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Dampftemperatur-Regler Die Erfindung betrifft einen. Dampftemperatur-Regler,
bestehend aus mehreren in Abhängigkeit von der Dampftemperatur gesteuerten Düsen,
aus welchen Wasser in den Heißdamp,fstrom eingespritzt wird und welche entsprechend
dem Bedarf nacheinander so in und außer Betrieb gesetzt werden, daß bei Erreichen
eines oberen Grenzdruckes selbsttätig eine Düse zugeschaltet, bei Erreichen eines
unteren Grenzdruckes selbsttätig eine Düse abgeschaltet wird, und besteht darin,
daß ein von der Dampfmenge und Dampftemperatur gesteuerter Hauptregler den Arbeitsdruck
des Einspritzwassers beeinflußt und ein jeder Einspritzdüse zugeordneter Zusatzregler
das zugehörige Ventil in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen dem vom
Hauptregler gesteuerten Einspritzwasser und dem Dampf an der Einspritzstelle öffnet
oder schließt.
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Es ist bekannt, bei einem Dampftemperatur-Regler zwei Düsen anzuwenden,
von welchem die eine als Grundlastdüse und die andere als Regeldüs-e dient. Der
Regelbereich dieser Vorrichtung ist jedoch. nur gering, wenn die durch umvollständige
Zerstäubumg entstehende Gefahrenzone ausgeschlossen werden soll.
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Um die Ausströmgeschwindigkeit des Mittels bzw. den Ausströmdruck
an, den Düsen zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen. Zerstäubung in b estirnmt
en, Grenzen halten zu können, ist es bekannt, die Gesamtmenge des den Düsen zuströmenden
Mittels dem jeweiligen Bedarf entsprechend zu regeln und zugleich einen Zusatzregier
vorzusehen,
der das Überschreiten eines oberen und das Unterschreiten eines unteren Grenzdruckes
in der Zuführungsleitung zu den Düsen verhindert, indem er jeweils mit dem Erreichen
des oberen Grenzdruckes selbsttätig eine Düse zuschaltet, mit dem. Erreichen des
unteren Grenzdruckes selbsttätig eine Düse abschaltet.
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Bei den bekannten Dampftemperatur-Reglern ist es üblich, die Einspritzwassermenge
nur in AbhänIgigkeit von der Dampftemperatur zu regeln. Die Veränderung der Einspritzwassermenge,
welche durch die sich ändernde Dampfmenge erfordkerlich wird, ist jedoch viel größer
als die durch die Temperatur hervorgerufene. Die Regelung nur in Abhängigkeit von
der Dampftemperatur ist daher mittelbar, indem -bei Veränderung der Dampfmenge infolge
der zunächst unveränderten Einspritzwassermenge sich die Dampftemperatur ändert
und diese Temperaturänderung erst als Impuls für die Regelung der Einspritzwassermenge
dient. Gemäß der Erfindung wird dagegen die Einspritzwassermenge in Abhängigkeit
von der Dampfmenge geregelt, jedoch gleichzeitig von der Dampftemperatur beeinflußt,
indem die beiden Impulse zu einem gemeinsamen Impuls für den Hauptregler zusammengesetzt
werden.
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Indem,der Hauptregler den Druck des Einspritzwassers regelt, schafft
er die erste Voraussetzung für die Erfüllung der Erfindungsaufgabe, zugleich jedoch
den Druck, welcher für die Selbststeuerung der Einspritzventile erforderlich ist.
Für diese dient als Impuls der Druckunterschied zwischen dem vom Hauptregler gesteuerten
Einspritzdruck und,dem Druck in der Dampfleitung.
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Die Anordnung ist in denAbb. i und :2 dargestellt. Die Speisepumpe
i drückt das ihr aus einem nicht dargestellten . Behälter zufließende Speisewasser
durch die mit Absperrventile und Regelventil 3 versehene Speiseleitung 4 und die
Rohre des Speisewasservorwärmers 5 in die Kesseltrommel 6 eines Dampferzeugers bekannter
Bauart. Aus dieser Trommel 6 strömt der in dem Kessel erzeugte Dampf durch das Rohr
7 und die erste Überhitzerro.hrgruppe B. Eine Verbindungsleitung 9 führt den Dampf
in die zweite Überhitzerrohrgruppe io, aus welcher er durch Ventil i i und Rohrleitung
12 den Verbrauchsstellen, zugeleitet wird.
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In die Verbindungsleitung. 9 ist der wirksame Teil des Dampftemperatur-Reglers
eingebaut, bestehend aus fünf nicht sichtbaren Sprühdüsen 13, 14, 1v5, 16,
17, welche das ihnen zugeleitete Wasser in Form eines Wasserschleiers in den Dampfstrom
einführen. Zu diesem Zweck ist von der Speiseleitung 4 vor dem Regelventil 3 ein
Rohr 18 abgezweigt, an welches die Abzweigleitungen ig, 2o, 21, 22, 23 anschließen,
die zu den Düsen 13, 14, 15, 16, 17 führen. Vor jedem dieser Abzweige ist ein selbsttätig
gesteuertes Ventil 24, 25, 26, 27, 28 in die Rohrleitung 18 eingebaut, welches den
Zufluß zu allen hinter ihm liegenden Ventilen und zu der unmittelbar hinter ihm
liegenden Abzweigleitung beherrscht. Diese Art der Hintereinanderschaltung hat-
. den . Vorteil, daß bei Hängenbleiben eines Ventils bei ahnehmender Dampfmenge,
wo die Gefahr der Überflutung besteht, das vorhergehende die Steuerung übernimmt,
wenn die Dampfmenage weiter abnimmt. Es können jedoch auch die Ventile 24, 25, z6,
27, 28 in die Abzweigleitungen: i9, 2o, 2,1, 22, 23 eingebaut werden.
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In die Rohrleitung i8 ist ein Steuerventil 29 eingebaut, das von einer
Memsbrandose 39 gesteuert wird. In die Dampfleitung 12 ist eine Meß@b,lende3o eingebaut,
welche durch Leitungen 31, 32 den gemessenen Druckunterschied auf einen Geber 33
überträgt, der mit Hilfe eines von einer besonderen Druckquelle gelieferten Arbeitsmittels,
etwa Preßluft, durch die Leitung den Regler 34 beeinflußt. Ein in die Rohrleitung
12 eingebauter Temperaturfühler 35 steuert über den Geber 36 die Zufuhr des Arbeitsmittels
durch die Leitung 37 zu dem Regler 34. Unter dem Einfiuß dieser beiden Impulse gibt
der Regler 34 durch die Leitung 38 einem Druckimpuls in die Membrandose 39, der
sc bemessen ist, daß bei steigender Dampfmenge oder steigender Dampftemperatur das
Sfieuerventil2g weiter geöffnet wird, bei entgegengesetzter Tendenz dagegen gedrosselt
wind.
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Die selbsttätige Steuerung der Ventile 24, 25, 26, 27, 28 ist so eingerichtet,
daß bei Überschreitung eines bestimmten Druckunterschiedes zwischen dem von dem
Steuerventil 29 geregelten Druck und dem Druck in der Dampfleitung 9, nahe den Düsen
13, 14, 15, 16, 17 gemessen, sich zunächst das Ventil 24 plötzlich öffnet. Dadurch
sinskt der Druck in der Rohrleitung 40. Angenommen, dieser Stßuervorgang war durch
eine Zunahme der in :der Leitung i2 strömenden. Dampfmenge verursacht, so steuert
nun nach Eröffnung des Ventils 24 der Temperaturfühler 36 den Druck in dem Rohr
40 so, daß die Dampftemperatur einsgehalten wird. Nimmt die .Dampfmenge weiter zu,
so steigert der Geber 33 den. Druck in dem Rohr 40 weiter. Bei einem Grenzdruck,
der um 0,35 at höher liegt als der Eröffnungsdruck des Ventils 24, öffnet
das Ventil 25, und so geht es weiter mit je 0,35 at Drucksteigerung für jedes
Ventil. Dabei liegt die gesamte Höhe des Druckunterschiedes zwischen 8,75 und io,15
kg/cm22. In dieser Weise arbeitet die Steuerung bei steigender Dampfmenge weiter,
bis alle Ventile 24, 25, 26, z7, 28 geöffnet sind.
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Tritt eine Verminderung der Dampfmenge ein, so vermindert der Regler
zunächst den Druck in dem Rohr 40, bis bei Erreichung eines Druckunterschiedes von
2,8 atdie selbsttätige Vorrichtung das Ventil 28 schkeßt. So geht es nun in umgekehrter
Reihenfolge weiter, indem bei je :o,3,5 at Druckabfall sich das nächste Ventil schließt.
Bei 1,4 at sind somit alle Ventile geschlossen. Dieser Druck bietet noch die Sicherheit,
daß das Einspritzwasser restlos zerstäubt wird.
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Natürlich sind diese Zahlenangaben nur Ausführungsbeispiele für bestimmte
Verhältnisse. Es kann nach Bedarf die obere oder die untere Druckgrenze und auch
der Unterschied zwischen den Druckgrenzen auf andere Werte festgelegt werden. Die
Steuervorrichtung.29 kann bei Bedarf außer
Betrieb genommen werden,
und es kann mit Hilfe des Umführungsventils 41 von Hand gesteuert werden.
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Die selbsttätige Steuerung der Ventile 24 bis 28 für die Einspritzdüsen
ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Jedem dieser Ventile wird ein @Steuerzylinder
zugeordnet. Der Einfachheit wegen, ist das Schema nur auf das Ventil 24 bezogen.
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Der Steuerzylinder 42 ist einerseits durch Leitung 43 mit der vom
Hauptregler 29 gesteuerten Druckwasserleitung 4.o und andererseits durch Leitung
44 mit der Dampfleitung 9 nahe den Einspritzstellen 13 bis 17 verbunden. Der Arbeitskolben
45 des Steuerzylinders. 42 ist beiderseits mit einer Kolbenstange 46, 46' versehen,
deren, äußere Enden je eine Kontaktbrücke 47, 48 .besitzen. In der gezeichneten
Stellung des Arbeitskolbens 45 besteht zwischen Druckwasserleitung 40 und Dampfleitung
9 ein höherer Druckunterschied als 1,4 at, so daß die Kolbenstange 46 gegen. den
Druck einer Einstellfeder 49 einen Stromschluß mittels der Kontaktbrücke 47 bewirkt.
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Der elektrische Teil der Steuereinrichtung wird über den Schalter
50 mit der Stromzuführung 51, 52 in Verbindung gebracht. Wenn der Schalter
50 eingeschaltet ist, geht der Strom durch die Leitung 53, die Magnetspule 54, Leitung
55 und schließt über die Kontaktbrücke 47 und Leitung 56 einen Stromkreis. Die Magnetspule
54 zieht dabei den Magnetank er 57 mit seiner Kontaktbrücke 58 gegen den Druck einer
Feder 59 nach rechts und schließt dadurch einen Stromkreis zwischen der Leitung
6o, welche mit der Stromzuführung 51 verbunden ist, und der Leitung 61, welche über
eine Magnetspule 62, Leitung 63 und den geschlossenen Schalter 5o mit der Stromzufuhr
52 verbunden ist. Infolgedessen zieht die Magnetspule 62 den als Ventilspindel gedachten
Magnetanker 64 nach, rechts gegen den Druck einer Rückholfeder 65 und öffnet damit
das Ventil 24, so daß über die Rohrleitung i9 Einspritzwasser in die Düse 13 gelassen
wird.
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Wenn der Druckunterschied zwischen Wasserleitung 40 und Dampfleitung
9 nicht bis auf 1,4 at abfällt, kann sich das Ventil 24 nicht schließen, weil seine
Magnetspule 62 noch im geschlossenen Stromkreis 51, 60, 58, 61, 63, 50, 52 liegt.
Dieser Stromkreis wird noch geschlossen gehalten .durch die mittels eines weiteren
Stromkreises bewirkte Aufladung der Magnetspule 54. Zu diesem Stromkreis gehören
die Leitung 66, die Kontaktbrücke 67, die Leitung 68, die vom Magnetanker 57 angezogene
Kontaktbrücke 69, die Leitung 70, Magnetspule 54 und die Leitung 53.
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Die Feder 49 ist so eingestellt, daß das Veintil 24 sich erst schließt,
wenn der Druckunterschied auf bzw. unter 1,4 at fällt. Infolge dieses Druckabfalles
bewegt sich der Arbeitskolben 45 zur anderen Zylinderseite, so daß durch die Kontaktbrücke
48 ein Stromkreis zwischen der Stromzufuhr 51, 52 geschlossen wird über die Leitung
71, Magnetspule 72, Leitung 73 und die Leitung 74. Die Magnetspule 72, auf solche
Weise aufgeladen, zieht den Magnetanker 75 mit der Kontaktbrücke 67 geigen den Druck
einer Feder 76 zurück. Dadurch wird die Entladung der Magnetspule 54 bewirkt undj
der Magnetanker 57 durch seine Feder 59 zurückgezogen, so daß die Stromunterbrechung
durch die Kontaktbrücke 58 die Magnetspule 62 entladet und .der Magnetanker 64 durch
seine Rück'holfeder, 65 nach links gezogen wird. Damit ist das Ventil 24 geschlossen.
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Erhöhung des Druckunterschiedes auf über 1,4'at bewirkt ein Verschieben
des Kolbens 45 gegen den Druck der Einstellfeder 49 und dadurch eine Unterbrechung
des :Stromkreises infolge der zurückgenommenen Kontaktbrücke 48. Dadurch wird die
Magnetspule 72 entladen und die Konta'ktbrüclte 67 durch die Feder 76 wieder in
die gezeichnete Stellung gedrückt.
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Unabhängig von dieser selbsttätigen Steuerung kann mittels eines Handschalters,
77 das Ventil 24 betätigt werden. Der .Schalter 77 steht mit der Stromzuführung
5i, 52 durch die Leitungen 78 und 79 in Verbindung.
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Die übrigen Ventile 25, 26, 27, 28 werden in der vorstehend beschriebenen
Weise gesteuert und der Reihe nach geöffnet bzw. geschlossen, bei den Druckunterschieden
von, 1,75, 2,10, 2,45 und 2,8 at. Wenn alle Einspritzdüsen: ,in. Betrieb sind und
der Druckunterschied auf 2,8 at absinkt, schließt .sich nur das. Ventil 28 und ,schältet
die Einspritzdüse 17 aus. Bei Abfall des Druckunterschiedes auf 2,45 at schließt
das Ventil 27, um die Einspritzdüse 16 abzuschalten. Weiteres Absinken des Druckunterschiedes
um je 0,35 at zwischen Wasserleitung 4o und Dampfleitung 9 bewirken das Abschalten
der Einspritzdüsen 15, 14, 13.
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Die beschriebene Steuerung gewährleistet, daß jede Einspritzdüse abgeschaltet
wird, bevor der Druckunterschied auf einen Wert absinkt, bei welchem die Düse die
Einspritzwassermenge nicht vollständig zerstäuben kann.
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Die Düsen werden zweckmäßig in kurzen. Abständen in der Einspritzstrecke
angeordnet, um bei Inanspruchnahme mehrerer Düsen eine schnelle und gründliche Vermischung
des zerstäubten Wassers mit dem Heißdampf zu erzielen. Ferner ist es zweckmäßig,
die Mischstrecke lotrecht anzuordnen mit nach oben strömendem Dampffluß, um die
Schwerkraft etwa nicht sofort verdampfter Wasserteilchen günstig auszunutzen..