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Einrichtung zum Regeln der Speisewasserzufuhr in einem für Dampfkraftmaschinen
mit großem Drehzahiverstelibereich bestimmten Einrohrdampferzeuger Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Speisewasserzufuhr in einem für Dampfkraftmaschinen
mit großem Drehzahlverstellbereich bestimmten und mit veränderlichem Dampfdruck
sowie mit Zwangsdurchlauf betriebenen Einrohrdampferaeuger mit einer Speisepumpe,
deren Antrieb an den Drehzahländerungen der Hauptmaschine teilnimmt. Diese Einrichtung
ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in der Speiseleitung ein Drosselventil
angeordnet ist, das bei entsprechend der Belastung veränderter Wärmezufuhr durch
Zusammenwirken eines einerseits vom Druck in der Speiseleitung vor demDYOSSelventllund.andeY-seits
vom Frischdampfdruck beeinflußten Druckunterschiedsreglers und eines tunte r dem
Einfluß der Frischdampftemperatur stehenden Thermostaten gesteuert wird. Hierdurch
soll erreicht werden, daß bei einer Änderung der Leistung und der Drehzahl der Dainpfkraftmaschine
bei veränderter Speisewassermenge der Frischdampfdruck unter Gleichhaltung der Dampftemperatur
den veränderten Betriebsverhältnissen selbsttätig angepaßt wird.
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Es ist bei Dampferzeugern, deren Frischdampfdruck gleichbleibend erhalten
wird, bereits bekannt, .einen Druckunterschiedsregler auf ein in der Druckleitung
der mit gleichbleibender Drehzahl betriebenen Speisepumpe angeordnetes Drosselventil
einwirken zu lassen. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die Regelimpulse einerseits
hinter dem Drosselventil der Speisewasserdruckleitung vordem Eintritt in das Rohrsystem
und anderseits beim Austritt .aus dem Rohrsystem abgenommen. Der Unterschied der
Drücke am Einlaß und am Auslaß des Rohrdampferzeugers gibt aber nur einen Maßstab
für die jeweils den Dampferzeuger durchströmende Arbeitsmittelmenge.
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Bei der Anwendung dieser bekannten Einrichtung bei Zwangsdurchlaufdampferzeugern
mit veränderlichem Dampfdruck und einer Speisepumpe, deren Antrieb an den Drehzahländerungen
der Hauptmaschine teilnimmt, würde durch fliese Regelung der Speisewasserzufuhr
nicht den unterschiedlichen Kennlinien der Speisepumpe und der von der .Hauptdampfkraftmaschine
angetriebenen Arbeitsmaschine Rechnung getragen.
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Dient nämlich die von dem Zwangsdurchlaufd@ampferzeuger gespeiste
Dampfkraftmaschine beispielsweise zum Antrieb einer Luftschraube für Flugzeuge,
so ist die Leistung der Luftschraube und damit auch der Dampfdruck vor den Düsen
von dessen Antriebsturbine mit der dritten Potenz der Drehzahl
veränderlich,
während der Pumpendruck sich quadratisch, die Fördermenge aber verhältnisgleich
mit der Drehzahl ändert.
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Wird nun erfindungsgemäß der Druck= unterschiedsregler vom Druck in,
der Speisi leitimg vor dem Drosselventil und vom Frisch=' dampfdruck beeinflußt,
so wird hierdurch die vorerwähnte Gegensätzlichkeit überbrückt, indem die Kennlinien
der Speisepumpe an diejenigen der von der Dampfkraftmaschiae angetriebenen Arbeitsmaschine
angeglichen werden, so daß, eine Anpassung der Speisewasserzufuhr in einer Anlage
der vorbeschriebenen Art an die durch die Druckänderungen sich ergebenden Verhältnisse
tatsächlich gewährleistet ist. Die Gleichhaltung der Dampftemperatur wird hierbei
in an sich bekannter Weise durch einen unter dem Einfluß der Frischdampfternperatur
stehenden Thermostaten herbeigeführt, der auf das gleiche Regelventil einwirkt wie
der Druckunterschiedsregler.
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Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung ist auf
der Zeichnung vereinfacht dargestellt.
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An dem Zw angsstromdampf.erzeuger a ist einerseits die Speisewasserzuleitung
b, anderseits die Frischdampfleitung c angeschlossen, die zu der Dampfkraftmaschine
führt. Von beiden Leitungen ist je ein Rohrd bz-,v. f abgezweigt. Das Rohr d führt
zu einem Raum g, der ,durch eine Membran h von einem Raum! getrennt ist, an den
das Rohr/ angeschlossen ist. Auf die Membran h wirkt also einerseits der Speisewasserdruck,
anderseits der Frischdampfdruck. Der durch einen UnterscMed beider Drücke hervorgerufene
Ausschlag der Membran wird über ein Gestänge k auf sein in der Speisewasserzuführungsleitung
b angeordnetes Drosselventilm übertragen. An das Gestänge k ist das Steuergestängen
eines in der Frischdampfleitung c angeordneten Thermostaten o angeschlossen. Der
Dampferzeuger wird durch einen Brenner p beheizt. In der Leitung b ist eine Rückschlagvorrichtung
g angeordnet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei
einem gegebenen Gleichgewichtszustand der Dampfkraftanlage soll eine plötzliche
Leistungssteigerung der Dampfmaschine -eintreten, der durch eine Erhöhung des D.ampferzeugungsdruckes
Rechnung zu tragen ist. Zu diesem Zweck wird zunächst beispielsweise .die dem Brenner
Ir zugeführte Brennstoffmenge gegebenenfalls selbsttätig vergrößert. Infolgedessen
steigt der Frischdampfdruck in der Leitung c und auch in dem Raum !. Die Membran
h spricht an und öffnet über das Gestänge k das Drosselventil m, so daß die
dem Dampferzeuger a zugeführte Speisewassermenge in Abhängigkeit von dem Dampfdruck
steigt. Es könnte nun der Fall eintreten, daß die Frischdampftemperatair bei zü..
geringer Erhöhung der Speisewassermenge -sehr anlteigt. Dies verhindert der Thermo-4'
tät,0 , der bei unzulässig hohem Temperatur-` anstieg das Drosselven_ til m über
das Gestänge n und einen Teil des Gestänges k weiter öffnet, bis die Frischdampftemperatur
infolge der erhöhten Speisewasserzuführung wieder fällt.
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Tritt bei einem gegebenen Gleichgewichtszustand der Dampfkraftanlage
eine plötzliche Verminderung des Leistungsbedarfes ein, so wird zunächst beispielsweise
die Brennstoffmenge gegebenenfalls selbsttätig vermindert. Der Dampfdruck sinkt
daher, so daß der in den Räumen i, g entstehende Druckunterschied bzw. der in der
Pumpendruckleitung b herrschende Überdruck die Membran ft so verstellt, daß das
Ventil in gedrosselt wird. Infolgedessen erhält der Dampferzeugera nur noch
so viel Speisewasser, wie zur Aufrechterhaltung des niedrigen Dampfdruckes erforderlich
ist. Sollte dabei infolge zu geringer Drosselung der Speisewasserzufuhr die Frischdampftemperatur
unzulässig sinken, so unterstützt der Thermostat über das Gestängen die Schließbewegung
des Ventils m, bis die Temperatur des Frischdampfes wieder steigt.
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Es kann bei jedem der beiden beschriebenen Betriebsfälle anstatt des
betrachteten Temperaturanstieges bzw. Temperaturabfalles auch umgekehrt ein Temperaturabfall
bzw. Temperaturanstieg eintreten. Dann wirkt der Thermostat bremsend auf die betreffende,
durch die Druckerhöhung bzv. Druckvermin; derung des Frischdampfes herbeigeführte
öffnungs- bzw: Schließbewegung des Ventils, oder der Thermostat veranlaßt sogar
eine Rückbewegung des Ventils.
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Mit der beschriebenen Einrichtung läßt sich die Änderung des Dampferzeugungsdruckes
in Abhängigkeit von der Leistung der Dampfkraftmaschine einwandfrei durchführen.
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Die beschriebene Einrichtung ist für Dampfkraftanlagen bestimmt, deren
Speisepumpen von der Hauptdampfkraftmaschine angetrieben werden.. Bei der Dampfkraftanlage
kann es sich um eine ortsbewegliche Anlage handeln, insbesondere eine solche für
Flugzeuge.