temperatur und den verlangten Druck erreicht hat. Ist der verlangte Zustand des Dampfes erreicht, so wird außer dem Ventil 32 auch Ventil 29 geöffnet, und der normale Betrieb ist im Gange.The steam generator is started up as follows. The valve 29 remains closed while valve 32 is opened. As a result, the stage gets 12 of the machine 10 steam from the memory 26 and starts up .. The pump 17 is there still switched off while the pump 20 starts to run and water from the storage tank 19 removes that it is so long in the circuit between the boiler 1 and the memory 19 pumps until it reaches the required temperature and pressure Has. If the required state of the steam is reached, then valve 32 is also activated Valve 29 is open and normal operation is in progress.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for utilizing the boiler heat from water space-free or -Low high pressure steam generator with superheater, characterized by a thermal balance pressure storage (19), which with the live steam line (3) is connected by a line (31) and

through this absorbs the water that is generated when the furnace is switched off and switched off the steam extraction from the boiler (ι) through this and the superheater (2) is fed through until it cools down.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the from the Hot water storage tank (19) evaporating steam, unless it is used to drive a Power machine (10), in particular the pump drive machine, can be used can, is fed to a steam accumulator (26).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the water at the start of operation there is a circuit between the boiler (1) and the water storage tank (19) executes until it reaches the required state (pressure, temperature or the like).

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that- in the connecting line (31) between the main steam line (3) and storage tank (19) The valve is switched on, which during the cooling process of the boiler (1, 2) maintains the pressure in it at a value that prevents steam formation in the boiler. .

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that in the food removal line of the water reservoir (19) a valve (32) is switched on, which is at Turning off the steam generation can be closed.

1 sheet of drawings.