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Regelvorrightung bei Oberflächenkondensatoren für gegebenenfalls gashaltige
Dämpfe Bei Oberflächenkondensatoren für gegebenenfalls gashaltige Dämpfe ist es
zwecks Konstanthaltung der Abflußtemperatur des Kondensats oder der Kühlflüssigkeit
auch in Betrieben mit stark veränderlicher Dampfzufuhr bekannt, die Zu- und Abflußleitungen
für die Kühlflüssigkeit durch eine Rückstromleitung zu verbinden und so eine Kreislaufbahn
für die Kühlflüssigkeit zu bilden. In dieser Kreislaufbahn ist eine Kreislaufpumpe
vorgesehen, und außerdem wird in der Rückstromleitung ein Ventil angebracht, welches
selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur der aus dein Kondensator abfließenden
(also erwärmten) Kühlflüssigkeit geregelt wird.
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Dadurch werden die bekannten Nachteile (vor allem große Temperaturschwankungen
in der abfließenden Kühlflüssigkeit, schädliche Wärmespannungen im Apparat und auch
die Gefahr von Anfressungen und Stoffniederschlägen) der bekannten Regelvorrichtung
beseitigt, bei welcher nur ein Regelventil in der Zufuhrleitung für Kühlflüssigkeit
vorgesehen ist. Ferner kann durch die erstgenannte Regelung in der Rückstromleitung
in gewissen Fällen annähernd eine praktisch konstante Zufuhr der Kühlflüssigkeit
zum Kondensator erzielt werden, obwohl bei sehr schwankender Belastung, d. h. in
Betrieben mit stark veränderlicher Dampfzufuhr zum Kondensator, dieses Konstanthalten
dadurch erschwert wird, daß die Regelung in der Rückstromleitung auf die Kühlwasserzufuhr
zurückwirkt und zu unkontrollierbaren Schwankungen in der Kühlwasserzufuhr führen
kann.
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Auch falls die Dampfzufuhr zum Kondensator sich nicht so stark ändert
und also eine Konstanthaltung der Kühlflüssigkeitsströmung tatsächlich erlangt wird,
wird jedoch diese konstante Zufuhr von- Kühlflüssigkeit zum Kondensator auf Kosten
des Temperaturunterschiedes erreicht, was unter Umständen nicht zulässig ist. Fälle
kommen nämlich vor, in welchen dieser Temperaturunterschied zwisehen
zugeführter
Kühlflüssigkeit und zu kondensierendem Dampf nicht in dem zum Konstanthalten derKühlflüssigkeitsströmung
durch den Kondensator erforderlichen hohen Grade vermindert werden darf, sondern
der Temperaturunterschied muß wenigstens einen bestimmten Mindestwert innehalten.
Dies ist beispielsweise bei gleichzeitigem Unterkühlen von Gas der Fall.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und die Sicherung
der Innehaltung des erforderlichen Mindestwertes des Temperaturunterschiedes. Dabei
soll durch die erfindungsgemäße Regelung bei allen Belastungsfällen die höchstmögliche
Wärmeübertragungswirkung im Kondensator aufrecht gehalten werden. Im Gegensatz zu
den bekannten Regelungssystemen ist die erfindungsgemäße Regelung sehr geschmeidig,
so daß die Temperaturschwankungen in der Kühlflüssigkeit im Apparat verhältnismäßig
klein und erheblich langsamer werden als sonst. Es werden deshalb schädliche Wärmespannungen
im Kondensator vermieden, auch wird im hohen Grade die Gefahr von Anfressungen und
schädlichen Niederschlägen auf den Wärmeübertragungsflächen beseitigt.
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Die Erfindung bezieht sich also auf eine Regelvorrichtung bei Oberflächenkondensatoren
für gegebenenfalls gashaltige Dämpfe zwecks Konstanthaltung der Abflußtemperatur
des Kondensats oder der Kühlflüssigkeit auch in Betrieben mit stark veränderlicher
Dampfzufuhr zum Kondensator und mit einer Kühlflüssigkeitskreislaufbahn, welche
durch Teile der Zu- und Abflußleitungen für die Kühlflüssigkeit und eine diese verbindende
Rückstromleitung gebildet ist und eine Kreislaufpumpe enthält, mit dem Kennzeichen,
daß die Kreislaufbahn zwei in Abhängigkeit voneinander geregelte Ventilglieder (gegebenenfalls
ein zusammengebautes Mischventil) enthält, und zwar eins in der Rückstromleitung
und eines in der Zufuhrleitung für die frische Kühlflüssigkeit, welche Ventilglieder
in Abhängigkeit von einer der genannten Abflußtemperaturen selbsttätig gesteuert
werden, derart, daß bei abnehmender Belastung (abnehmende Dampfzufuhr zum Kondensator)
das Ventilglied in der Rückstromleitung den Leitungsquerschnitt öffnet und das Ventilglied
in der Kühlflüssigkeitszufuhrleitung den Leitungsquerschnitt drosselt bzw. bei ansteigender
Belastung umgekehrt, daß ferner entweder die Kreislaufpumpe eine abfallende Charakteristik
aufweist oder aber die genannten Ventile gemeinsam derart selbsttätig geregelt sind,
daß beim Ansteigen bzw. Abnehmen des Rückstromes eine so große Verminderung bzw.
Vergrößerung der Gesamtzufuhr von Kühlflüssigkeit durch die Leitung 7 zum Kondensator
bewirkt wird, daß die Kühlflüssigkeitsgeschwindigkeit im Kondensator stets über
einen vorbestimmten =Mindestwert gehalten wird, aber gleichzeitig der Temperaturunterschied
zwischen dem zu kondensierenden Dampf und der dem Kondensator zugeführten Kühlflüssigkeit
über einen ebenfalls vorbestimmten Mindestwert gehalten wild.
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In der Zeichnung zeigen Fig. i und 2 zwei verschiedene Regelvorrichtungen.
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In Fig.. i bezeichnet i einen Kondensator, welcher als Spiralblechapparat
bekannter Bauart ausgeführt ist und oben einen @Dampfeinlaß 2 und unten einen Kon@densatauslaß
3 hat. Die kalte frische Kühlflüssigkeit wird durch die Leitung q. über das Drosselventil
5 zugeführt und fließt dann durch das als Dreiwegventil ausgeführte Mischventil
6 in die Kühlflüssigkeitszufuhrleitung 7 des Kondensators. Die erwärmte Kühlflüssigkeit
fließt durch die Leitung 8 ab, welche sich teils in eine Auslaßleitung 9 mit einem
Thermometer io und teils in eine Rückstromleitung i i. mit einer Kreislaufpumpe
12 verzweigt. Die Leitung i i ist an das Mischventil i angeschlossen, welches mittels
eines Servo- oder Hilfsmotors 13 eingestellt wird, der von einem in der Nähe eines
der Flüssigkeitsauslässe des Apparates .angebrachten, finit Thermometerskala versehenen
Temperaturimpulsglied 14 aus betätigt wird.
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Das Drosselventil 5 wird derart eingestellt, daß die Leitung q. bei
der zur Verfügung stehenden Temperatur und dem Druck der darin befindlichen Kühlflüssigkeit
nur so viel davon durchläßt, daß bei der Höchstbelastung diese Flüssigkeit bei ihrem
Durchgang durch den Kondensator auf eine imvoraus bestimmte Temperatur erhitzt wird,
welche durch Ablesen des Thermometers 14 überwacht wird.
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Beim Betrieb des Kondensators soll die Kreislaufpumpe 12 stets in
Betrieb sein. Falls die Wärmeübertragung sinkt, z. B. infolge einer Verminderung
der dein Kondensator zugeführten Dampfmenge, sinkt auch,die Temperatur des abfließenden
Kondensats. Dann tritt das Temperaturimpulsglied 14 in Tätigkeit und beeinflußt
den Servomotor 13, welcher das Mischventil 6 derart umstellt, daß es die Einströmung
aus der Leitung 4 für die kalte Kühlflüssigkeit drosselt und die Zufuhr aus der
Rückstromleitung i i öffnet, so daß ein Teil der durch die Leitung 8 abfließenden
erwärmten Flüssigkeit in die Kü hlflüssigkeitsleitung 7 zurückgeführt und darin
mit frisch zugeführter kalter Flüssigkeit gemischt wird und die in den Kondensator
einströmende Kühlflüssigkeit eine höhere Temperatur erhält. Das Mischverhältnis
wird dabei derart geregelt, .daß trotz der verminderten Wärmeübertragung die gewünschte
Temperatur der abfließenden Kühlflüssigkeit aufrecht gehalten
wird.
Die Kreislaufpumpe i-> hat eine abfallende Charakteristik, d. h. die Pumpe gibt
bei gesteigerter Flüssigkeitsmenge einen verminderten Druck. Unter der Voraussetzung
eines gleichbleibenden Flüssigkeitsdruckes in den Leitungen 4. und 9 wird dabei
das Mischventil 6 im Falle einer verminderten Belastung die Rückstromleitung i i
mehr öffnen und die Zufuhr der kalten Flüssigkeit aus ¢ entsprechenddtosseln, weshalb
gleichzeitig der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 7 sinkt und so die gesamte Durchstrommenge
vermindert wird. Wenn die Belastung wieder steigt, wird der Servomotor in umgekehrter
Richtung betätigt, so daß die Zufuhr der kalten Flüssig-]zeit aus der Leitung 4.
'geöffnet, aber die Zufuhr aus der Rückstromleitung i i gedrosselt wird. Falls die
Dampfzufuhr ganz aufhört, führt die erwärmte Kühlflüssigkeit einen geschlossenen
Kreislauf aus.
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In der Vorrichtung gemäß Fig. 2 haben entsprechende-Teile dieselben
Bezugszeichen. Nur der Unterschied ist vorhanden, daß die Kreislaufpumpe 12 hier
in die Mischleitung 7 eingesetzt ist und deshalb nicht nur den erforderlichen Kreislauf
von erwärmter Kühlflüssigkeit besorgt, sondern auch die kalte Flüssigkeit durch
das Mischventil 6 einsaugt. Dabei werden vorzugsweise Druckmesser 15 in die Leitungen
q. und 9 eingeschaltet.
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Anstatt der Kreislaufpumpe eine abfallende Charakteristik zu geben,
so daß die Pumpe bei gesteigerter Flüssigkeitsmenge einen verminderten Druck gibt,
kann man dieselbe Wirkung auch dadurch erzielen, daß die Ventile 6 gemeinsam derart
selbsttätig geregelt werden (Einstellung vöm Impulsglied 14), daß beim Ansteigen
bzw. Abnehmen des Rückströmens eine entsprechend große Verminderung bzw. Vergrößerung
.der Gesamtzufuhr von Kühlflüssigkeit durch die Leitung 7 zum Kondensator erzielt
wird. Bei sinkender Belastung z. B. nimmt also .die gesamte Kühlflüssigkeitszufuhr
durch 7 kontinuierlich ab, so daß der erforderliche Mindesttemperaturunterschied
im Kondensator stets aufrecht gehalten wird.