-
Verfahren zur Regelung des Betriebes von Röhrendampferzeugern mit
-Zwangsd'urchlauf des Arbeitsmittels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung
des Betriebes von Röhrendampferzeugern mit Zwangsdurchlauf des Arbeitsmittels, bei
welchem eine veränderliche Betriebsgröße der zugeführten Leistung, beispielsweise
die Flüssigkeitszufuhr oder die Brennstoffzufuhr, in Abhängigkeit von Änderungen
der abströmenden Dampfmenge und zusätzlich in Abhängigkeit von Änderungen der Temperatur
des strömenden Arbeitsmittels an einer innerhalb des beheizten Teiles des Dampferzeugers
liegenden Zwischenstelle geregelt wird, an welcher die Flüssigkeit vollständig verdampft
ist. Bei Anlagen dieser Art ist es für eine einwandfreie Regelung von Wichtigkeit,
eine genaue und zuverlässige Beeinflussung der Lage der jeweiligen Umwandlungszone
der Flüssigkeit in Dampf zu erzielen. Gemäß der Erfindung wird zwecks Änderung der
Temperatur des erzeugten Dampfes dieLage der den zusätzlichenRegelimpuls liefernden
Zwischenstelle und somit die Lage derjenigen Stelle, an welcher die Flüssigkeit
vollkommen in Dampf verwandelt ist, wahlweise geändert. Vorzugsweise erfolgt dies
durch Anbringung von Temperaturfühlern an verschiedenen Stellen des Verdampfers
an der in Betracht kommenden Zone des Dampferzeugungsabschnittes, wobei die Temperaturfühler
wahlweise an ein Temperaturmeßgerät anschließbar sind, welches seinerseits mit verschiedenen
Regelvorrichtungen in Verbindung stehen kann.
-
Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Röhrendampferzeugern mit Zwangsdurchlauf
des Arbeitsmittels die Temperaturen an drei getrennten Stellen des Strömungsweges
als Regelimpulse zu benutzen. Diese Temperaturen werden aber nicht abwechselnd und
wahlweise auf die Regelvorrichtung zur Einwirkung gebracht, sondern zu einer einzigen
Regelgröße zusammengesetzt, so daß sie gleichzeitig und gemeinsam wirken. Die bekannte
Regelvorrichtung, deren Temperaturbereich durch Einstellung einer Druckfeder veränderlich
ist, arbeitet nur bei jeweilig einem bestimmten Temperaturmittelwert. Die Verlegung
der Umwandlungszone durch Veränderung des Federdruckes ist unsicher und beschränkt
den Bewegungsbereich der Regelvorrichtung. Außerdem kann dabei nicht der unmittelbare
Temperaturwert an den einzelnen Meßstellen angegeben werden.
-
Die Zeichnungen zeigen als beispielsweise Ausführungsformen die Anwendung
der Erfindung bei zwei Dampferzeugeranlagen, von
denen jede aus
einem Dampferzeuger und einer zugehörigen Regelvorrichtung besteht. und zwar ist
Fig. i eine vereinfachte Darstellung einer; Ausführungsform, bei welcher die Zuleitung
der Speiseflüssigkeit in Abhängigkeit von den Temperaturänderungen geregelt wird.
-
Fig. = zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher auch die Brennstoffzufuhr
in Abhängigkeit von den Temperaturänderungen geregelt wird.
-
Der in Fig. i dargestellte Dampferzeuger r besitzt eine Heizkammer
a zur Erhitzung des :@rbeitsmittels, «-elches durch eine Anzahl nebeneinander verlaufender
beheizter Leitungen hindurchströmt. Brennstoff, beispielsweise Öl, und Luft werden
der Heizkammer z in geregelten eiengen durch die Leitung 3 bzw. d. zugeführt. Die
Ölzufuhr wird durch Einstellen eines in der Leitung 3 angeordneten Ventils 5 geregelt
und durch einen Ströniungsniesser 6 gemessen, während die Luftzufuhr durch eine
Klappe; geregelt wird.
-
Die Speiseflüssigkeit wird durch eine Leitung i i unter Druck einem
Verbindungsstutzen io zugeführt, und zwar mittels einer von einem Motor 13 getriebenen
Pumpe 12. Die Antriebsgeschwindigkeit ist von der Regelstellung eines in den elektrischen
Stromkreis des Motors 13 eingeschalteten Widerstandes i .I abhängig.
-
Von dein Verbindungsstutzen io zweigen drei gleichlaufende Leitungen
15, 16 und 1; ab. Die Leitungen bestehen aus Rohren kleinen Durchmessers und großer
Länge, die schlangenförmig gewunden und lagenweise innerhalb eines Vorwärmerabschnittes
18 des Strömungsweges angeordnet sind. Von dein .Abschnitt i8 führen die Leitungen
über einen Verbindungsstutzen ig in dieHeizkammer, in welcher sie sich in kreisförmigen
Windungen nach oben erstrecken. Ein bestimmter Teil der den Verbrennungsraum umschließenden
Rohre bildet einenDampferzeugungsabschnitt 21, während der obere Teil der Rohre
einen Überhitzungsabschnitt 22 bildet. Von hier führen die Rohre über einen Verbindungsstutzen
23 und eine Leitung 24 zu einer Turbine oder einem sonstigen Dampfverbraucher 26.
Die aus der Heizkaininer aufsteigenden Verbrennungsgase kommen nacheinander in wärmeleitende
Berührung finit dein Dampferzeugungsabschnitt 21, dem L'berliitzuitgsabschnitt z=
und dein Vorwärnierabschnitt 18.
Der Zug der Verbrennungsgase wird durch eine
zusammen mit der Klappe ; durch ein Hebelgestänge gesteuerten Klappe 2e mittels
eines von einem Ventil 8; gesteuerten hydraulischen Kolbens 88 geregelt.
-
In den Leitungen für das Arbeitsmittel sind in bekannter Weise Verteilungsstutzen
1g, 30. 31 angeordnet, die dazu dienen, das strömende Arbeitsmittel zu vermischen
und seine Temperatur auszugleichen. Hinter den @-Ausgleichsstutzen verlaufen die
Leitungen er getrennt voneinander.
-
:@um Anzeigen der Leistung des Dampferzeugers ist an die Leitung?.
ein Strömungsniesserc@7 angeschlossen: zur Anzeige des Flüssigkeitszustromes zu
dem Dampferzeuger dient ein an die Leitung i i angeschlossener Strömungsmesser ioo.
Als Betätigungsvorrichtung für den Widerstand 14 und das Steuerventil s dienen hydraulische
Kraftkolben 86 und 83.
-
Die Flüssigkeitszuleitung zu <lern Dampferzeuger wird mittels des
Widerstandes 14 entsprechend dein Verhältnis zwischen der Flüssigkeitszuleitung
und der Dampfableitung geregelt. In ähnlicher Weise wird die Brennstottzufuhr mittels
des Regelventils 5 entsprechend dein Verhältnis zwischen der Danipfabströmung und
der Brennstoffzufuhr geregelt. Zit diesem "Zweck sind die drei Strö niungsinesser
6, 97 und ioo durch ein aus Schwinghebeln und schwenkbar verbundenen Stangen
bestehendes Hebelgestänge miteinander verbunden. Die Zeiger der Strömungsinesser
97 und ioo sind über senkrechte Lenker finit einem frei beweglichen Schwingltebel
to.. verbunden, welcher unter Vermittlung eines weiteren angelenkten Schwingliebeis
io8 ein Steuerventil 85 für den Flüssigkeitszustrom zu dein Kraftkolben 86 betätigt.
-
Ferner ist noch dafür Sorge getragen, daß die Flüssigkeitszuleitung
eine Feinreglung erfährt, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur an einer bestimmten
Stelle des Strömungsweges. Dies geschieht in der Weise, daß der Schwinghebel io8
eine zusätzliche Verstellung in Abhängigkeit von einem Teinperaturmeßgerät 35 erfährt,
welches mit dem Schwinghebel durch einen Lenker verbunden ist. Wenn das Verhältnis
zwischen Dampfabströmung und Flüssigkeitszufuhr den gewünschten Wert aufweist, aber
der ausschließlich Dampf enthaltende Anteil des Strömungsweges größer als erwünscht
ist, so nimmt der Zeiger des Teinperaturmeßgerätes 35 unter dein Einfluß einer beispielsweise
durch den Temperaturfühler d.o bewirkten Temperaturmessung eine Lage ein, bei welcher
die zu dein Ventil 85 führenden Lenker in senkrechter Richtung so weit verschoben
sind, <laß das Steuerventil .85 eine Verstellung des Kraftkolbens 86 und
demnach auch eine Verstellung des Widerstandes 14 bewirkt, und zwar in dein Sinne,
daß das Maß der Flüssigkeitszufuhr zu dein Dampferzeuger etwas erhöht, claß also
die '#,'erdaitipfungszone nach dein Dampfauslaß zu verschoben und der
ausschließlich
Dampf enthaltende Anteil des Strömungsweges verkleinert wird.
-
Zur Regelung der Brennstoffzufuhr mittels des durch den Kraftkolben
83 eingestellten Regelventils 5 dient ein von dem Gleichgewicht zwischen den gemessenen
Werten der Dampfabströmung und der Brennstoffzufuhr beeinflußter Impuls. Zu diesem
Zweck sind die Strömungsmesser 6 und 97 mit einem Steuerventil 82 des Kraftkolbens
83 über ein in grundsätzlich gleicher Weise wie bei der vorerwähnten Zuführungsvorrichtung
für die Betriebsflüssigkeit ausgebildetes Hebelgestänge verbunden. Die Zeiger der
beiden Strömungsmesser sind an einem frei beweglichen Schwinghebel io5 angelenkt,
der über einen weiteren Lenker und einen Schwinghebel 113 mit dem
Steuerventil 82, in Verbindung steht. Das andere Ende des Schwinghebels 113
ist über einen Lenker mit dem Bourdonrohr 32 verbunden, welches eine Feinreglung
in Abhängigkeit von dem Dampfdruck bewirkt.
-
Das Maß der Brennstoffzufuhr wird ferner als Impuls für die Regelung
der Luftzufuhr durch die Klappen 7 und 28 benutzt, welche gleichzeitig von dem Kraftkolben
88, der von einem Ventil 87 gesteuert ist, betätigt werden. Der Zeiger des Strömungsmessers
6 ist außerdem über einen angelenkten doppelarmigen Schwinghebel 70 mit dem
Balken 75 eines Luftströmungsmessers bekannter Bauart verbunden. Die Einstellung
dieses Strömungsmessers erfolgt in Abhängigkeit von einem Druckunterschied, der
durch Rohre 78, 79 oberhalb bzw. unterhalb des Vorwärmerabschnittes 18 entnommen
wird.
-
Durch einen Schalter 37, der durch die Leitung 36 mit der elektrischen
Temperaturmeßvorrichtung 35 verbunden ist, kann die Temperaturmeßvorrichtung 35
außer an den Wärmefühler 4o auch noch an die Wärmefühler 38, 39 angeschlossen werden.
Da die Wärmefühler an verschiedenen Stellen des Strömungsweges hintereinander angeordnet
sind, kann damit die Temperatur des erzeugten Dampfes durch Verschieben der Übergangszone
erfindungsgemäß leicht eingestellt werden.
-
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist der Aufbau des in Seitenansicht
gezeigten Dampferzeugers derselbe wie in Fig. i, jedoch sind die Ausgleich- und
Mischstutzen fortgelassen. Die Regelung der Flüssigkeitszufuhr zu dem Dampferzeuger
erfolgt in derselben Weise wie bei der Anlage nach Fig. i, und die entsprechenden
Teile der Regelungsvorrichtung tragen die gleichen Bezugszeichen. Der Kraftkolben
83 für das Brennstoffventil steuert gleichzeitig durch ein Gestänge,die Zugklappe
2 & und ,den Widerstand 9 eines Gebläsem@otors 8 für die Luftzufuhr.
-
Die Regelung der Bestandteile des Brenngemisches erfolgt unter dem
Einfluß des durch das Bourdonrohr 32 angezeigten Auslaßdampfdruckes undloder unter
dem Einfluß der durch metallene Membrankammern 133
angezeigten Temperatur
des abströmenden Dampfes sowie in Abhängigkeit von der Anzeige der Temperatur an
einer bestimmten Stelle des Strömungsweges mittels eines Meßinstrumentes 35a. Durch
diese Meßgrößen wird eine unmittelbare Regelung des Steuerventils 82- bewirkt.
-
Durch Anordnung zweier Absperrventile i53, 154 ist dafür Sorge getragen,
daß wahlweise entweder dieTemperatur oder derDruck des abströmenden Dampfes oder
auch gleichzeitig beide Meßgrößen zusammen mit der Temperatur an einer bestimmten
Stelle des Strömungsweges als Regelimpuls für die Einstellung des Steuerventils
82 benutzt werden können.
-
Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die Anwendung bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen beschränkt. Vielmehr sind verschiedene andere Kombinationen
der Regelimpulse mit anderen Betriebsgrößen denkbar. Auch können in bekannter Weise
zur Übertragung der Regelimpulse andere Mittel, wie beispielsweise elektrische Kontaktkreise,
elektrische Motoren, Elektronenröhren u. dgl., Verwendung finden.