-
Vorrichtung zum Regeln der Speisewasserzufuhr hei Durchlaufröhrend'ampferzeugern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Speisewasserzufuhr
bei Durchlaufröhrendampferzeugern. Es sind für diese Zwecke Verhältnisregler bekannt,
die einerseits von einem als DruckunterschIed gemessenen Dampfmengenimpuls, andererseits
von einem Speisewassermengenimpuls beaufschlagt sind. Dabei wird bei einer Änderung
des Dampfmengenimpulses die Speisewasserzufuhr so lange geändert, bis der dadurch
veränderte Wassermengenimpuls dem geänderten Dampfmengenimpuls wieder das Gleichgewicht
hält.
-
Ein sehr großer Vorteil einer solchen Regelvorrichtung wird dadurch
erreicht, daß die Dampfmenge als Druckunterschied an einem Strömungswiderstand gemessen
und dieser Druckunterschied als Dampfmengenimpuls benutzt wird. Diese Dampfmengenmessung
ist nämlich temperaturabhängig, und ;gerade diese Verfälschung des Dampfmengenimpulses
durch die Temperatur bewirkt bei Durchlaufdampferzeu,gern eine Art von Selbstregelung,
wie sich aus folgender Überlegung ergibt: Bei gleicher Dampfmenge entsteht bei erhöhter
Temperatur ein größerer Druckunterschied. Wird dieser Druckunterschiedswert als
Dampfmengen'mpuls genommen, so wird dadurch eine ,größere Dampfmenge von nicht erhöhter
Temperatur vorgetäuscht und dementsprechend eine ,größere Speisewassermenge eingesteuert.
Das hat wiederum eine Herabsetzung der Dampftemperatur zur Folge, so daß durch die
Temperaturabhängigkeit der Druckuntersehiedmengenmessung eine teilweise Selbstregelung
der Dampftemperatur
stattfindet. Unter Beibehaltung dieses Vorteils
der Druckunterschiedmengenmessung des Dampfes wird erfindungsgemäß diese Messung
nicht wie bei den bekannten Reglern an einer, Staustelle in der Dampfleitung vö...r@,
genommen, die einen zusätzlichen Druckvei#l"; Lust verursachen würde, sondern es
wird der natürliche Druckabfall zwischen einem vorzugsweise innerhalb oder vor der
Umwandlungszene im Wasserteil liegenden Teil des Dampferzeugerrohres und dem Ausgang
des Dampferzeugers als Dampfmengenimpuls verwendet. Das bietet folgenden zusätzlichen
Vorteil: Da eine bestimmte Gewichtsmenge Dampf ein Vielfaches an Strömungswiderstand
erzeugt als die gleiche Gewichtsmenge Wasser, so wird sich der. Druckabfall innerhalb
der yleßstrecke sehr wesentlich verändern, wenn sich-durch Unter- oder überspeisen
des Dampferzeugers die innerhalb der Meßstrecke liegende Umwandlungszene verlagert.
Wird der Dampferzeuger überspeist, so wird ein größerer Teil der Meßstrecke im Wasserteil
liegen und deshalb der Druckabfall sofort sinken, also eine kleinere Dampfmenge
vortäuschen, wodurch das Speise-. Wasser gedrosselt wird. Im entgegengesetzten Falle
wird bei einer Unterspeisung des Dampferzeugers der vom Dampf erfüllte Teil der
Meßstrecke länger und dadurch der Druckabfall vergrößert werden. Das hat wiederum
die Einsteuerung einer entsprechend vergrößerten Speisewassermenge zur Folge.
-
Durch diese Abnahme des Dampfmengenimpulses an einer teils mit Wasser,
teils mit Dampf gefüllten Meßstrecke wird eine über-oder Unterspeisung des Dampferzeugers
sofort ausgeglichen, und zwar lange bevor eine durch die Änderung der überhitzerstrecke
bedingte Temperaturschwankung des Dampfes auftreten würde. Durch diese Art Speisewasserregelung
wird also gleichzeitig die Lage der Umwandlungszone und damit die Überhitzerstrecke
,geregelt. Von besonderem Vorteil in regeltechnischer Hinsicht ist dabei, daß der
Regelvorgang durch praktisch trägheitslose Druck- bzw. Druckunterschiedsimpulse
ausgelöst wird. Zweckmäßigerweise kann man das Verhältnis vom Dampfmengen- und Wassermengenimpuls
am Verhältnisregler im Abhängigkeit von der Dampftemperatur am Ausgang des Dampferzeugers,
veränderlich machen. Ein solcher Temperaturregler braucht nur zusätzlich und nachstellend
zu wirken, da durch die geschilderte Dampfmengenirnpulsabnahme schon eine Temperaturselb.stregelung
stattfindet.
-
Unter gewissen Umständen kann es zweckmäßig sein, die Druckunterschieddampfmengenmessung
dadurch auf eine einfache Druckmessung zurückzuführen, daß einer der beiden Meßdrücke
durch einen Druckhalteregler auf einen gleichbleibenden Wert eingeregelt wird. Um
die Druckschwankungen bei Laständerungen am Dampferzeugereingang möglichst gering
zu machen, ist es zweckmäßig, den positiven Impuls des Druckunterschiedes gleichzuhalten.
Zweckmäßigerweise wirkt der für die Druckhaltung vorgesehene Regler auf ein in der
Dampfleitung außerhalb der Meßstrecke für den Druckabfall liegendes Abströmventil.
-
Im folgenden ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung
(Abb. i und z) dargestellten zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert.
-
In beiden Abbildungen ist das Röhrensystem eines Durchlaufdampferzeugers
mit i bezeichnet. Von einer Speisepumpe 2 wird das Röhrensystem i über ein regelbares
Speisewasserventil3 gespeist. Die Speisewassermenge wird als Druckunterschied an
einem Staurad 4-in der Speisewasserleitung 5 gemessen und durch die Meßdruckleitungen
6, 6' auf einen auf den Druckunterschied ansprechenden Teil 7 des Speisewasserreglers
8 geleitet. Der Verhältnisschieber 8' des Speisewasserreglers 8 wird von einem Servomotor
9 verstellt, und zwar in Abhängigkeit von der durch den Temperaturaufnehmer io gemessenen
Dampftemperatur in der Dampfleitung i i. Der Meßwert des Temperaturaufnehmers io
wird in bekannter Weise durch einen Druckwandler in einen verhältnisgleichen Druckwert
umgewandelt, der durch die Leitung i2 einem mit isodromer Rückführung i3 arbeitenden
Regler i4 zugeleitet wird. Der Regler i4 betätigt mittels des Servomotors g den
Verhältnisschieber 8' temperaturabhängig.
-
In dem Ausführungsbeispiel gemäßAbb. i ist im. Speisewasserregler
8 dem Meßwert der Speise%vassennenge (Teil 7) ein auf den Dampfmengenimpuls ansprechender
Teil 15
entgegenges.chaltet. Dieser Teil 15 wird einerseits (i5"> beaufschlagt
von dein. Druck bei Punkt 16 des Röhrensystems i, andererseits (15') von
dem Druck bei Punkt i 6' in der Dampfleitung i i. Der Punkt 16 liegt im Wasserteil
vor der mit 17 bezeichneten Umwandlungszone. Der durch den Strömungswiderstand verursachte
natürliche Druckabfall zwischen 16 und 16' wird als Maß für die Dampfmenge
benutzt. Der Speisewasserregler 8 steuert unter Vermittlung des Servomotors 8" und
des davon betätigten Ventils 3 die Speisewassermenge diesem Dampfmengenmeßwert verhältnisgleich
nach, wobei das Verhältnis durch den Verhältnisschieber 8' in Abhängigkeit von der
Dampftemperatur gegebenenfalls beeinflußt wird. Verlagert sich die Umwandlungszane
17 im Dampferzeugerrohr
i infolge von Überspeisung beispielsweise
nach dem Punkt U', so verlängert sich der wasserführende Teil 16, 17, bzw. 16, 17'
der Druckabfallmeßstrecke 16, 16'. Die Folge davon ist eine Abnahme des Druckabfalles
an der Meßstrecke 16, 16', die wiederum eine stärkere Drosselung des Speisewasserventils
3 durch Betätigung des Reglers 8 zur Folge hat. Diese Drosselung erfolgt bereits,
lange bevor am Temperaturaufnehmer io eine Senkung der Dampftemperatur spürbar geworden
ist, ehe also der Regler 14 eingreifen kann. Die entsprechende gegenteilige Wirkung
tritt ein, wenn infolge von Unterspeisung die Umwandlungszone 17 im Dampferzeugerrohr
i nach dem Meßpunkt 16 zu wandert.
-
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 ist am Speisewasserregler
8 dem Speisewassermengenimpuls (Teil 7) lediglich der Druck in der Dampfleitung
i i (Punkt 16') entgegengeschaltet, der auf das Drucksystem 18 einwirkt. Der Druck
bei Punkt 16 im Dampferzeugerrohr i wird in diesem Falle durch den Druckhalteregler
ig auf einen gleichbleibenden Wert eingeregelt. Der Druckhalteregler ig wirkt unter
Vermittlung des Servomotors 2o auf ein in der Dampfleitung i i außerhalb der Meßstrecke
16, 16' liegendes Ab strömventi121. Da der Druck bei 16 gleichgehalten wird,
entsprechen die im Druckm.eßsystem i 8 auftretenden Druckschwankungen den Druckunterschieden
an der Meßstrecke 16, 16'. In beiden Ausführungsbeispielen ist die üblicherweise
bei solchen Durchlaufdampferzeugern vorgesehene zusätzliche Feuerungsregelung der
besseren Übersicht halber weggelassen worden.