DE667128C

DE667128C - High-pressure single-tube steam generator with forced flow of the working medium

Info

Publication number: DE667128C
Application number: DES109872D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1932-10-10
Filing date: 1933-06-27
Publication date: 1938-11-05

Description

Hochdruck-Einrohrdampferzeuger mit Zwan?durchlauf des Arbeitsmittels Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruck-Einrohrdampferzeuger mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels nach Patent 625 023. Dieser Dampferzeuger besitzt einen Rohrstrang von solcher Länge, daß sich Schwingungen in der Strömung des Arbeitsmittels und in dem Rohrsystem selbst ergeben können. @ Um diese Schwingungen zu dämpfen bzw. zu vermeiden, wird gemäß dem Patent 625 023 am Rohraustritt eine vom Dampfdruck vor ihr gesteuerte Überströmvorrichtung eingebaut, deren Durchflußquerschnitt bei steigendem Druck vergrößert und bei sinkendem Druck verkleinert wird. In Weiterbildung dieser Einrichtung besteht die Erfindung darin, daß an dem Rohraustritt außer der Hauptverbrauchsstelle noch eine Nebenverbrauchsstelle geringeren Druckes als die Hauptverbrauchsstelle angeschlossen ist, in deren Zuleitung ebenfalls eine vom Dampfdruck vor ihr gesteuerte, bei einem höheren Druck als die Überströmvorrichtung in der Hauptleitung öffnende Überströmvorrichtung angeordnet ist.High-pressure single-tube steam generator with forced flow of the working medium The invention relates to a high-pressure single-tube steam generator with forced flow of the working medium according to patent 625 023. This steam generator has a pipe string of such a length that vibrations result in the flow of the working medium and in the pipe system itself can. @ To dampen or avoid these vibrations, according to patent 625 023, an overflow device controlled by the steam pressure in front of it is installed at the pipe outlet, the flow cross-section of which is increased with increasing pressure and decreased with decreasing pressure. In a further development of this device, the invention consists in that, in addition to the main consumption point, a secondary consumption point of lower pressure than the main consumption point is connected to the pipe outlet, in the supply line also an overflow device, controlled by the steam pressure in front of it, which opens at a higher pressure than the overflow device in the main line is arranged.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, Strömungsschwingungen zu verhüten, die infolge kurzzeitiger Verminderungen oder Unterbrechungen der Dampfaufnahme 'an den Hochdruckverbrauchsstellen im langen Rohrstrang des Dampferzeugers entstehen können. Insbesondere können bei Kraftanlagen, die nicht an ein Netz angeschlossen sind, durch kurzzeitige Stauungen in der Kraftmaschine so große Strömungsstörungen im Dampferzeuger auftreten, daß sich durch die entstehenden Strömungsschwingungen unter Umständen ernste Schäden ergeben. Die vom Dampferzeuger den Dampf zu der Nebenverbrauchsstelle führende Überströmvorrichtung ist somit nicht mit einem Sicherheits- oder Druckminderventil, wie sie für Dampfleitungen vorgesehen werden, zu vergleichen. Die Vorrichtung hat vielmehr die Aufgabe, die infolge der vorübergehenden Stauungen an den Hochdruckverbrauchsstellen im Zusammenhang mit der großen Länge des Rohrstrangs entstehenden Strömungsschwingungen zu dämpfen.The purpose of the invention is to prevent flow vibrations, as a result of short-term reductions or interruptions in steam absorption ' the high pressure points of consumption arise in the long pipe run of the steam generator can. In particular, with power plants that are not connected to a network are, due to brief congestion in the engine, such large flow disturbances occur in the steam generator that are caused by the flow vibrations could result in serious damage. The steam from the steam generator to the auxiliary consumption point leading overflow device is therefore not equipped with a safety or pressure reducing valve, how they are intended for steam lines to compare. The device has rather the task, which is due to the temporary congestion at the high pressure consumption points flow vibrations arising in connection with the great length of the pipe string to dampen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing shown in simplified form.

Das von der Speisepumpe i geförderte Speisemittel wird in den Rohrstrang 'des Dampferzeugers eingeführt. Der von der Eintrittsstelle 2 bis zur Austrittsstelle q. hin sich erstreckende zusammenhängende Rohrstrang ist in einzelne Rohrgruppen 3" 3a, 30> 3a, 3e und 3f unterteilt, die z. B. durch außerhalb der Ummauereng verlegte Rohre miteinander verbunden sind. Die Rauchgase strömen durch den Kanal 7 ab und können gegebenenfalls noch an anderen Stellen weiter ausgenutzt werden. Um zu verhindern, daß das im Bohrst befindliche Arbeitsmittel bei zu großer Darm entnahme aus dem Rohr zu stark beschleuri Druck und auf der anderen Stirnseite durch den Druck der Federn 31" bzw. 34 belastet, von denen die Feder 31a geringer gespannt ist als oder bei zu kleiner Dampfentnahme zu stark` verzögert wird und aus diesen Störungen sich Strömungsschwingungen ergeben, ist zwischen der Eintrittsstelle 2 und der nicht eingezeichneten Verbrauchsstelle, beispielsweise kurz nach der Austrittsstelle4, ein Strömungsschwingungsdämpfer 8 in der Dampfleitung 5 eingeschaltet, der die Aufgabe hat, die Strömung des Arbeitsmittels gleichmäßiger zu gestalten.The feed medium conveyed by the feed pump i is introduced into the pipe string 'of the steam generator. From the entry point 2 to the exit point q. The continuous pipe string extending towards it is subdivided into individual pipe groups 3 " 3a, 30> 3a, 3e and 3f, which are connected to one another, for example, by pipes laid outside the wall others Places continue to be exploited. To prevent that in the Bohrst Work equipment located in the case of an intestine that is too large removal from the pipe too much acceleration Pressure and loaded on the other end by the pressure of springs 31 ″ or 34 , of which spring 31a is less tensioned than or is delayed too much if too little steam is withdrawn and flow vibrations result from these disturbances, is between entry point 2 and the consumption point not shown, for example shortly after the outlet point 4, a flow vibration damper 8 is switched on in the steam line 5, which has the task of making the flow of the working medium more uniform.

Über das Ventil 33 führt die Dampfleitung 5 zu den nichtgezeichneten Hochdruckverbrauchsstellen, die den Dampf vom Druck des Dampferzeugers auf einen niedrigeren Druck, z. B. einen Zwischendruck oder Entnahmedruck, entspannen.The steam line 5 leads via the valve 33 to those not shown High pressure consumption points, which the steam from the pressure of the steam generator to a lower pressure, e.g. B. an intermediate pressure or withdrawal pressure, relax.

Über das Ventil 3¢ führt eine weitere Leitung 36 zu einer nicht gezeichneten Verbrauchsstelle, welche mit einem geringeren Druck arbeitet als die Hochdruckverbrauchsstelle, z. B. in eine Niederdruckkraftanlage, eine Heizanlage oder schließlich auch, mangels anderen Abnahmestellen, unmittelbar in einen Speicher. Das Ventil 34 soll sich erst dann öffnen, wenn das Ventil 33 mindestens angenähert voll geöffnet ist.Via the valve 3 ¢ another line 36 leads to a point of consumption, not shown, which operates at a lower pressure than the high-pressure point of consumption, e.g. B. in a low-pressure power plant, a heating system or, in the absence of other delivery points, directly in a memory. The valve 34 should only open when the valve 33 is at least approximately fully open.

An die Dampfleitung 5 ist bei der Abzweigstelle 15 durch die Leitung 16 ein Druckaufnehmer 17 angeschlossen, dem eine Druckflüssigkeit durch die Leitung 18 zuströmt und von dem die bereits verwendete Flüssigkeit durch eine Ablaufleitung ig fortströmt. Der auf den Kolben 2o wirkende Dampfdruck hebt den Kolben 21, wodurch der Eintritt für die Flüssigkeit aus der Leitung 18 so freigegeben wird, daß im Raum 22 ein Druck entsteht, der dem auf den Kolben 2o wirkenden Dampfdruck das Gleichgewicht hält.To the steam line 5 is at the junction 15 through the line 16, a pressure transducer 17 is connected to which a pressure fluid flows through the line 18 flows in and from which the liquid already used flows through a drain line ig flows away. The steam pressure acting on the piston 2o lifts the piston 21, whereby the entry for the liquid from line 18 is released so that in Space 22 creates a pressure which equilibrates the vapor pressure acting on the piston 2o holds.

Ist der Druck im Raum 22 zu groß, so werden die Kolben 21 und 2a nach unten gedrückt und der Abfluß aus dem Raum 22 in die Ablaufleitung ig freigelegt, wodurch der Druck im Raum 22 wieder auf das dem Dampfdruck in der Leitung 5 entsprechende Maß vermindert wird.If the pressure in the space 22 is too high, the pistons 21 and 2a are down pressed down and exposed the drain from space 22 into the drain line ig, as a result of which the pressure in space 22 returns to that corresponding to the steam pressure in line 5 Degree is reduced.

Der Flüssigkeitsdruck im Raum 22 wird durch die Leitung 23 zu den unteren Enden der beiden Steuerzylinder 24 der Steuervorrichtung 25 geleitet. Zur Steuervorrichtung 25 kann durch die beiden Leitungen 26 eine Druckflüssigkeit zuströmen, während die bereits verwendete Flüssigkeit durch die Ablaufleitungen 27 abfließen kann.The liquid pressure in space 22 is through line 23 to the lower ends of the two control cylinders 24 of the control device 25. To the Control device 25 can flow in a pressure fluid through the two lines 26, while the liquid already used drains through the drain lines 27 can.

Die Kolben 3o in den Zylindern 24 der Steuervorrichtung 25 werden auf der einen Stirnseite durch den vom Druckaufnehmer 17 übertragenen je Feder 31b. ' D ur ide Le un en 28 ist je ein ;' Iinder ch 2.¢ die der be Steuervorrichtung n it g 25 mit je @Yeinem Zylinder 29 mit Kolben 32 verbunden. Die Kolben 32 stehen mit je einem der im Gehäuse 35 befindlichen Ventile 33 und 34 in Verbindung.The pistons 3o in the cylinders 24 of the control device 25 are transmitted on one end face by the pressure transducer 17 each spring 31b. ' D ur ide Le un en 28 is ever a ; ' I in ch 2. ¢ that of the control device n it g 25 with each Connected to a cylinder 29 with piston 32. The pistons 32 are each connected to one of the valves 33 and 34 located in the housing 35.

. Steigt der Druck an der Abzweigstelle 15 der Dampfleitung 5, z. B. infolge einer Strömungsstörung im Rohrstrang des Dampferzeugers, so stellt sich in der Leitung 23 eine Druckerhöhung ein. Zunächst wird der durch die schwächer gespannte Feder 31" belastete Kolben 30 gehoben. Aus der zugehörigen Leitung 26 wird dadurch der Weg für die Druckflüssigkeit über die entsprechende Leitung 28 in den Zylinder des das Ventil 3.3 beeinflussenden Kolbens 32- freigegeben. Der Durchflußquerschnitt des Ventils 33 wird infolgedessen vergrößert und die Strömungsstörung behoben.. If the pressure increases at the junction 15 of the steam line 5, e.g. B. as a result of a flow disturbance in the pipe string of the steam generator, a pressure increase occurs in line 23. First of all, the piston 30 loaded by the less tensioned spring 31 ″ is lifted. The path for the pressure fluid via the corresponding line 28 into the cylinder of the piston 32 influencing the valve 3.3 is thereby released from the associated line 26 is consequently enlarged and the flow disturbance eliminated.

Bei einer Verminderung des Druckes an der Abzweigstelle 15, die ebenfalls infolge einer Strömungsstörung im Rohrstrang des Dampferzeugers entstehen kann, wird auch der Druck in der Leitung 23 vermindert. Der zum Ventil 33 gehörende Kolben 3o der Steuervorrichtung 25 senkt sich, wodurch zwischen dem Zylinder des das Ventil 33 beeinflussenden Kolbens 32 und der entsprechenden Ablaufleitung 27 der Steuervorrichtung 25 eine Verbindung hergestellt wird. Das Ventil 33 senkt sich, und der Querschnitt für den Dampfdurchfluß wird verkleinert. Dadurch wird die anfängliche Strömungsstörung behoben.If the pressure at the branch point 15 is reduced, which can also arise as a result of a flow disturbance in the pipe string of the steam generator, the pressure in the line 23 is also reduced. The piston 3o of the control device 25 belonging to the valve 33 lowers, as a result of which a connection is established between the cylinder of the piston 32 influencing the valve 33 and the corresponding drain line 27 of the control device 25. The valve 33 lowers and the cross-section for the steam flow is reduced. This eliminates the initial flow disturbance.

Durch dieses Beheben der im Rohrstrang des Dampferzeugers entstehenden Strömungsstörungenwird also in einer dem Hauptpatent entsprechenden Weise auch im vorliegenden Fall verhindert, daß sich diese Störungen zu Schwingungen steigern und den Betrieb der ganzen Anlage gefährden können. Sollten jedoch die Strömungsstörungen nicht auf Vorgänge im Rohrstrang des Dampferzeugers, sondern auf Vorgänge an den Verbrauchsstellen zurückzuführen sein, so würden sich die hierbei verursachten Schwingungen allein mit Hilfe des Ventils 33 nicht genügend herabmindern lassen. Der Dampferzeuger ist deshalb nach der Erfindung über die Leitung 36 noch an eine Stelle angeschlossen, die Dampf von geringerem Druck als die Hochdruckverbrauchsstelle aufnimmt.As a result of this elimination of the in the pipeline of the steam generator Flow disturbances are also described in a manner corresponding to the main patent present case prevents these disturbances from increasing to vibrations and can endanger the operation of the entire system. However, the flow disturbances should not to processes in the pipeline of the steam generator, but to processes at the Consumption points can be traced back, so the vibrations caused here would be Can not be reduced sufficiently with the help of the valve 33 alone. The steam generator is therefore still connected to a point according to the invention via the line 36, which absorbs steam at a lower pressure than the high pressure consumption point.

Das Ventil 3q., welches der Leitung 36 vorgeschaltet ist, wird durch den Kolben 32 auf der rechten Seite des Schwingungsdämpfers 8 beeinflußt. Der bereits erwähnte Unterschied zwischen der Spannung der Feder 34 des Kolbens 32, der das Ventil 34. beeinflußt und der Spannung der Feder 31" des Kolbens, der das Ventil 33 beeinflußt, ist nun so gewählt, daß das Ventil 34 erst dann zu öffnen anfängt, wenn das Ventil 33 mindestens angenähert, voll geöffnet ist. Wenn somit infolge einer' Stöung der Dampfentnahme, beispielsweise inf9e einer kurzzeitigen Entlastung der Hochdruckverbrauchsstelle, eine Stauung im Dampferzeuger sich einzustellen beginnt, tritt die Dampfableitung nach der Nebenverbrauchsstelle in Tätigkeit, ehe sich diese Stauung zu gefährlichen Strömungsschwingungen auswirken kann.The valve 3q., Which is connected upstream of the line 36, is influenced by the piston 32 on the right-hand side of the vibration damper 8. The already mentioned difference between the tension of the spring 34 of the piston 32, which influences the valve 34. and the tension of the spring 31 ″ of the piston, which influences the valve 33 is now chosen so that the valve 34 only then begins to open when the valve 33 is at least approximately fully open. Thus, if a stagnation in the steam generator begins to set in as a result of a malfunction in the steam extraction, for example a brief discharge of the high pressure point of consumption, the steam discharge to the secondary point of consumption is activated before this stagnation occurs can have dangerous flow vibrations.

In größeren Dampferzeugern kann es notwendig werden, daß zwei oder mehr Rohrstränge nebeneinandergeschaltet werden. Werden diese Rohrstränge am Ende des Dampferzeugers in einer gemeinsamen Dampfleitung vereinigt, so genügt die Anwendung eines Schwingungsdämpfers gemäß der Erfindung. Werden jedoch die einzelnen Rohrstränge zu verschiedenen Dampfableitungen geführt, so muß in jede dieser Ableitungen ein besonderer Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung eingefügt werden.In larger steam generators it may be necessary that two or more pipe strings are connected next to each other. Will these pipe strings end up of the steam generator combined in a common steam line, the application is sufficient a vibration damper according to the invention. However, the individual pipe strings led to different vapor discharges, then a must in each of these discharges special vibration damper can be inserted according to the invention.

Claims

PATENTANSPRUCI-I: High pressure single-pipe steam generator with forced flow of the working medium according to patent 625 023, characterized in that an. the pipe outlet (5) In addition to the main consumption point, there is also a secondary consumption point with lower pressure is connected as the main consumption point, in its supply line (36) as well one controlled by the steam pressure in front of it, at a higher pressure than the overflow device (33) is arranged in the main line (5) opening overflow device (3q.).