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Wasserstanclsregler für Dampferzeuger Die Entwicklung im Kesselbau
geht dahin, daß einerseits die Leistung der Kessel immer mehr gesteigert und andererseits
der Wasserinhalt im Kessel möglichst klein gehalten wird. Besonders bei Kesseln
hohen Druckes ist es erwünscht, den Rauminhalt der Trommeln so klein wie möglich
zu machen.
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Mit der Verringerung des Wasserinhaltes in den Trommeln und der Vergrößerung
der Leistung wächst aber die Schwierigkeit der Wasserstandsreglung, da die meisten
Regeleinrichtungen eine bestimmte Höhenveränderung für ihre Wirksamkeit benötigen.
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Zum Zwecke der Regelung der Speisewasserzufuhr ist es bekannt, dem
Kessel ein Dampfwassergemisch zu entnehmen und dieses durch eine Drosselstelle und
gegebenenfalls über eine Einrichtung zum Ni8derschlagen des Dampfes einem vom Kesseldruck
unabhängigen Gefäß zuzuführen, das an seinem Boden eine bffnung von gleichbleibendem
Querschnitt besitzt und bis zu einer solchen Höhe von der aus dem Kessel austretenden
Wassermenge angefüllt wird, daß ein von den Veränderungen des Wasserstandes im Gefäß
beeinflußtes Regelglied seinerseits durch beliebige Mittel die Speisewasserzufuhr
zum Kessel steuert.
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,Durch die Erfindung soll nun erreicht werden, daß bereits bei geringer
Änderung des Wasserstandes in der Trommel eine verhältnismäßig starke Kräfteeinwirkung
auf die Regelvorrichtung eintritt. Der Wasserstandsregler gemäß der Erfindung ist
daher so ausgebildet, daß zur Betätigung der Regelvorrichtung der Wasserstand eines
dampfseitig mit dem Kessel verbundenen Behälters ausgenutzt wird, der kleiner ist
als der Hauptbehälter und mit diesem im Wasserumlauf liegenden Hauptbehälter, in
den das Speisewasser und das zurückströmende Umwälzwasser eintreten, durch eine
den Wasserstand im Dampferzeuger bestimmende Überströmleitung verbunden und derart
an eine Stelle niederen Druckes im Wasserumlauf angeschlossen ist, daß beim Sinken
des Wasserspiegels unter die Überströmleitung der Wasserstand im kleineren Behälter
schneller sinkt als im Hauptbehälter. Dabei ist zweckmäßig der Querschnitt der Überströmleitung
im Verhältnis zur Abflußleitung so bemessen, daß mit der Änderung der Wasserumwälzung
auch
eine Änderung -des Wasserstandes im Regelbehälter erfolgt.
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Am einfachsten wird der kleine Behälter, dessen Wasserstand zur Regelung
ausgenutzt wird, so ausgebildet, daß in der Kesseltrommel mit Hilfe eines Abschlußbleches
ein Raum abgetrennt ist, in den Wasser überströmt und von dem Wasser in den Kesselkreislauf
abfließt.
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Bei Zwangsumlaufkesseln schließt man zweckmäßig die Abflußleitung
des Regelbehälters an die Saugleitung der Umwälzpumpe an, während bei Kesseln mit
natürlichem Umlauf die Abflußleitung an der Untertrommel, den Verteilerkästen der
Kühlsysteme o. dgl. angeschlossen sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i die Anwendung bei einem Zwangsumlaufkessel und Abb.2 bei einem
Kessel mit natürlichem Umlauf.
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Aus der Trommel i läuft das Wasser durch-Leitung 2 einer Umwälzpumpe
3 zu. Die Umwälzpumpe drückt das Wasser über Leitung 4 durch das beheizte Rohrsystem
5. Der entstandene Dampf und das überschüssige Umwälzwasser werden durch Leitung
6 in die Trommel i zurückgeleitet. Die Dampfentnahme erfolgt durch Leitung 7.
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In der Trommel i ist durch das Blech 8 ein abgetrennter Raum 9 geschaffen.
Von diesem Raum geht eine Abflußleitung io zum Saugstutzen der Umwälzpümpe 3. Da
in der Saugleitung zur Umwälzpumpe ein Druckverlust durch die Strömung des Wassers
aufgetreten sein muß, ist beim Betrieb der Pumpe der Druck im Saugstutzen der Umwälzpumpe
geringer als bei Stillstand der Pumpe. Die Folge davon ist, daß durch Leitung io
Wasser aus dem Behälter 9 abfließt, wenn kein Wasser über das Blech 8 in diesen
Raum strömt. Eine in dem Raum 9 angebrachte selbsttätige Vorrichtung regelt die
Zufuhr des Speisewassers, indem beispielsweise ein Schwimmer i i das Speiseregelventil
12 beeinflußt. Es kann naturgemäß auch jede andere Regelvorrichtung vorgesehen werden.
Das Speiseregelventil 12 läßt Speisewasser durch -Leitung 13 in den Kessel strömen.
Der Wasserstand steigt dann so weit, bis wieder Wasser über das Blech 8 fließt.
Normalerweise wird so viel Wasser über Blech 8 fließen, daß im Raum 9 ein -bestimmter
Wasserstand aufrechterhalten bleibt. Die durch die Trägheit der Regeleinrichtung
bewirkte Änderung, des Wasserstandes im Raum 9 verursacht jedoch kaum eine Anderung
des, Wasserstandes in der Trommel i.
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Bei der Anordnung nach Abb.2 ist die Obertrommel 14 mit dem Behälter
15 durch die Überströmleitung 16 und das Dampfverbindungsrohr 17 verbunden.
Die Leitung 18 verbindet den Behälter 15 mit der Untertrommel i9. Wenn die überströmleitung
16 geschlossen wäre bzw. der Wasserstand in der Trommel so tief liegt, daß kein
Wasser überströmen kann, so würde der Wasserstand im Behälter 15 tiefer absinken
als der Wasserstand in der Trommel 14, weil in den Fallrohren 2o ein Druckverlust
auftritt. Der Unterschied beider Wasserstände würde diesen Verlust anzeigen. In
dem Behälter 15 ist die Regelvorrichtung angebracht, die in bekannter Weise das
Speiseregelventil 12 steuert, wodurch die Speisung über Leitung 13 in den Kessel
erfolgt.
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Bei Kesseln mit natürlichem Umlauf wird der Umlauf um so stärker,
je höher die Dampfleistung ist. Je besser der Umlauf ist, um so mehr wird der Wasserstand
im Behälter 15 auch absinken und um so mehr Wasser wird über Leitung 16 durch Behälter
15 und Leitung 18 in die Untertrommel i9 fließen. Wenn die Leitung 16 im Verhältnis
zur Abflußleitung 18 eng gemacht wird, so ändert sich mit der Belastung des Kessels
auch der Wasserstand in der Trommel 14, und zwar wird bei hoher Belastung ein verhältnismäßig
hoher Wasserstand gehalten, während bei geringer -Belastung ein niedrigerer Wasserstand
gehalten wird. Dieses ist im Kesselbetrieb sehr erwünscht, denn es erfolgt beim
Übergehen von kleiner auf große Belastung ein Ansteigen des Wasserstandes, das gegebenenfalls
zum Überwerfen von Wasser führen kann, so daß ein niedriger Wasserstand bei kleiner
Belastung dem etwaigen Überwerfen entgegenwirkt. Umgekehrt fällt beim Abstellen
der hohen Leistung der Wasserstand eines Kessels sehr zusammen, weil die einen großen
Raum einnehmenden Dampfblasen plötzlich fehlen.. Dies kann zum unzulässigen Absinken
des Wasserstandes führen, so daß ein höherer Wasserstand bei höherer Belastung ebenfalls
erwünscht ist.
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Die Leitung 18 könnte auch an das Kühlsystem 21 angeschlossen sein.
Bei anderen Kesseln, z. B. Teilkammerkesseln, könnte die Leitung an die einzelnen
Kammern angeschlossen sein.
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Der beschriebene Wasserstandsregler ist anwendbar bei jedem Kesselsystem,
in dem ein Umlauf mit Hilfe einer Umwälzpumpe oder auf Grund des Dampfauftriebes
erfolgt. Die Erfindung erstreckt sich auch auf Dampferzeuger, in denen eine andere
Flüssigkeit als Wasser verdampft wird.