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Einrichtung zur Regelung der Heißdampftemperatur von Dampfkesseln
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Heißdampftemperatur von
Dampfkesseln.
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Es ist üblich, zur Erzielung einer konstanten Heißdampftemperatur
entweder hinter dem Überhitzer oder auch zwischen zwei Überhitzergruppen ein Kühlaggregat
einzuschalten, welches dafür sorgt, daß die Temperatur des zum Verbraucher geleiteten
Heißdampfes nach oben hin begrenzt wird. Man kann zu diesem Zweck sowohl Einspritzkühler
als auch Oberflächenkühler verwenden. Für die Schaltung von Oberflächenkühlern sind
die verschiedensten Ausführungsformen bekannt.
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Es sind beispielsweise Anlagen bekanntgeworden, bei denen das Kühlmittel
aus der Druckleitung der Kesselspeisepumpe entnommen wird und nach. dem DurchfLuß
durch den Kühler in die Obertrommel des Kessels geführt wird. Bei einer derartigen
bekannten Anlage soll durch Parallelschaltung des Kühlers und des Vorwärmers eine
selbsttätig gesteuerte Kühlmittelzufuhr und Heizflächenausnutzung erzielt werden.
Hierbei ist jedoch eine zusätzliche Feinregelung in der Kühlerzuleitung erforderlich.
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Durch die Erfindung wird nun eine Anlage geschaffen, bei der die Kühlmittelzufuhr
zum Kühler in Abhängigkeit von der Heißdampftemperatur in der Überhitzeraustrittsleitung
völlig eindeutig zwangsläufig gesteuert wird.
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Die Erfindung besteht nun 'darin, daß in die Speisewasserdruckleitung
ein in Abhängigkeit von der Heißdampftemperatur in der Überhitzeraustrittsleitung
automatisch geregeltes Wechselventil eingebaut wird, welches die gesamte Speisewassermenge
so auf Vorwärmer und Kühler aufteilt, daß die zur Kühlung benötigte Kühlmittelmenge
für den Kühler zwangsläufig abgezweigt wird.
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Nach dem Durchfluß durch den Kühler wird erfindungsgemäß das Kühlmittel
in die Vorwärmeraustrittsleitung eingeführt, so daß der den Kühler
durchströmende
Speisewasseranteil gemeinsam mit dem den Vorwärmer durchströmenden Anteil in die
Obertrommel des Kessels eingeführt wird. An der Vereinigungsstelle 'kann man zur
Vermeidung von unerwünschten Kondensätionsnebenerscheinungen ein Mischaggregat,
beispielsweise einen an sich bekannten Behälter mit Körpern großer Oberfläche oder
auch eine düsenartige Einrichtung, einbauen.
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Um zu vermeiden, daß durch die Verbindungsleitung zwischen Kühler
und Mischaggregat in unerwünschter Weise rückwärts Wasser in den Kühler eindringt,
wenn die Zuleitung zum Kühler durch das Wechselventil abgesperrt worden ist, wird
in diese Leitung eine Wassersperre eingebaut, die durch im Nebenschluß zum Kühler
geführten Heißdampf beheizt ist. Hierdurch wird vermieden, daß der Kühler im ausgeschalteten
Zustande durch unerwünschte Wärmespannungen bzw. Geräuschbildung und Wasserschläge
beansprucht w ird. Um bei plötzlichem Wiedereinsrhalten des Kühlers eine Abschreckung
der Kühlflächen durch Eintritt kalten Speisewassers zu verhindern, kann man das
Kühlmittel vor dem Eintritt in den Kühler durch einen Vorspeicher leiten, der ebenfalls
mit Heißdampf beheizt ist und für dien Kühler zunächst auf etwa Sättigungstemperatur
vorgewärmtes Wasser liefert. Im ausgeschalteten Zustand des Kühlers wird durch diese
Anordnung praktisch jede unerwünschte Kühlung des Heißdampfes, z. B. bei Minderlast,
vermieden.
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Um eine möglichst trägheitslos wirkende Regelung zu erzielen, kann
eine zusätzliche Vorsteuerung des Wechselventils für der Weise erfolgen, daß in
Abhängigkeit von der Tendenz des Heißdampftemperaturverlaufes z. B. am Kühlereintritt
das Wechselventil durch eine an sich bekannte Steuerung bereits in geringem Maße
geöffnet oder geschlossen wird, bevor der Temperaturfühler in der Überhitzeraustrittsleitung
anspricht.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Vorspeicher und
die Wassersperre zu einem Aggregat vereinigt werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. i zeigt das Schaltschema gemäß der Erfindung; Abb.2 zeigt eine
Prinrzipdarstellung des vereinigten Vorspeicher- und Wassersperreaggregates. Das
von .der Speisepumpe i kommende Speisewasser wird durch das Wechselventil e, welches
durch den Temperaturfühler 3 in Abhängigkeit von der Überhitzeraustrittstemperatur
gesteuert wird, auf den Vorwärmerstrang4 und den Kühlerstrangs aufgeteilt. DasWechselventil--wird
zusätzlich in an sich bekannter Weise durch die Temperaturtendenzmeßeinrichtung
6, welche im Ausführungsbeispiel in der Überhitzerkammer 7 eingebaut ist, vorgesteuert.
Der durch den Kühlmittelstrang 5 fließende Speisewasseranteil wird zunächst in den,dem
Oberflächenkühler 8 vorgeschalteten Vorspeicher 9 geleitet, dessen Heizraum an der
tiefsten, Stelle durch die Leitung io an den Heißdampfkreislauf einseitig angeschlossen
ist. Aus dem Vorspeicher 9 wird das Kühlmittel durch den Oberflächenkühler 8 mittels
des Rohrstranges 18 über die Wassersperre i i zum Mischaggregat 12 geleitet. Der
vom Überhitzersammler 7 kommende Heißdampf wird durch den Kühler 8 zum Eintrittssammler
13 der zweiten Überhitzergruppe geleitet. Das gesamte Speisewasser fließt vom Mischaggregat
12 durch die Leitung 14 zur Obertrommel des Kessels.
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Ist die Temperatur des Reißdampfes bei 3 so niedrig, daß das Wechselventile
vollständig geschlossen wird, so dampft der Kühlmittelraum des Kühlers 8 aus, während
der Vorspeicher 9 jedoch mit Kühlmittel gefüllt bleibt. Ein rückwärtiges Eindringen
von Speisewasser in den Kühler 8 wird durch die Wassersperre i i vermieden, da diese
im Nebernschluß an den Heißdampfkreislauf -angeschlossen ist, so daß vom Mischaggregat
12 aus durch die Leitung 18 zur Wassersperre i i rückwärts ansteigendes Speisewasser
in der Wassersperre verdampft und infolge des so gebildeten Dampfpolsters ein weiteres
Ansteigen des Wassers verhindert.
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Wird nun infolge ansteigender Heißdampftemperatur das Weohselv entil
hin und wieder geöffnet, so strömt in den Kühler 8 zunächst der Wasserinhalt des
Vorspeichers 9, welcher inzwischen ungefähr auf Sättigungstemperatur aufgewärmt
ist. Erst nachdem der Inhalt des Vorspeichers verbraucht ist, strömt kälteres Speisewasser
in den Kühler nach, so daß der Temperaturwechsel des den Kühler beaufschlagenden
Wassers so stark verlangsamt wird, daß schädliche Temperaturspannungen vermieden
werden.
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In Abb. 2 ist gezeigt, wie der Vorspeicher 9 und die Wassersperre
i i zu einem Aggregat vereinigt werden können,und zwar fließt durch dieLeitung 18
das vom Kühler kommende Kühlmittel. Der Heißdampfmantel 15 der Wassersperre ist
im Nebenschluß an den Heißdampfkreislauf angeschlossen, während die Leitung io der
Abb. i in dem vereinigten Aggregat durch die Öffnung 16 in dem oben geschlossenen
Zwischenmantel 17 dargestellt ist.