DE723860C

DE723860C - Method and device for the operation of forced running pipe steam generators

Info

Publication number: DE723860C
Application number: DER97619D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Hingst
Original assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
Current assignee: HERPEN CO KG LA MONT KESSEL
Priority date: 1936-10-18
Filing date: 1936-10-18
Publication date: 1942-08-12

Description

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von im Zwanglauf arbeitenden Röhrendampferzeugern Im Zwanglauf betriebene Röhreridampferzeuger haben allgemein Heizflächen mit geringem Wasserinhalt und geringer Masse; sie sind deshalb schnell hochzuheizen, und ihre Dampferzeugung folgt mit geringer Trägheit den Änderungen der Befeuerung. Aus den gleichen Gründen fehlt jedoch die Speicherwirkung üblicher Trommelkessel mit größerem Wasserinhalt, so daß bei plötzlicher Erhöhung oder Verminderung der Dampfentnahme, wie es oft dem Verwendungszweck derartiger Kessel entspricht, ein erheblicher Abfall des Dampfdruckes oder das Abblasen des Sicherheitsventils, nicht zu vermeiden ist. Der B;etrieh einer Kraftmaschine wird durch starke Druckschwankungen . sehr erschwert, ebenso ist der Kondensatverlust unerwünscht.Method and device for the operation of those working in forced operation Tubular steam generators Forced-running tubular steam generators generally have Heating surfaces with low water content and low mass; therefore they are fast and their steam generation follows the changes with little inertia the lighting. For the same reasons, however, the memory effect is more lacking Drum kettle with larger water content, so that in the event of a sudden increase or decrease the steam extraction, as it often corresponds to the purpose of such boilers, a significant drop in vapor pressure or the blow-off of the safety valve, cannot be avoided. The operation of a prime mover is determined by strong pressure fluctuations . very difficult, and the loss of condensate is also undesirable.

Um diesen Mängeln abzuhelfen, wurden bereits in verschiedener Weise Sammelbehälter in derartige Dampferzeuger eingeschaltet, die als Abscheider, Warmwasserspeicher oder zum Teil auch als Ausdampfspeicher wirksam gemacht werden. Die Erfindung betrifft nun einen mit Zwanglauf arbeitenden Röhrendampferzeuger mit einem zwischen Verdampfungsheizfläche undÜberhitzer eingeschalteten, alsAusdampfspeicher dienenden Sammelbehälter für unverdampfte Teile des Arbeitsmittels und einer Umwälzpumpe, die das abgeschiedene Wasser dem Röhrendampferzeuger wieder zuführt. Das Verfahren zum Betrieb eines derartigen Dampferzeugers nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des ständig durch die Verdampfungsh eizfläche umgewälzten Wassers abhängig vom Dampfdruck im Sammelbehälter so geregelt wird, daß bei steigendem Dampfbedarf dieUm#%välzmenge verringert und bei fallendem Dampfbedarf erhöht wird.In order to remedy these shortcomings, various ways have already been carried out Collecting tanks switched on in such steam generators, which act as separators, hot water storage tanks or, in some cases, can also be made effective as an evaporation reservoir. The invention relates to now a forced-running tubular steam generator with an evaporating heating surface between and superheater switched on, serving as an exhaust vapor storage tank for non-evaporated parts of the working fluid and a circulation pump that transports the separated Returns water to the tubular steam generator. The method of operating such a Steam generator according to the invention is characterized in that the amount of water constantly circulated through the evaporation heating surface depending on the vapor pressure is regulated in the collecting tank in such a way that when the demand for steam increases, the is reduced and increased with decreasing steam demand.

Wesentlich für die Ausgleichwirkung des Sammelbehälters ist außer der Größe vor allem die Art der Auffüllung und der Erwärmung des Wasserinhaltes desselben. Bei bisher bekannten Vorschlägen wird meist ebenso wie bei der Erfindung abhängig vom Wasserstand im Sammelbehälter gespeist, wobei die Wiederauffüllung nach einem Belastungsstoß auch erst bei nachfolgender schwacher Belastung erfolgen kann.What is essential for the compensating effect of the collecting container is also the size, especially the type of filling and heating of the water content same. In the case of previously known proposals, the same is usually the case with the invention fed depending on the water level in the collecting tank, whereby the Replenishment after a load surge also only take place in the event of a subsequent low load can.

Bei den bekannten Vorschlägen wird die Erwärmung des Wasserinhaltes durch zeitweise oder ständige Umwälzung des Inhalte: über die Verdampfungsheizfläche des Kessels oder eine besondere Heizfläche oder auch durch zugeführten Heißdampf bewirkt.In the known proposals, the heating of the water content through temporary or permanent circulation of the contents: via the evaporation heating surface of the boiler or a special heating surface or by supplied superheated steam causes.

Die Umwälzung über die Verdampfungsheizflächewird Bekannterweise meist konstant gehalten und so nur die Ausdampfung selbst zum Ausgleich benutzt. -Nach anderen Vorschlägen wird schon abhängig vom Wasserstand im Sammelbehälter oder von der Öffnung der Speisewasserdrossel oder äuch von Hand so geregelt, daß die Umwälzung bei geringer Belastung verstärkt und bei hoher Dampfentnahme verringert wird, um so eine schnellere Wiedererwärmung des Wasserinhaltes zu erreichen.The circulation via the evaporation heating surface is known mostly kept constant and so only the evaporation itself is used to compensate. -To other proposals is already dependent on the water level in the collecting tank or on the opening of the feed water throttle or also controlled by hand so that the circulation is increased at low load and reduced at high steam extraction in this way to achieve a faster rewarming of the water content.

Bei einem Warmwasserspeicher ist es auch bekanntgeworden, die Umwälzung abhängig vom Dampfdruck im Kessel zu regeln. Dabei wird aber entgegen dem erfindungsgemäßen Verfahren bei steigendem Dampfbedarf, also fallendem Dampfdruck, die Umwälzung vermehrt, weil das umgewälzte Wasser hier als warme Speisewassermenge dem Kessel zufließt, während die kalte Speisung solange gedrosselt oder dem Speicher zugeführt wird. Eine ähnliche Wirkung kann auch durch Verdrängung des warmen Speicherinhaltes in den Kessel durch eingeführtes kaltes Speisewasser erreicht werden, wie es ebenfalls vorgeschlagen wurde.In the case of a hot water storage tank, it has also become known that circulation to be regulated depending on the steam pressure in the boiler. But this is contrary to the invention Procedure with increasing steam demand, i.e. falling steam pressure, the circulation increases, because the circulated water flows into the boiler as warm feed water, while the cold supply is throttled or fed to the storage tank. A similar effect can also be achieved by displacing the warm contents of the storage tank in the boiler can be reached by introducing cold feed water, as is also the case was suggested.

Das vorliegende Verfahren regelt die ständige Umwälzung abhängig vom Dampfdruck im Sammelbehälter bei einem im Zwanglauf arbeitenden Röhrendampferzeuger so, daß bei steigendem Dampfbedarf; also fallendem bzw. niederemDampfdruck, die Umwälzmengeverringert bzw. klein wird, während bei fallendem Dampfbedarf, also steigendem bzw. hohem Dampfdruck, die Umwälzmenge vergrößert bzw. groß wird. Als Einrichtung dafür dient eine vom Dampfdruck im Sammelbehälter gesteuerte Drosselvorrichtung in der Druckleitung der Umwälzpumpe, die beispielsweise als Membranventil ausgebildet sein kann und das umgewälzte Wasser der Verdampferheizfläche zuführt. Bei niederem Dampfdruck ist dieses Ventil bis auf eine kleine Öffnung geschlossen, während es oberhalb eines bestimmten beliebig gewählten Dampfdruckes weiter öffnet, bis bei dem höchsten Betriebsdruck auch die größte öffnung erreicht wird. Der Sammelbehälter wird als Ausdampfspeicher benutzt.The present procedure regulates the constant circulation depending on the Steam pressure in the collecting tank in a forced-flow tubular steam generator so that with increasing steam demand; So falling or lower vapor pressure, the Circulation amount is reduced or small, while with decreasing steam demand, i.e. increasing or high steam pressure, the circulation volume is increased or large. As a facility a throttle device controlled by the steam pressure in the collecting tank is used for this in the pressure line of the circulation pump, which is designed, for example, as a diaphragm valve can be and the circulated water supplies the evaporator heating surface. At lower Steam pressure is this valve except for a small opening while it is closed above a certain arbitrarily selected vapor pressure continues to open until at the largest opening is reached at the highest operating pressure. The collection container is used as an evaporation tank.

Bei der Inbetriebnahme des Dampfereugers ohne Dampfdruck ist .das Membranventil bzw. die Drosselvorrichtung nur ganz wenig geöttnet. Bei kleinster Umwälzung und geringstem Wasserinhalt des Rohrsystems wird sehr schnell Dampfbildung und Dampfdruck erreicht, jedoch wird erst bei vollem Dampfdruck die größte Umwälzmenge erreicht und dann in kurzer Zeit »der Inhalt des Sammelbehälters auf Siedetemperatur erhitzt. In dieser Zeit kann schon mit stetiger Dainpfentnalime gefahren werden. Wird nun plötzlich die Belastung gesteigert und sinkt der Dampfdruck ab, so wird durch die Ausdampfung des Sammelbehälters der Stoß gemildert. Gleichzeitig schließt die Drosselvorrichtung. und die Umwälzung geht auf den 'Mindestwert zurück. Dadurch wird der Wasserinhalt der Heizfläche stark verringert und eine schnellere Steigerung der Verdampfung ermöglicht. Die geringe Umwälzung bleibt so lange bestehen, bis die Feuerung nachkommt und der Druck wieder steigt; in dieser Zeit ist also auch der Wärmeaufwand für die Wiedererwärmung des Speicherinhaltes gering; fast alle Wärme wird zur Steigerung der Dampferzeugung benutzt. Nach Erreichung des Nenndruckes dagegen wird durch die größere Umwälzung die Erwärmung in kürzester Zeit durchgeführt, so daß cler nächste Belastungsstoß aufgenommen werden kann.When starting up the steam generator without steam pressure Diaphragm valve or the throttle device only very little göttnet. With the smallest Circulation and the smallest amount of water in the pipe system results in the formation of steam very quickly and steam pressure is reached, but the greatest amount of circulation is only achieved at full steam pressure reached and then in a short time »the contents of the collecting container to boiling temperature heated. During this time, you can drive with a steady Dainpfentnalime. If the load is suddenly increased and the vapor pressure falls, then becomes the shock is alleviated by the evaporation of the collecting container. At the same time it closes the throttle device. and the upheaval goes back to the 'minimum value. Through this the water content of the heating surface is greatly reduced and a faster increase allows evaporation. The slight circulation persists until the firing follows and the pressure rises again; at this time is also the heat required for reheating the memory contents is low; almost all Heat is used to increase the generation of steam. After reaching the nominal pressure on the other hand, due to the greater circulation, the heating is carried out in a very short time, so that the next shock can be absorbed.

Wesentlich ist dabei, daß der Verlauf nicht abhängig von der absoluten Größe der Dampfentnahme ist, sondern vom absoluten Dampfdruck, d. h. die Tendenz der Laständerung ist entscheidend. So ist es auch möglich, schnell aufeinanderfolgende Belastungsspitzen ohne Änderung der Befeuerung aufzunehmen. Die kleinste Umwälzmenge muß stets genügen, um den Austritt feuchten Dampfes zu gewährleisten, damit in bekannter Weise Salzablagerungen im Dampferzeuger vermieden werden.It is essential that the course does not depend on the absolute The size of the steam extraction, but rather on the absolute steam pressure, d. H. the tendency the change in load is decisive. It is also possible to do so in quick succession Absorbing load peaks without changing the lighting. The smallest amount of circulation must always be sufficient to ensure the escape of moist steam, thus in known This way, salt deposits in the steam generator can be avoided.

Durch die selbsttätige Belastung der Heizfläche und der Feuerung bei plötzlicher Verringerung der Dampfentnahme durch die Einschaltung größerer Umwälzung wird das Abblasen des Sicherheitsventils und der Kondensatverlust fast immer vermieden. Auch wird bei plötzlicher Steigerung der Belastung oft der Wärmeaufwand für die Aufheizung der großen Umwälzmenge, die dann wegfällt. sofort für die Dampfbildung zur Verfügung stellen, was bei noch nicht voll aufgeladenem Speicherinhalt dessen Wirkung ersetzt.Due to the automatic loading of the heating surface and the furnace sudden reduction in steam extraction by switching on greater circulation Blowing off the safety valve and loss of condensate is almost always avoided. Also with a sudden increase in the load, the heat expenditure for the Heating of the large amount of circulation, which is then omitted. immediately for steam generation make available what if the memory content of the is not yet fully charged Effect replaced.

Diese zusätzlichen Vorteile machen den erfindungsgemäßen Dampferzeuger besonders für Fahrzeuge geeignet, weil geringes Gewicht und große Elastizität zugleich verwirklicht werden.These additional advantages make the steam generator according to the invention particularly suitable for vehicles because of its low weight and great elasticity at the same time be realized.

In der Zeichnung ist der zur Ausübung des Verfahrens benutzte Aufbau des Zwanglaufkessels beispielsweise sinnbildlich dargestellt. Die Speisepumpe i ist mit einer Antriebsmaschine a und der Umwälzpumpe 3 gekuppelt. Das von der Speisepumpe i geförderte Speisewasser durchströmt den Vorwärmer .4 und verdampft in dem Verdampferteil 5 entsprechend der jeweiligen Befeuerung. Das erzeugte Dampf-Wasser-Gemisch wird in einem Trockner 6 von .den noch flüssigen Bestandteilen befreit, die einem Flüssigkeitssammler 7 zugeführt werden. Die Saugseite der Umwälzpumpe 3 ist durch eine Leitung 8 mit dem Sammelbehälter 7 verbunden.In the drawing is the structure used to carry out the procedure of the forced circulation boiler, for example, symbolically represented. the Feed pump i is coupled to a drive machine a and the circulation pump 3. The feed water delivered by the feed pump i flows through the preheater .4 and evaporates in the evaporator part 5 according to the respective lighting. That generated Steam-water mixture is in a dryer 6 of .den still liquid components freed, which are fed to a liquid collector 7. The suction side of the circulation pump 3 is connected to the collecting container 7 by a line 8.

Beim Anfahren arbeitet der Dampferzeuger und der dem Abscheidebehälter 7. nachgeschaltete Überhitzer 9 nur mit einer geringen Umwälzmenge, so daß eine schnelle Dampferzeugung gesichert ist. Die Drosselvorrichtung io in der Druckleitung ii der Umwälzpumpe ist nur wenig geöffnet, so daß ein geringer Teil der indem Flüssigk eitssammler7 befindlichen Wassermenge ständig umgewälzt und auf Sattdampftemperatur erhitzt wird. Sobald eine den Dampfverbrauch übersteigende Dampferzeugung vorhanden ist und der Dampfdruck steigt, wird das- Drosselventil io weiter geöffnet, @so. daß die durch den Verdampfer 5 geführte Umwäl.zwassermenge gesteigert wird. -Der Inhalt des Flüssigkeitssammlers 7 wird also entsprechend der größeren umgewälzten Wassermenge schnell aufgeheizt.When starting up, the steam generator and the separator tank work 7. Downstream superheater 9 only with a small amount of circulation, so that a fast steam generation is assured. The throttle device io in the pressure line ii the circulation pump is only slightly open, so that a small part of the liquid in the eitssammler7 the amount of water located is constantly circulated and at saturated steam temperature is heated. As soon as there is steam generation in excess of steam consumption and the steam pressure rises, the throttle valve is opened further, @so. that the amount of water circulating through the evaporator 5 is increased. -Of the The contents of the liquid collector 7 are thus circulated according to the larger ones Amount of water heated up quickly.

Wird der Dampfbedarf plötzlich -so groß, daß die Dampferzeugung diesem nicht nachkommen kann, so tritt ein Druckabfall in der Verbraucherleitung ein, der sich über den Überhitzer 9 auf den Flüssigkeitssammler 7 auswirkt. Infolge des Druckabfalles wird in dem Flüssigkeitssammler 7 eine entsprechende Menge Dampf frei, die im allgemeinen genügt, um große Druckschwankungen zu verhindern, zum mindesten so lange, bis die Dampferzeugung auf eindemDampfverbrauch entsprechendes Maß gesteigert ist.If the need for steam suddenly becomes so great that the steam is generated can not comply, a pressure drop occurs in the consumer line, the affects the liquid receiver 7 via the superheater 9. As a result of the pressure drop a corresponding amount of vapor is released in the liquid collector 7, in general is sufficient to prevent large pressure fluctuations, at least until the Steam generation is increased to a level corresponding to the steam consumption.

Die Umwälzpumpe 3 kann, wie dargestellt; mit der Speisepumpe gekuppelt sein oder einen eigenen Antrieb haben.The circulation pump 3 can, as shown; coupled with the feed pump be or have their own drive.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for the operation of those working in forced operation Tubular steam generators with a connected between the evaporation heating surface and the superheater, Collecting container serving as an evaporation reservoir for non-evaporated parts of the working medium and a circulation pump, which returns the separated water to the tubular steam generator supplies, characterized in that the amount of continuously through the V evaporation heating surface circulated water is regulated depending on the steam pressure in the collecting tank, that with increasing steam demand the circulation rate is reduced and with decreasing steam demand is increased. . Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that characterized in that a throttle device in the pressure line (i i) of the circulation pump (3) (io) for regulating the circulated amount of water withdrawn from the collecting tank (7) is provided, which is controlled depending on the steam pressure in the collecting container (7).