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Sicherheitsvorrichtung für Röhrendampferzeuger mit kleinem Flüssigkeitsinhalt
und Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels Bei trommellosen Röhrendampferzeugem mit Zwangdurchlauf
ohne selbsttätige Regelung ", wird die Brennstoffzufuhr auf Grund ,einer Betriebsgröße,
z.B. des Dampfdruckes, der Temperatur des überhitzten Dampfes oder der Werkshelastung
von Hand eingeregelt. Hierbei 'besteht im Gegensatz zu Trommeldampf-erzieugern,
bei denen die Speisewasserzufuhr durch den selbsttätigen Speiseregler
je nach der Dampfentnahme verstärkt oder verringert wird und eine überspeisung
daher -nicht stattfinden kann, die Möglichkeit, daß bei verringerter Dampfentnahme
die Pumpe den Dampferzeugern mehr Wasser zuführt, als diesen Dampf entnommen wird.
Ferner kann es bei Röhrendampferzeugern mit Zwang,durchlauf und masselosen Feuerungen,
d.h. mit öl-, Gas- oder Kohlenstaubfeuerungen, bei unbemerktem Verringern
oder Ausbleiben der Brennstoffzufuhr oder Zündung vorkommen, daß an "der Dampfentnahme.
und Wasserzufuhr sich zuhächst nichts ändert. Infolgedessen -wird nur ein Teil des
gespeisten Wassers verdampft, der Rest kann schon nach kurz-er Zeit in die Turbine
gelangen und diese schwer beschädigen. Entsprechend wirkt sich ein unbemerktes Verring,ern
oder ein, Ausbleiben der Wasserzufuhr für die Turbine wegen des unzulässigen Temperaturanstiegs
aus. Ähnliches gilt für etwaige andere Dampfverbraucher.
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Die gleichen Störungen können. auch bei Versagen der selbsttätig gen
Regelung oder bei ein-er nicht beobachteten Fehlanzeige eines
der
Geräte auftreten, die die selbsttätige Regelung betätigen oder nach denen sich bei
Handregelung des Dampferzeugers der Hek
| zer richtet. Die Gefahr ist dann aber wese |
| ]ich größer als bei Trommeldampferzeuge |
| weil bei letzteren eine erheblich längere Ze |
| ver- geht, bis das zuviel zu-eführie Wasser id |
den überlätzer gelangt oder Wassermangel gefährlich wird.
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Es empfehlen sich daher besondere Sicherungen gegen solche Vorkommnisse.
Zu diesem Zweck- ist bereits vorgeschlagen worden, unter dem Einfluß eines 1. B.
am Beginn der überhitzerzorie eingebauten Temperaturaufnehmers bei unzulässig absinkender
Temperatur ein Ventil zu öffnen, das den Dampf oder das Dampfwassergemisch in einen
Niederdruckbehälter abströmen läßt, wobei gleichzeitig die züi den eigentlichen
Verbraucherstellen (z. B. Dampfturbine) führende Dampfleitung , abgesperrt
wird.
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Bei derartigen lediglich von der Arbeitsmitteltemperatur gesteuerten
Vorrichtungen wird man aber gewisse betriebliche Schivankungen der Temperatur in
Abhängigkeit von der Belastung stets zulassen müssten. Stellt man, um ein rasches
Auslösen der Sicherheitsvorrichtung zu erzielen, beispielsweise den Auslöseimpuls
auf eine Temperatur ein, die nur ein geringes unter der bei Schwachlast zu erwartenden
liegt, so genügt eine sehr kleine, unter Umständen schon durch einen Wechsel in
den Brennstoffeigenschaften sich ergebende Temp eratursenkung, um die Sicherheitsvorrichtung
unerwünscht auszulösen. Stellt man den Auslöseimpuls dagegen nach einer verhältnismäßig
niedrigen Temperatur ein und fährt der Dampferzeuger gerade mit hoher Last und Temperatur,
wenn sich eine Störung ereignet, dann dauert es infolge der unvermeidlichen Trägheit
der Temperaturaufnehmer und übertragungseinrichtungen zu lange, bis die Sicherheitsvorrichtung
auslöst, so daß unter Umständen Wasser in die Turbine gelangt. Aber auch dann genügen
die bekannten einfachen Sicherheitsvorrichtungen nicht den Erfordernissen des Kraftwerkbetriebes
mit seinen vielfältigen unerwarteten Störungen, wenn die Dampftemperatur bei einer
bestimmten Bauart des Dampferzeugers oder zufol- ge einer besonderen Regelung unabhängig
von der Belastung gleichbleibt, weil auch dann immer noch ein zu großes, im Sinne
einer Auslöseverzö-erung wirkendes Spiel - enüber dem üblichen Tern ra-Z,
eg pe turwert bleibt und vor allem, weil die Dampftemperatur selbst bei ausbleibender
Beheizung oder unzulässig ansteigender Speisemenge zufolge der inneren Speicherfähigkeit
des Dampferzeugers sich zu langsam ändert. Ferner sind Sicherheitsvorrichtungen
für Röhrendampferzeuger bekannt, bei denen das ,Sicherheitsventil in Abhängigkeit
von der , #N geführten Wassermenge betätigt wird.
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,'Solche Sicherheitsvorrichtungen arbeiten verpögerungsfrei. Sie entsprechen
aber trotz--dem nicht den praktischen Anforderungen, da bei ihnen lediglich die
Wasser-, nicht aber die Brennstoffzufuhr berücksichtigt wird. Bei Störungen der
Brennstoffzufuhr kann daher der Fall eintreten, daß nach wie vor Wasser in den Röhrendampferzeuger
gefördert wird und durch diesen in die Turbine gelangt.
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Demgegenüber wird erfindungsgemüß für die Auslösung der Sicherheitsvorrichtung
ein Differenzregler vorgesehen, der durch unmittelbar und ohne Verzögerung von der
Beheizung und von der Wasserzufuhr abhängige Meßwerte beeinflußt wird.
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Bei übereinstimmung zwischen Beheizung und Wasserzufuhr halten sich
beide das Gleichgewicht. Die Sicherheitsvorrichtung wird ausgelöst, wenn das Verhältnis
von Beheizung zu Wasserzufuhr unzulässig vom üb-
lichen Wert abweicht. Da
z. B. der Durchflußwiderstand des dem Dampferzeuger zugeführten Speisewassers durch
eine Meßdüse sich quadratisch mit der Menge ändert, die Rauchgastemperatur dagegen
weniger als linear mit der Beheizung, kann man natürlich diese beiden Meßimpulse
nicht unmittelbar gegen,einanderwirken lassen, sondern muß ein entsprechendes übertragungsglied
zur Umformung zwischenschalten. Dies wird überflüssig, wenn man als Maßstab für
die Beheizung z. B. den Rauchgaszugverlust in einem Teil der Heizfläche oder zwischen
Feuerraum und Fuchs wählt, da der Verlust quadratisch von der Menge abhängt. Bei
flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen könnte man ferner an sich eine Differenzdruckmessung
in der Brennstoffzuführungsleitung der Regelung zugrunde legen. Eine solche Regelung
wird allerdings dann versagen, wenn die Zündung aussetzt und die Flamme erlischt,
und ist daher ebenfalls nicht geeignet.
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Ein rasches und sicheres Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung läßt
sich auch dadurch erreichen, daß man in der Speisewasserleitu,ng beim Eintritt in
den Dampferzeuger und an einer Stelle, an der bei richtiger Darnpftemperatur, d.h.
richtigem Verhältnis von Beheizung und Wasserzufuhr, etwa io bis 300,10 des
zugeführten Wassers verdampft sind, Differenzdruckmesser einbaut, deren Öffnungen
so bemessen sind, daß die Dilffierenzdrücke beim üblichen Betriebszustand gleich
sind, aber ein Ansprechen derSicherheitsvorrichtung herbeiführen, wenn infolge zu
geringer oder zu hoher Beheizung der
Difierenzdruck der im Verdampferteil
eingebauten Düse o.dgl. infolge des größeren. bzw. kleineren spezifischen Gewichtes
kleiner bzw. größer wird. Währeffd nämlich ein Temperaturaufnehmer eine Änderung
erst im überhitzerteil feststellen kann, weil im ganzen Verdampfungsteil des Dampferzeugers
die Temperatur annäh md gleichbleibt (Sättigungstemperatur), kann man mittels der
Differenzdruckmesser die richtige Beheizung schon an einer Stelle überwachen, die
hinreichend weit vom Ende (im Sinne der Arbeitsmittelströmung betrachtet) des Dampferzeugers
entfernt liegt, so daß für das wirkungsvolle Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung
genügend Zeit bleibt.
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