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Vorrichtung zum Regeln des Betriebes eines Röhrendampferzeugers mit
Zwangsdurchlauf des Arbeitsmittels Bei einem als Durchflußröhrenkessel gebauten
Grenzdampferzeuger oder anderen Röhrendampferzeugern mit Zwangsdurchlauf des Arbeitsmittels
hat es sich als sehr wertvoll erwiesen, die Rohrheizfläche so anzuordnen, daß sich
die Unwandlung aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand des im Feuerraum zunächst
durch Strahlung beheizten Arbeitsmittels teilweise oder ganz in einem Heiziiächenteil
vollzieht, der der Beheizung der strahlenden Wärme entzogen ist, indem er in einem
dem Feuerraum nachgeschalteten Heizgaszug angeordnet und durch Berührung beheizt
wird.
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Betriebserfahrungen haben nun ergeben, daß nicht nur bei Röhrendampferzeugern
mit Zwangsdurchlauf des Arbeitsmittels allgemein, sondern besonders bei einem Röhrendampferzeuger
mit einer nach obigen Grundsätzen entsprechend ausgebildeten Heizfläche die angegebenen
Dampferzeugungsphasen nicht immer mit Sicherheit innerhalb der dazu auserwählten
Heizfläche verbleiben, sondern unter dem Einfluß sich ändernder Betriebsbedingungen
leicht wandern. So hat beispielsweise eine Änderung in der Wärmebelastung der Heizflächenteile,
die Menge des in der Zeiteinheit hindurchfließenden Arbeitsmittels und schließlich
auch die Temperatur, mit der das Arbeitsmittel in den Dampfer'zeuger gespeist wird,
auf die jeweilige Tage der Umwandlungszone Einfluß. Bekanntlich wird bei einer Verstärkung
der Beheizung die Wärmebelastung der Strahlungsheizoberfläche geringer im Verhältnis
zu der der Heizflächenteile, die der strahlenden Beheizung entzogen sind und Berührungsheizflächen
darstellen. Je mehr man die Wärmezufuhr steigert, um so mehr werden also die Berührungsheizflächen
belastet" der Wärmeschwerpunkt des Dampferzeugers also gewissermaßen nach dem Dampferzeugerende
zu verschoben. Die Folge davon ist, daß sich auch die Umwandlungszone von Flüssigkeit
in Dampf verlagert. Dem kann man erfindungsgemäß in der Weise entgegentreten, daß
man die Beheizung des Speisewasservorw ärmers entsprechend verändert, und zwar derart,
daß man, wenn eine Verschiebung der Umwandlungszone nach dem Dampferzeugeraustritt
zu eintritt, das Speisewasser stärker vorwärmt und umgekehrt die Speisewasservorwärmung
vermindert, wenn infolge einer entgegengesetzten Verschiebung des Wärmeschwerpunktes
eine frühere Umwandlung von Flüssigkeit in Dampf eintreten würde.
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Wie schon angedeutet wurde, kann aber eine Verschiebung der Umwandlungszone
außer durch eine Änderung in der Wärmebelastung der einzelnen Heizflächenteile auch
dadurch
eintreten, daß sich die Speisewassermenge oder die -Eintrittstemperatur des Speisewassers
ändert. Je größer die Menge ist bzw. je geringer die Temperatur ist, um so später
wird auch die Umwandlung vollzögen und umgekehrt. Auch in diesem Falle hat man es
wiederum in der Hand, die Umwandlungszone an der dazu bestimmten Heizflächenstelle
festzuhalten, indem man den Grad der Vorwärmung des Speisewassers entsprechend einregelt.
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Eine Verlagerung der Umwandlüngszone, soweit sie durch eine Mengenänderung
des iugeführten Speisewassers oder eine Temperaturänderung entstehen würde, läßt
sich nun erfindungsgemäß in diesem Zusammenhange selbsttätig in besonders einfacher
Weise dadurch verhüten, daß der Vorwärmer ohne ständig gesteuerte Absperrvorrichtungen
an die F rischdampfleitung, insbesondere an einen Überhitzer angeschlossen wird.
Auf eine besondere, ständig wirkende Zusatzregelung für die Heizdampfzufuhr zum
Vorwärmer kann man in diesem Falle verzichten. Das vorzuwärmende Wasserholt sich
gewissermaßen hierbei selbst die zu -seiner Erwärmung erforderlichen Dampfmengen
heran. Je größer die Wassermenge ist, um so größer ist die in der Zeiteinheit in
ihr unterzubringende Wärmemenge, d. h. um so mehr Dampf strömt in den Vorwärmer
ein.
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Wenn man daher diesen Speisewasserv orwärmer gemäß der Erfindung an
die Frischdampfleitung ohne ständig gesteuerte Absperrvorrichtungen anschließt,
so gewährleistet diese Anordnung, daß bei steigender Speisewassermenge selbsttätig
eine größere Dampfmenge zur Vorwärmung des Wassers zuströmt. Die Lage der Umwandlungszone
im Berührungsteil stellt sich dabei also gewissermaßen selbsttätig ein.
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Wie man hiermit gleichzeitig eine Regelung der Überhitzungstemperatur
verbinden kann, sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Abbildung bei einem Grenzdampferzeuger
erläutert. Der als Durchflußdainpferzeuger gebaute Dampferzeuger ist mit i bezeichnet.
An die Umwandlungszone schließt sich dabei ein Überhitzer 2 an, dem vorteilhaft
eine Druckmindervorrichtung 3 nachgeschaltet ist. Ob die Druckmindervorrichtung
als Ventil oder als Kraftmaschine ausgebildet ist; ist dabei belanglos. Um den *Dampf
den Verbrauchern mit der erforderlichen Betriebstemperatur zuführen zu können, ist
ein Überhitzer 4 vorgesehen. Das Speisewasser wird durch eine Zuhringzpumpe 5 der
Hauptpumpe zugeführt, die aus den beiden Teilen. 6 und 7 hesteht. Durch den Pumpenteil
6 wird dem Speisewasser der in den Vorwärmerstufen 8, g erforderliche Druck aufgepreßt.
Das Speisewasser wird dann durch den Pumpenteil 7 mit dem erforderlichen Druck in
den Dampferzeuger i gespeist. Zwischen die Pumpe 7 und den Dampferzeuger i ist nun
gemäß der Erfindung ein Speisewasservorwärmer io eingeschaltet, der über die Leitungen
i i und 16 mit der Frischdampfleitung 15 des Dampferzeugers in Verbindung steht.
Es kann zweckmäßig sein, in der Leitung i i noch für bestimmte Fälle z. B. eine
Thermoregelung als Grenzregelung vorzusehen. Die den Vorwärmer io durchfließende
Speisewassermenge richtet sich nach der Belastung. Infolgedessen ändert sich auch
die durch die Leitung i i aus der Leitung 15 abgezweigte Dampfmenge, und
der Dampferzeuger regelt sich gewissermaßen selbst auf Einhaltung der Lage der Umwandlungszone.
Die Abbildung läßt erkennen, daß hinter dem Überhitzer 4 eine Leitung 12 nach der
Leitung 16 angeschlossen ist und. daß in dieser Leitung 1z ein Absperrventil 14
vorgesehen ist, dem ein Absperrventil 13 in der Leitung 11 entspricht. Die
Ventile 13 und 14 können im übrigen auch als Regelventile ausgebildet sein. Die
Anordnung dieser Ventile ist zu folgendem Zweck gedacht: Es sei angenommen, das
Ventil 14 sei geschlossen und das Ventil 13 geöffnet. Dann wird die den Überhitzer
4 durchströmende Dampfmenge um den Betrag verringert, der über die Leitung i i zum
Vorwärmer i o abströmt. Stellt sich nun hinter dem Überhitzer 4 eine zu hohe Temperatur
ein, die eine Folge unzureichender Wärmeabfuhr durch den Dampf ist, so wird das
Ventil 13 geschlossen und das Ventil 14 geöffnet. Der Überhitzer 4 wird jetzt von
einer größeren Dampfmenge als vorher durchflossen mit dem Ergebnis, daß die Temperatur
in ihm wieder auf den zulässigen Wert absinkt. Man hat es also durch Umschaltung
der Ventile 13 und- 14 oder durch deren Regelung in der Hand, die Überhitzungstemperatur
hinter dem Überhitzer 4 innerhalb bestimmter Grenzen zu beeinflussen.
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Selbstverständlich muß bei einer derartigen Vorwärmung des Speisewassers
durch Dampf die im Dampferzeuger erzeugte Dampfmenge größer sein als die verbrauchte
Dampfmenge, da ja ein Teil des Dampfes für Vorwärmungszwecke abgezweigt wird. Da
jedoch die Wärme dieses Dampfes dein Kreislauf erhaltenbleibt, so treten wesentliche
Verluste hierdurch nicht auf.