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Speisewasserregler für Dampfkessel zur Regelung des Speisewasserzuflusses
in Abhängigkeit von der Dampfentnahme und vom Wasserstand Die vorliegende Erfindung
betrifft einen Speisewasserregler für Dampfkessel, der besonders für Hochdruckkessel
hoher Leistungsfähigkeit geeignet ist, bei denen häufige und nennenswerte Belastungsschwanktiiien
auftreten, obwohl natürlich der neue g g
Regler auch bei jeder anderen Kesselart
Anwendung finden kann.
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Der neue Regler beherrscht den Speisewasserzufluß in bekannter Weise
sowohl in #bhängigheit von der Dampfentnahme als auch vom Wasserstand. Erfindungsgemäß
werden zu diesem Zweck zur Steuerung des Speiseventils zwei Verdampfergefäße vorgesehen,
von denen das eine durch den bei der durch die Dampfentnahme verursachte Änderung
des Wasserstandes in einem Behälter entstehenden höheren oder geringeren Dampfdruck
und das andere durch den bei der Schwankung des Kesselwasserstandes in einem Rohr
entstehenden Dampfdruck beeinflußt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht,
welche einen Kessel mit einem Speisewasserregler gemäß vorliegender Erfindung zeigt.
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Die Erfindung bezweckt eine mit der Kesselbelastung gleichmäßig zunehmende,
ununterbrochene Speisung des Kessels während des Betriebes zu erreichen, während
bei den bekannten Speisereglern eine stoßweise Speisung des Kessels erfolgt. Außerdem
sind bei dem Regler nach der Erfindung sämtliche Gestänge vermieden, da die Steuerung
des Speiseventils durch hydraulische Übertragung bewirkt wird.
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Bei Kesseln mit hoher Leistungsfähigkeit und bei hohen Dampfdrücken,
besonders aber bei Kesseln mit erheblich wechselnden Belastungen, entstehen bedeutende
Änderungen der Wasserstandshöhe im Kessel durch das Aufwallen des Wasserinhaltes
bei plötzlich einsetzender Dampfentnahme. Die Erfindung sieht deshelb weiter vor,
unverhältnismäßig große Veränderungen der Wasserstandshöhe infolge von Änderungen
im Dampfdruck oder der Feuerstärke oder infolge von Abblasen, L'ndichtigkeiten oder
anderer Einflüsse zu vermeiden und die Wasserstandshöhe im Kessel in gewissen Grenzen
gleichbleibend zu halten.
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Der Speisewasserregler besteht aus einem Verdampfergefäß 77, das mit
irgendeiner geeigneten Flüssigkeit gefüllt sein kann und durch welches ein Rohr
78 hindurchgeht, das sowohl mit dem Wasserraum als mit dem Dampfraum des Kessels
in Verbindung steht. Wenn der Wasserstand sich ändert, wird sich auch die Wasserstandshöhe
in dem Rohr 78 ändern, und es wird mehr oder weniger Wärme an die Flüssigkeit in
dem Verdampfergefäß 77 abgegeben und dadurch ein mehr oder weniger hoher Dampfdruck
in dem Verdampfergefäß erzeugt.
Jede Druckerhöhung wird durch das
Rohr 79 auf die Membran 88 des Speiseventils ioi übertragen, die Membran 88 wird
nach abwärts gedrückt und das Ventil ioi wird mehr geöffnet. Sinkt der Druck in
dem Verdampfergefäß, so wird durch den Druck der Feder 76 das Ventil ioi mehr geschlossen.
Mit dieser Vorrichtung wird die Wasserstandshöhe im wesentlichen auf gleicher Höhe
gehalten oder mehr oder weniger in gewissen vorbestimmten Grenzen geändert. Die
Verstellung der Wasserstandshöhe kann durch die Änderung der Neigung des Dampfentwicklungsgefäßes
und des darin befindlichen Rohres verändert werden. Wenn das Dampfentwicklungsgefäß
mehr waagerecht liegt, wird die Einwirkung auf dasselbe größer sein, da hierdurch
bei einer gegebenen Änderung des Kesselwasserstandes eine größere Änderung des Wasserstandes
in dem Rohr 78 bewirkt und infolgedessen eine größere thermische Wirkung desselben
auf die .Flüssigkeit im Verdampfergefäß erzeugt wird. "Andererseits werden bei mehr
senkrechter Stellung des Verdampfergefäßes die Grenzen, innerhalb welcher die Wasserstandshöhe
in dem Kessel aufrechterhalten wird, weiter gestellt. Damit jedoch die Belastung
des Kessels, d. h. die Menge des aus dem Kessel abströmenden Dampfes, die Speisung
desselben beeinflussen kann, ist ein zweites Verdampfergefäß 8o vorgesehen, und
das Rohr 81 innerhalb dieses Gefäßes ist mit der Hauptdampfleitung 8z durch die
Rohre 85 und ioz an den beiden entgegengesetzten Seiten der Drosselstelle 83 verbunden.
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Bei richtiger Anordnung wird sich stets Niederschlagswasser in dem
Rohr 8 1 in den Grenzen des Verdampfergefäßes 8o befinden, und in dem Maße,
wie die Dampfentnahme in der Hauptleitung sich ändert, wird sich auch der Druckabfall
durch die Drosselstelle 83 ändern. Entsprechend ändert sich auch die Höhe des Wasserstandes
im Rohr 81, wodurch auf die Flüssigkeit im Verdampfergefäß 8o mehr oder weniger
Wärme in ähnlicher Weise wie in dem Verdampfergefäß 77 übertragen wird. Das Verdampfergefäß
8o ist durch ein Rohr 86 mit dem Membranraum 88 verbunden. Die Membran 74 in diesem
Raum ist mit der Spindel des Kolbens des Ventiles ioi verbunden.
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Steigt nun im Betrieb die Kesselbelastung, so nimmt der Druck in der
Hauptdampfleitung 82 oberhalb der Drosselstelle 83 ab. Diese Druckabnahme
wird dem Verdampfergefäß 8o durch das Rohr 85 mitgeteilt, und als Folge wird das
Wasser im Rohr 81 mehr nach abwärts gedrückt. Die weitere Folge davon ist, daß der
Flüssigkeit im Verdampfergefäß 8o mehr Wärme zugeführt, der Dampfdruck in demselben
erhöht, die Membran 74 mehr nach abwärts gedrückt und das Ventil mehr geöffnet wird,
so daß mehr Wasser in den Kessel fließen und die erhöhte Dampfentnahme aus dem Kessel
ausgeglichen wird. Wenn umgekehrt die Kesselbelastung abnimmt, steigt das Wasser
in dem Rohr 81,
und das Ventil ioi wird mehr geschlossen, so daß die Speisung
des Kessels im Verhältnis zur Verminderung der Dampfentnahme vermindert wird.
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Die beiden Verdampfergefäße 77 und 8o werden also immer bei der Regelung
des Speisewasserzuflussesentsprechend der Dampfentnahme aus dem Kessel zusammenarbeiten
und werden zugleich den Wasserzufluß zum Kessel ändern, so daß die Wasserstandshöhe
in den verlangten Grenzen gleichbleibt.
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Um plötzliche Änderungen im Wasserstand des Rohres 8,1 zu vermeiden,
wenn erhebliche Belastungsänderungen eintreten, ist es wünschenswert, einen Zusatzbehälter
84 in das Rohr 85 einzuschalten, der das untere Ende des Rohres 81 mit der Hauptdampfleitung
82 verbindet. Durch den ununterbrochenen Niederschlag des Dampfes in den
verschiedenen Rohren wird mehr oder weniger Wasser an das Rohr 81 sowie an den Behälter
abgegeben, so daß der Wasserstand im Rohr 8i auf der gewünschten Höhe gehalten wird
und im Falle von Belastungsänderungen ein genügender Vorrat kalten Wassers vorhanden
ist, um unverhältnismäßige Änderungen im Wasserstand des Rohres zu vermeiden. Auf
diese Weise wird der Wasserstand im Rohr immer in Übereinstimmung mit den Belastungsänderungen
gleichbleibend gehalten.
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Da jedoch der Druckabfall durch die Drosselstelle 83 sich in größerem
Maße ungefähr quadratisch ändert, bei gleichmäßig zunehmender Dampfentnahme aus
dem Kessel, ist es wünschenswert, eine Vorrichtung vorzusehen, welche die Öffnung
des Ventiles ioi mehr in Übereinstimmung mit den Schwankungen der Dampfentnahme
ändert als in Übereinstimmung mit den Änderungen des Druckabfalles durch die Drosselstelle.
Zu diesem Zweck kann der Behälter 87 einen Teil des Rohres 81 bilden, wobei er so
angeordnet ist, daß der Normalwasserstand in der Höhe dieses Behälters liegt. Wenn
die Kesselbelastung steigt und das Wasser in diesem Behälter 87 nach unten gedrückt
wird, wird wegen der mehr oder weniger konischenWandungen des Behälters 87 weniger
Wärme an die Flüssigkeit in dem Verdampfer abgegeben werden als im Verhältnis zu
dem Fallen des Wasserstandes normaler Weise abgegeben werden müßte. Wenn die Wände
die richtige Neigung haben, wird die abgegebene Wärme
mehr im Verhältnis
zu den Schwankungen der Dampfabgabe als im Verhältnis zu dem Druckabfall an der
Drosselstelle stehen. Die Schwankungen in der Dampferzeugung und folglich auch die
Ventilöffnungen werden also entsprechend den Dampfschwankungen sein.