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Dampferzeuger Röhrendampferzeuger haben bekanntlich die Eigenschaft,
daß sie wegen ihres verhältnismäßig geringen Wasserinhaltes nur dann imstande sind,
mit ihrer Dampferzeugung größeren Dampfbedarfsschwankungen nachzukommen, wenn sie
mit einer schnell arbeitenden Regeleinrichtung ausgestattet sind. Um die Speicherfähigkeit
solcher Dampferzeuger zu erhöhen, hat man deshalb vielfach den Vorschlag gemacht,
in den Arbeitsmittelfluß eine als Speicher wirkende, teilweise mit Flüssigkeit gefüllte
Trommel einzuschalten.
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Eine solche zusätzliche, mit .einer Trommel versehene Anlage wird
in der Weise betrieben, daß man das Arbeitsmittel, ohne @es in der Rohrheizfläche
völlig in Dampf überzuführen, in die Trommel eintreten läßt, in welcher sich alsdann
der Dampf vom. dem Flüssigkeitsrest scheidet. Hiernach wird der Dampf, nachdem er
in der Regel durch seinen Überhitzer hindurchgeleitet worden ist, der Gebrauchsstelle
zugeführt, während das überschußwasser aus der Trommel abgeführt und der Rohrheizfläche
wieder zugeleitet wird. Bei solchen Anlagen bedarf es stets einer besonderen geregelten
Ableitung für die in der Trommel anfallende Flüssigkeit.
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Bei einer anderen bekannten Anlage wird der Betrieb so durchgeführt,
daß in der Rohrheizfläche überhitzter Dampf erzeugt wird und dieser Dampf in eine
teilweise mit Flüssigkeit gefüllte Trommel eingeleitet wird, so daß der Trommelinhalt
verdampft wird. Der Betrieb einer derartigen Anlage macht die Verwendung einer besonderen
Pumpe notwendig, die eigens zur Speisung der Trommel dient.
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Schließlich ist auch schon vorgeschlagen worden, den Röhrendampferzeuger
mit seinem Gefällespeicher, also einer ebenfalls teilweise mit Flüssigkeit gefüllten
Trommel in Verbindung zu bringen. Auch bei einer so, aufgebauten Anlage werden stets
besondere Hilfseinrichtungen benötigt, die durch Zuführen und . unter Umständen
auch Ableiten von Flüssigkeit dafür sorgen müssen, daß der Flüssigkeitsstand' in
der Speichertrommel wenigstens angenähert erhalten bleibt.
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Die Erfindung beschäftigt sich gleichfalls mit der Aufgabe, die Speicherfähigkeit
eines Rbhrendampferzeugers durch die Verwendung einer teilweise mit Flüssigkeit
gefüllten Trommel zu erhöhen und zugleich eine Anordnung zu treffen, um den Flüssigkeitsstand
in der Trommel aufrechtzuerhalten. Hierbei bilden die bekannten Dampferzeuger den
Ausgangspunkt der Erfindung, bei welchen das Arbeitsmittel auf dem Wege von der
Flüssigkeitseinspeisungsstelle bis zur Gebrauchsdampfentnahmestelle
einmalig
eine aus Rohren bestehende Heizfläche durchströmt, in welcher hinter dem Verdampfungsteil
eine teilweise mit flüssigem Arbeitsmittel gefüllte Trommel eingeschaltet ist, und
bei welchen dieser Hi#xz> fiäche im Betriebsbeharrungszustand in c" Zeiteinheit
so, viel flüssiges Arbeitsmittel zü=" geführt wird, wie gleichzeitig an Gebrauchsdampf
üntnomm:en wird.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die genannte Trommel derart
in den Strömungsweg des Arbeitsmittels :einzuschalten, daß im Betriebsbeharrungszustand
in die Trommel gesättigter Dampf .eintritt, der mit der Flüssigkeit in Berührung
gebracht :oder durch eine in der Flüssigkeit liegende, am Ende offene Rohrschlange
hindurchgeleitet wird, "wobei der Flüssigkeitsstand in der. Trommel dadurch .aufrechterhalten
wird, daß in der der Trommel vorgeschalteten Heizfiä:che beim Unterschreiten dies
üblichen Flüssigkeitsstandes feuchter, beim überschreiten des üblichen Flüssigkeitsstandes
überhitzter Dampf erzeugt wird.
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Die Bedeutung dieses Vorschlages liegt darin, daß zur Aufrechterhaltung
des Flüssigkeitsstandes in der eingeschalteten Trommel weder eine besondere Speisungseinrichtung
noch ein geregelter Abfluß jerforderlich werden, da ein etwaiger Flüssigkeitsüberschuß
durch das Einführen von überhitztem Dampf und ein etwaiger Flüssigkeitsmangel durch
das Einleiten von nassem Dampf beseitigt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt:
Den Strömungsweg des Arbeitsmittels ierkennt man, wenn man fortlaufend den Bezugszeichen
i bis 23 folgt. Der wesentliche Biestandteil des dargestellten Dampferzeugers ist
die im Betriebsbeharrungszustand bis zu einem bestimmten Regelstand mit flüssigem
Arbeitsmittel gefüllte Trommel 1q.. Die Regeleinrichtung für die Speiseflüssigkeit
besteht im wesentlichen aus einem Menbenmesser 2q., der die aus der Trommel 14 austretende
Dampfmenge mißt, und einem Schwimmer 25, der den Flüssigkeitsstand in der Trommel
i ¢ überwacht: Mengenmesser und Schwimmer :arbeiten auf ein Ventil 26 in der Speiseleitung
i. Die Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr ist nicht dargestellt; die Brennstoffzufuhr
wird unter Verwendung an sich bekannter Regelelemente in Abhängigkeit vom Druck
in der Heißdampfleitung 23 geregelt.
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Solange sich die Anlage im. Betriebsbeharrungszustand befindet, ist
die Trommel 14 bis zu ihrem Regelstand mit Flüssigkeit gefüllt, und der Dampferzeuger
wird so beheizt bmv. gespeist, daß der aus der Leitung 13
kommende, in die
Trommeleintretende Dampf gerade trocken gesättigt ist. Da aus der Trommel ebenfalls
trockengesättigter Dampf entnommen wird, bleibt also während dieses a3.etriebszustandes
der Flüssigkeitsinhalt der '#.#@mmel ständig unverändert. Eine Störung 'des Betriebsgleichgewichtes
kann entweder rdadurch eintreten, daß sich aus irgendeinem Grunde das Verhältnis
zwischen der in den Dampferzeuger eingespeisten Wassermenge und der zugeführten
Brennstoffmenge ändert, oder aber dadurch, .daß eine mehr oder weniger plötzliche
Änderung des Dampfbedarfes eintritt. Ändert sich das Verhältnis der in den Dampferzeuger
eingespeisten Wassermenge zu der zugeführten Brennstoffmenge, so wird aus der Leitung
13 nicht mehr trockengesättigter, sondern entweder mehr oder weniger überhitzter
oder aber nasses Dampf in die Trommel i q. eintreten. Tritt aus der Leitung 13 überhitzter
Dampf in die Trommel ein, so vermindert sich der Wasserinhalt der Trommel 14. Liefert
die Leitung 13 dagegen nassen Dampf, so vergrößert sich allmählich der Flüssigkeitsinhalt.
In dem ersten Fall bewirkt der Schwimmer 25, daß sich das in, der Speiseleitung
i liegende Ventil 26 weiter öffnet, im zweite=n Fall schließt der Schwimmer 25 dieses
Ventil weiter. Diese Regelung von seiten des Schwimmeers wird noch durch eine gleichsinnige
Regelung von einem Dampfmeng:enimpuls unterstützt. Wird nämlich in die Trommel iq.
statt Sattdampf überhitzter Dampf eingeführt, so erhöht sich damit die Dampflieferung
der Trommel, während sie sich, falls der Trommel statt trockengesättigtem Dampf
Naßdampf zugeleitet wird, verringert. Wie man an Hand der dargestellten Regeleinrichtung
verfolgen kann, wird durch eine Erhöhung der Dampflieferung das Ventil 26 weiter
geöffnet, und umgekehrt wird das Ventil 26 durch eine Erniedrigung der Dampflieferung
weiter geschlossen. Wie sich zeigt, wirken demnach beide Impulse jeweils im gleichen
Sinne auf das Regelventil 26 ein, so, daß der übliche Flüssigkeitstand in
der Trommel 14 besonders schnell wiederhergestellt wird.
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Es liegt in der Eigenart dieser Reg@elwieise, daß bei ,allen Störungen
der richtigen Zuordnung von Speisewassermenge zu Brennstoffmenge das Verhältnis,
das für die Erzeugung von trockengesättigtem Dampf bestehen muß bzw. aufrechterhalten
werden m.uß, immer dadurch nach einer Störung wiederhergestellt wird, daß die in
den Dampferzeuger eingespeiste Flüssigkeitsmenge auf einen entsprechend neuen Werteingestellt
wird. Soweit die Störung dieses Verhältnisses durch eine Änderung der in den Dampferzeuger
eingespieisten Flüssigkeitsmenge verursacht worden war, wird diese Störung wieder
behoben.
Nach der Behebung dieser Störung liefert der Dampferzeuger infolgedessen schließlich
unverändert wieder die Dampfmenge, die er in dem vorhergehenden Beharrungszustand
auch ,geliefert hat. Anders verhält es sich, wenn die Störung durch eine Änderung
der Brennstoffzufuhr verursacht woTden war. Diese Störung wird auch wieder, wie
gezeigt wurde, dadurch beseitigt, daß die Regeleinrichtung auf das Speisungsventil
26
einwirkt, also. nicht eine Regelung der veränderten Brennstoffzufuhr bewirkt.
Die Folge ist, daß die Liefernienge des Dampferzeugers sich geändert hat, nachdem
das Ventil 26 nach der Störung so eingeregelt worden ist, daß die Leitung i_3 schließlich
wieder tDo,ckengesättigten Dampf liefert. Hat sich der Dampfbedarf währenddessen
nicht geändert, so tritt sofort eine Druckänderung an der Gebrauchsdampfentnalixnestelle
des Dampferzeugers ein: Da die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit vom Druck des erzeugten
Dampfes gesteuert werden soll, wird nun die Brennstoffzufuhr danach geregelt. Wie
man sieht, wird schließlich auch in diesem Falle diejenige Betriebsgröße richtig
gestellt, von der die Störung des Betriebsgleichgewichtes ausgegangen war, nur wird
die Brennstoffzufuhr erst auf dem Wege über die Dampferzeugung reingestellt.
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Von besonderer Bedeutung sind das Verhalten des Dampferzeugers und
das Arbeiten der Regeleinrichtung für den Fall, daß der Dampferzeuger im Beharrungszustande
betrieben wird und eine Dampfverbrauchsschwankung eintritt. Nimmt der Dampfbedarf
plötzlich zu, so sinkt im ersten Augenblick der Druck an - der D.ampfentnahmestelle
des Dampferzeugers. Die Brennstoffzufuhr, die in Abliängigkeit von dieser Betriebsgröße
gesteuert wird, erhöht sich. Mit dem Absinken des Druckes entwickelt sich aus der
i11 der Trommel befindlichen Flüssigkeit Zusatzdampf. Der Flüssigkeitsstand in der
Trommel erniedrigt sich, so daß das Speiseventil 26 durch den Schwimmer 25 weiter
geöffnet wird. Die aus der Trommel entweichende vergrößerte Dampfmenge bewirkt über
den Mengeinnesser 24 ebenfalls sein weiteres Öffnen des Ventils 26. Der Dampferzeuger
ierhält damit nicht nur eine erhöhte Brennstoffmenge, sündei-n auch eine erhöhte
Speisewassermenge zugeführt, so, daß er instand ,gesetzt wird, tatsächlich auch
eine größere Dampfmenge zu liefern. Dennoch ist der Beharrungszustand damit noch
nicht sogleich wieder erreicht. Der Flüssigkeitsstand in der Trommel 14 muß erst
noch wieder auf den üblichen Wert leingeregelt werden. Außerdem müssen die Brennst-offzufuhr
und die Wasserzufuhr so aufeinander abgestimmt werden, daß mit dem Erreichen des
üblichen Flüssigkeitsstandes in der Trommel aus der Leitung 13 im weiteren Betrieb
wieder trockengesättigter Dampf entströmt. Wie diese Regelungsvorgänge, durch die
das herbeigeführt wird, verlaufen, bedarf nach dem Vorangegangenen keiner näheren
Erläuterung. Die weitere Abwicklung der Regelung vollzieht sich jetzt genau so wie
für den vorher beschriebenen Regelfall, bei welchem von einer Störung des Verhältnisses
von Speisewasser zu Brennstoffmenge ausgegangen worden war. Bei plötzlich abnehmendem
Dampfbedarf spielen sich die Regelvorgänge dementsprechend sinngemäß ab.