EP0168700A1 - Regulation method for steam generators - Google Patents

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EP0168700A1
EP0168700A1 EP85108086A EP85108086A EP0168700A1 EP 0168700 A1 EP0168700 A1 EP 0168700A1 EP 85108086 A EP85108086 A EP 85108086A EP 85108086 A EP85108086 A EP 85108086A EP 0168700 A1 EP0168700 A1 EP 0168700A1
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EP
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probe
patent application
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control method
european patent
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Karlheinz Wolfmüller
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/04—Measuring pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel

Definitions

  • the invention relates to a control method for a steam generator for controlling mass flows of an oxidizer and a fuel supplied to a combustion in stoichiometric ratios.
  • the invention is therefore based on the object, a Re g of the initially described type elungshabilit to develop that allows control of the mass flows in substantially stoichiometric ratios.
  • control variables for control are determined on the basis of measurements of the supplied mass flows and their comparison with theoretically predetermined stoichiometric ratios, and errors in these measurements are made continuously by an analysis of combustion gases carried out after combustion be determined by means of a probe that these errors are used to correct the control variables and that the correction is carried out with a time constant which is smaller than the time constant of dynamic changes in the errors.
  • control variables for the control are first determined on the basis of direct measurements of the mass flows supplied to the combustion, so that a rough specification of the control variables can be made very quickly by the direct control without large control-related dead times and the ratios of the mass flows approximately stoichiometric Conditions.
  • direct measurements are in principle has an error which is essentially caused by variations in the thermodynamic state variables of the oxidizer and the fuel and at the same time is also subject to dynamic changes.
  • Another advantage of the control according to the invention is that this error is detected by the subsequent analysis of the combustion gases by means of the probe and leads to a correction of the control variables within a time interval that is smaller than the time constant of the dynamic changes in the error.
  • the control method according to the invention can thus correct systematic errors occurring in the rough specification of the control variables with sufficient speed and consequently regulate the mass flows to essentially stoichiometric ratios. Furthermore, the proposed control method also makes it possible to control unsteady operating states, such as starting the steam generator, with the required accuracy on the basis of the continuous determination of the errors.
  • a very precise specification of the control variables on the basis of direct measurements is possible if the measurements of the mass flows supplied are carried out by means of a differential pressure method, so that subsequent corrections are only required to an extremely small extent.
  • the differential pressure method is particularly preferable to other measuring methods for gases under high absolute pressure and can work with an error of approximately 1% if the individual components are carefully selected and designed.
  • the probes that can be used to analyze the combustion gases generally place certain requirements on the state variables of the combustion gases to be examined, i.e. a precise analysis of these gases is only possible at a certain temperature and a certain pressure. For this reason, it is advantageous if the combustion gases are removed for analysis by means of the probe at a point in the steam generator at which they have suitable state variables for the analysis by means of the probe, these state variables without energy being supplied within the framework of the general gas equation Relationships, e.g. by expanding, can be changed.
  • This has the advantage that complex processing of the combustion gases to be examined, e.g. heating or cooling, which generally has a detrimental effect on the time constant when determining the error by means of the probe, is omitted before an analysis by the probe.
  • the combustion gases are mostly present in the steam generator under pressures that are too high for the probe.
  • a very simple and inexpensive adaptation to the probe is possible if the combustion gases are expanded to a pressure suitable for them before reaching the probe.
  • the combustion gases are removed at a point in the steam generator at which they have a significantly higher pressure and a significantly higher temperature than are suitable for the probe, but the pressure and temperature are simultaneously reduced by the expansion, so that both state variables meet the requirements of the probe.
  • the point in the steam generator described above, at which the combustion gases are removed, must therefore be selected so that the temperature minus the cooling that occurs when the pressure is reduced corresponds to the operating temperature of the probe.
  • Different analysis methods can be used to analyze the combustion gases in the probe.
  • zirconium oxide (Zr 0 2 ) is used as the solid electrolyte.
  • the advantage of this zirconium oxide probe is that its sensitivity and, above all, its speed make it superior to the options mentioned above. It allows an analysis of the combustion gases with a time constant in the range of tenths of a second.
  • Another advantage of the solid electrolyte probe is that it has a drastic change in its characteristic curve in the area of the stoichiometric point, i.e. at the point of transition between an excess of oxidizer and an excess of unburned fuel, and consequently the stoichiometric point is exceeded or fallen short of using simple means and extremely high accuracy can be demonstrated.
  • FIG. 1 A block diagram shown in FIG. 1 of a hydrogen / oxygen steam generator system according to the invention for the thermal conversion of hydrogen (H 2 ) and oxygen (0 2 ) to H 2 0 has a reaction space 10, which has a first feed device 12 for hydrogen and a second feed device 14 represents oxygen.
  • a third feed device 16 for water opens into the reaction space 10.
  • a measuring point 20 is provided in the first feed device 12 to determine a mass flow of hydrogen introduced into the reaction chamber 10 from the first feed device 12 by means of an differential pressure method.
  • the differential pressure method works with orifice systems inserted in a supply line and provides for a measurement of the absolute pressure PH 2 in front of the orifice system, the differential pressure DPH 2 between the absolute pressure in front of the orifice system and a pressure determined in the area of the orifice system and the absolute temperature TH 2 of the hydrogen gas.
  • the mass flow of the hydrogen MH 2 delivered from the first feed device 12 to the reaction space 10 can be determined by means of a first program 22.
  • a second measuring point 24 determines the quantities PO 2 , DP0 2 and TO 2 of the oxygen supplied to the reaction space 10 in an analogous manner to the first measuring point 20 by means of the differential pressure method, and a second program 26 of the computer system calculates the mass flow MO 2 therefrom.
  • a line 34 for branching off a small amount of hot steam provided from the reaction space 10.
  • This line 34 leads via a throttle 36 to a probe 38, which is used to analyze the hot steam with regard to an excess of hydrogen or oxygen contained therein.
  • the throttle 36 is necessary because the hot steam branched off from the reaction chamber 10 through the line 34 has a pressure greater than 50 bar and a temperature in the range from 500 to 2000.degree.
  • the probe 38 only works properly when it is exposed to gas at a pressure of approximately 1 bar and a temperature of approximately 800 ° C. Such a reduction in pressure is possible by relaxing the hot steam in the throttle 36, it being advantageous if the hot steam cools down to an operating temperature of approximately 800 ° C. which is optimal for the probe 38 during expansion.
  • the probe 38 In accordance with the excess oxygen or hydrogen present in the branched hot steam, the probe 38 generates an electromotive force and consequently a measurement variable F, which in turn depends on the measurement errors in the first measurement point 20 and the second measurement point 24 and the deviations from a stoichiometric ratio between hydrogen and indicates oxygen.
  • This measured variable F is incorporated into the third program 28 via an algorithm based on an error model and leads to a correction of the control variable SH 2 and S0 2 calculated by this program 28 and consequently to a correction of the positions of the slides 30 or 32.
  • the probe 38 shown in FIG. 2 comprises an outer tube-like housing 42, in which the Line 34 for supplying the hot steam opens, the mouth of line 34 being simultaneously provided with a constriction 44 for throttling a hot steam flow.
  • openings 56 are arranged in the wall surfaces thereof for discharging the hot steam.
  • a first tube 46 is arranged coaxially to the tube-like housing 42 and has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the tube-like housing 42 and is closed at its end facing the mouth of the line 34 by a ceramic plate 48 made of zirconium oxide. This ceramic plate 48 separates the hot steam flowing into the interior of the housing 42 via the line 34 from an interior of the tube 46.
  • a baffle plate 50 is provided coaxially to the housing 42 between the latter and the mouth of the line 34.
  • the first tube 46 has a plurality of heating windings 52 on its circumference, which allow the tube 46 and thus indirectly the ceramic plate 48 held thereon to be heated.
  • a second tube 54 which is arranged coaxially to the tube 46 and enables a blowing of a side of the ceramic plate 48 facing away from the hot steam with ambient air.
  • the hot steam then flows in a space between the first tube 46 and the inner wall of the housing 42 and escapes from the housing through the openings 56.
  • the ceramic plate 48 is kept at its optimal operating temperature by the hot steam. If this is not the case, there is the possibility of heating the ceramic plate 48 to the operating temperature by means of the heating windings 52.
  • the side of the plate 48 facing away from the hot steam is continuously blown with ambient air, which is then discharged again in a space between the second tube 54 and an inner wall of the first tube 46.
  • the ceramic plate 48 made of zirconium oxide represents the actual solid electrolyte which, depending on the difference between an oxygen / hydrogen concentration of the hot steam and the oxygen concentration of the ambient air, now has an electromotive force (EMF), i.e. creates a voltage between the side with hot steam and the side with the ambient air.
  • EMF electromotive force
  • both sides of the ceramic plate 48 are provided with a porous platinum layer 58, 60.
  • Each of these platinum layers 58, 60 is connected to one of two electrical lines 62, 64 leading out of the housing 42, which lead to a measuring device 66 arranged outside the housing 42 for determining the electromotive force.
  • the intersection of these two straight lines with different slopes is exactly the stoichiometric point, ie the point at which both the oxygen and the hydrogen excess concentration are zero and the hot steam contains pure water vapor.
  • the strong change in the EMF when the stoichiometry point is exceeded from excess oxygen concentration to excess hydrogen concentration is used to determine the error in the measurement of the mass flow ratios at the measuring points 20, 24 and enables the combustion processes in the reaction space to be kept in the stoichiometric range in a simple manner.
  • the EMF determined with the measuring device 66 is digitized in the usual way and is then available as error F for the corrector of the control variables SH 2 and S0 2 by the third program 28.
  • the quantity F is as short as possible after the combustion of the mass flows determined by the first measuring point 20 and the second measuring point 24, so that the respective control variables SH 2 and S0 2 are corrected as quickly as possible can be done.
  • a time delay between the measurement of the respective mass flows at the measuring points 20 and 24 and the presence of the quantity F is due to the time period which the gases need to get from the individual measuring points 20 or 24 to the reaction space 10, the time period which the combustion gases need to get to the confluence of line 34 in the reaction space, the time it takes for the combustion gases or hot steam to flow through line 34 to the ceramic plates 48 and the time it takes to build up the EMF, ie the voltage in the ceramic plate 48 is necessary.
  • Time constants of the measuring device and a subsequent digitization of the measured voltages will generally be negligible compared to the previously mentioned time periods.
  • the sum of all the time periods mentioned was determined experimentally in the preferred exemplary embodiment and is approximately 300 to 400 milliseconds. Such a time delay is used to correct the systems that generally occur in the differential pressure method Technical measurement errors are sufficient, since these are essentially due to variations in the state variables of the measured gases, which are usually subject to fluctuations with time constants in the minute range.

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Abstract

A steam-generator control method is proposed for controlling the mass flows of an oxidant and a fuel which are supplied for combustion. In order to control the flows at stoichiometric ratios with a required accuracy, the controlled variables are established by the measurements of the mass flows and their comparison with theoretically predetermined stoichiometric ratios. Measurement errors are defined continuously through a combustion-gas analysis, conducted by means of a probe after the combustion. The errors are used for the correction of the controlled variables. The time constant of the correction is smaller than the time constant of dynamic changes of the errors.

Description

Die Erfindung betrift ein Regelungsverfahren für einen Dampferzeuger zum Regeln von einer Verbrennung zugeführten Massenströmen eines Oxidators und eines Brennstoffes in stöchiometrischen Verhältnissen.The invention relates to a control method for a steam generator for controlling mass flows of an oxidizer and a fuel supplied to a combustion in stoichiometric ratios.

Bei modernen Kraftwerksanlagen besteht in immer grösserem Masse eine Notwendigkeit, Verbrennungsvorgänge in Bezug auf eine Reaktion von Oxidator und Brennstoff in stöchiometrischen Verhältnissen zu optimieren, damit die entstehenden Abgase möglichst schadstofffrei sind. Dies ist in erhöhtem Masse bei einer neuartigen Kraftwerkskomponente, einer sogenannten Wasserstoff/Sauerstoff-Dampferzeugeranlage der Fall, die vor allem als schnelle thermische Leistungsreserve für konventionelle Kraftwerke geeignet ist und insbesondere beim Ausgleich von Spitzenlasten Verwendung finden soll. In diesen Anlagen wird Wasserstoffgas mit Sauerstoffgas zu Wasser "verbrannt" und in den heissen Gasstrom zusätzlich Wasser eingeleitet, so dass ein konventionellen Dampferzeugern für Kraftwerke entsprechender Heissdampf entsteht. Da bei einer derartigen Anlage nicht nur eine optimale Verbrennung angestrebt wird, sondern aufgrund grosser Gefahren bei Auftreten von Sauerstoff- oder Wasserstoff-Restgasanteilen in dem Heissdampf auch noch zusätzliche Sicherheitsanforderungen hinsichtlich dieser Restgasanteile eingehalten werden müssen, liegen deren zulässige Grenzwerte bei 0,01 % für Wasserstoff und 0,03 % für Sauerstoff im produzierten Dampf.In modern power plants, there is an increasing need to optimize combustion processes with regard to a reaction of oxidizer and fuel in stoichiometric ratios so that the resulting exhaust gases are as pollutant-free as possible. This is particularly the case with a novel power plant component, a so-called hydrogen / oxygen steam generator plant, which is particularly suitable as a fast thermal power reserve for conventional power plants and is to be used in particular for balancing peak loads. In these plants, hydrogen gas is "burned" with oxygen gas to form water and additional water is introduced into the hot gas stream, so that a conventional steam generator for power plants corresponding to hot steam is produced. Since such a system not only strives for optimal combustion, but due to the great dangers of oxygen or hydrogen residual gas components in the superheated steam, additional safety requirements with regard to these residual gas components also have to be met, their permissible limit values are 0.01% for Hydrogen and 0.03% for oxygen in the steam produced.

Bisher sind keine Verfahren bekannt, die eine derart exakte Regelung der einer Verbrennung zugeführten Massenströme erlauben.So far, no methods are known which allow such precise regulation of the mass flows supplied to a combustion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regelungsverfahren der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, das eine Regelung der Massenströme in im wesentlichen stöchiometrischen Verhältnissen ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a Re g of the initially described type elungsverfahren to develop that allows control of the mass flows in substantially stoichiometric ratios.

Diese Aufgabe wird bei einem Regelungsverfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Steuergrössen zur Regelung aufgrund von Messungen der zugeführten Massenströme und deren Vergleich mit theoretisch vorgegebenen stöchiometrischen Verhältnissen ermittelt werden, dass Fehler bei diesen Messungen durch eine nach der Verbrennung durchgeführte Analyse von Verbrennungsgasen kontinuierlich mittels einer Sonde bestimmt werden, dass diese Fehler zur Korrektur der Steuergrössen verwendet werden und dass die Korrektur mit einer Zeitkonstante erfolgt, die kleiner ist als die Zeitkonstante dynamischer Änderungen der Fehler.In a control method of the type described at the outset, this object is achieved in that control variables for control are determined on the basis of measurements of the supplied mass flows and their comparison with theoretically predetermined stoichiometric ratios, and errors in these measurements are made continuously by an analysis of combustion gases carried out after combustion be determined by means of a probe that these errors are used to correct the control variables and that the correction is carried out with a time constant which is smaller than the time constant of dynamic changes in the errors.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass zunächst die Steuergrössen zur Regelung aufgrund direkter Messungen der der Verbrennung zugeführten Massenströme ermittelt werden, so dass eine grobe Vorgabe der Steuergrössen durch die direkte Regelung sehr schnell ohne grosse steuerungsbedingte Totzeiten erfolgen kann und die Verhältnisse der Massenströme ungefähr stöchiometrischen Verhältnissen entsprechen. Derartige direkte Messungen sind jedoch prinzipiell mit einem Fehler behaftet, der im wesentlichen durch Variationen der thermodynamischen Zustandsgrössen des Oxidators und des Brennstoffes verursacht wird und gleichzeitig auch dynamischen Veränderungen unterliegt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Regelung liegt darin, dass dieser Fehler durch die nachträgliche Analyse der Verbrennungsgase mittels der Sonde erfasst wird und innerhalb eines Zeitintervalls zu einer Korrektur der Steuergrössen führt, das kleiner ist als die Zeitkonstante der dynamischen Veränderungen des Fehlers. Damit kann das erfindungsgemässe Regelungsverfahren bei der groben Vorgabe der Steuergrössen auftretende systematische Fehler mit ausreichender Schnelligkeit korrigieren und folglich die Massenströme auf im wesentlichen stöchiometrische Verhältnisse regeln. Weiterhin ermöglicht das vorgeschlagene Regelungsverfahren aufgrund der kontinuierlichen Bestimmung der Fehler auch instationäre Betriebszustände, wie z.B. das Anfahren des Dampferzeugers, mit der erforderlichen Genauigkeit zu steuern.The advantage of this solution is that the control variables for the control are first determined on the basis of direct measurements of the mass flows supplied to the combustion, so that a rough specification of the control variables can be made very quickly by the direct control without large control-related dead times and the ratios of the mass flows approximately stoichiometric Conditions. However, such direct measurements are in principle has an error which is essentially caused by variations in the thermodynamic state variables of the oxidizer and the fuel and at the same time is also subject to dynamic changes. Another advantage of the control according to the invention is that this error is detected by the subsequent analysis of the combustion gases by means of the probe and leads to a correction of the control variables within a time interval that is smaller than the time constant of the dynamic changes in the error. The control method according to the invention can thus correct systematic errors occurring in the rough specification of the control variables with sufficient speed and consequently regulate the mass flows to essentially stoichiometric ratios. Furthermore, the proposed control method also makes it possible to control unsteady operating states, such as starting the steam generator, with the required accuracy on the basis of the continuous determination of the errors.

Bei dem bisher beschriebenen erfindungsgemässen Regelungsverfahren war nicht festgelegt, ob die Messung der zugeführten Massenströme in der Gasphase oder der flüssigen Phase erfolgen soll. Bei einer Ausführung ist jedoch vorgesehen, dass die Messungen der zugeführten Massenströme in der Gasphase durchgeführt werden.In the control method according to the invention described so far, it was not determined whether the measurement of the supplied mass flows should take place in the gas phase or the liquid phase. In one embodiment, however, it is provided that the measurements of the mass flows supplied are carried out in the gas phase.

Eine sehr genaue Vorgabe der Steuergrössen aufgrund direkter Messungen ist möglich, wenn die Messungen der zugeführten Massenströme mittels eines Wirkdruckverfahrens durchgeführt werden, so dass nachfolgende Korrekturen nur in äusserst geringem Umfang erforderlich sind. Das Wirkdruckverfahren ist besonders bei unter hohen Absolutdrucken stehenden Gasen anderen Messverfahren vorzuziehen und kann bei sorgfältiger Auswahl und Auslegung der einzelnen Komponenten mit einem Fehler von ungefähr 1 % arbeiten.A very precise specification of the control variables on the basis of direct measurements is possible if the measurements of the mass flows supplied are carried out by means of a differential pressure method, so that subsequent corrections are only required to an extremely small extent. The differential pressure method is particularly preferable to other measuring methods for gases under high absolute pressure and can work with an error of approximately 1% if the individual components are carefully selected and designed.

Die zur Analyse der Verbrennungsgase verwendbaren Sonden stellen im allgemeinen bestimmte Anforderungen an die Zustandsgrössen der zu untersuchenden Verbrennungsgase, d.h. eine genaue Analyse dieser Gase ist nur bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck möglich. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Verbrennungsgase zur Analyse mittels der Sonde an einer Stelle im Dampferzeuger entnommen werden, an der sie für die Analyse mittels der Sonde geeignete Zustandsgrössen besitzen, wobei diese Zustandsgrössen ohne Energiezufuhr noch im Rahmen der durch die allgemeine Gasgleichung vorgegebenen Verhältnisse, z.B. durch Expandieren, verändert werden können. Dies hat den Vorteil, dass eine aufwendige Aufbereitung der zu untersuchenden Verbrennungsgase, z.B. durch Erwärmen oder Abkühlen, die sich in der Regel nachteilig auf die Zeitkonstante bei der Bestimmung des Fehlers mittels der Sonde auswirkt, vor einer Analyse durch die Sonde entfällt.The probes that can be used to analyze the combustion gases generally place certain requirements on the state variables of the combustion gases to be examined, i.e. a precise analysis of these gases is only possible at a certain temperature and a certain pressure. For this reason, it is advantageous if the combustion gases are removed for analysis by means of the probe at a point in the steam generator at which they have suitable state variables for the analysis by means of the probe, these state variables without energy being supplied within the framework of the general gas equation Relationships, e.g. by expanding, can be changed. This has the advantage that complex processing of the combustion gases to be examined, e.g. heating or cooling, which generally has a detrimental effect on the time constant when determining the error by means of the probe, is omitted before an analysis by the probe.

Die Verbrennungsgase liegen in dem Dampferzeuger meist unter Drucken vor, die für die Sonde zu hoch sind. Eine sehr einfache und günstige Anpassung an die Sonde ist möglich, wenn die Verbrennungsgase vor Erreichen der Sonde auf einen für diese geeigneten Druck entspannt werden. In einem derartigen Fall werden die Verbrennungsgase zwar an einer Stelle im Dampferzeuger entnommen, an der sie einen wesentlich höheren Druck und eine wesentlich höhere Temperatur besitzen als für die Sonde geeignet sind, durch die Entspannung werden jedoch Druck und Temperatur gleichzeitig verringert, so dass beide Zustandsgrössen den Erfordernissen der Sonde entsprechen. Die oben beschriebene Stelle im Dampferzeuger, an der die Verbrennungsgase entnommen werden, ist also so zu wählen, dass die Temperatur abzüglich der bei Verminderung des Drucks entstehenden Abkühlung der Betriebstemperatur der Sonde entspricht. Bei der Analyse der Verbrennungsgase in der Sonde können unterschiedliche Analyseverfahren Verwendung finden. Zum Beispiel stehen Massenspektrometrie,Gaschromatographie, optische Verfahren und auch Messungen der Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung. Bei all diesen Verfahren ist eine aufwendige Messgasaufbereitung an die gerätespezifischen Anforderungen erforderlich, damit verfahrensbedingte Störungen vermieden werden. Ausserdem liegen die Zeitkonstanten für eine Analyse der Verbrennungsgase im wesentlichen im Bereich von Minuten. Hinsichtlich der Nachteile der genannten Verfahren ist es besonders vorteilhaft, wenn die Analyse der Verbrennungsgase mittels einer Festelektrolytsonde vorgenommen wird.The combustion gases are mostly present in the steam generator under pressures that are too high for the probe. A very simple and inexpensive adaptation to the probe is possible if the combustion gases are expanded to a pressure suitable for them before reaching the probe. In such a case, the combustion gases are removed at a point in the steam generator at which they have a significantly higher pressure and a significantly higher temperature than are suitable for the probe, but the pressure and temperature are simultaneously reduced by the expansion, so that both state variables meet the requirements of the probe. The point in the steam generator described above, at which the combustion gases are removed, must therefore be selected so that the temperature minus the cooling that occurs when the pressure is reduced corresponds to the operating temperature of the probe. Different analysis methods can be used to analyze the combustion gases in the probe. For example, mass spectrometry, gas chromatography, optical methods and also measurements of thermal conductivity are available. In all of these processes, complex sample gas preparation is required to meet the device-specific requirements so that process-related malfunctions are avoided. In addition, the time constants for an analysis of the combustion gases are essentially in the range of minutes. With regard to the disadvantages of the methods mentioned, it is particularly advantageous if the combustion gases are analyzed by means of a solid electrolyte probe.

Dabei ist vorgesehen, dass als Festelektrolyt Zirkoniumoxid (Zr 02) verwendet wird. Der Vorteil dieser Zirkoniumoxidsonde besteht darin, dass sie aufgrund ihrer Ansprechempfindlichkeit und vor allem ihrer Schnelligkeit den obengenannten Möglichkeiten überlegen ist. Sie erlaubt eine Analyse der Verbrennungsgase mit einer Zeitkonstante im Bereich von Zehntelsekunden. Ein weiterer Vorteil der Festelektrolytsonde liegt darin, dass sie im Bereich des Stöchiometriepunktes, d.h. am Umschlagpunkt zwischen einem Überschuss von Oxidator und einem überschuss von nicht verbranntem Brennstoffe eine drastische Änderung in ihrer Kennlinie aufweist und folglich ein Über- oder Unterschreiten des Stöchiometriepunktes mit einfachen Mitteln und äusserst hoher Genauigkeit nachgewiesen werden kann.It is provided that zirconium oxide (Zr 0 2 ) is used as the solid electrolyte. The advantage of this zirconium oxide probe is that its sensitivity and, above all, its speed make it superior to the options mentioned above. It allows an analysis of the combustion gases with a time constant in the range of tenths of a second. Another advantage of the solid electrolyte probe is that it has a drastic change in its characteristic curve in the area of the stoichiometric point, i.e. at the point of transition between an excess of oxidizer and an excess of unburned fuel, and consequently the stoichiometric point is exceeded or fallen short of using simple means and extremely high accuracy can be demonstrated.

Zur Erhöhung der Langzeitstabilität ist es von Vorteil, wenn die Sonde mit Umgebungsluft als Referenzgas betrieben wird.To increase the long-term stability, it is advantageous when the probe with ambient air as R eferenzgas is operated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, das beispielhaft bei einem Wasserstoff/ Sauerstoff-Dampferzeuger angewandt wird. In der Zeichnung zeigen:

  • Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Regelungsverfahrens;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht einer Sonde für das erfindungsgemässe Regelungsverfahren und
  • Fig. 3 eine Eichkurve der Sonde.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the attached drawing of an embodiment of the method according to the invention, which is used as an example in a hydrogen / oxygen steam generator. The drawing shows:
  • 1 shows a block diagram of a control method according to the invention;
  • Fig. 2 is a sectional view of a probe for the control method according to the invention and
  • Fig. 3 shows a calibration curve of the probe.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Blockdiagramm einer erfindungsgemässen Wasserstoff/Sauerstoff-Dampferzeugeranlage zur thermischen Umsetzung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (02) zu H20 besitzt einen Reaktionsraum 10, der mit einer ersten Zuführeinrichtung 12 für Wasserstoff und einer zweiten Zuführeinrichtung 14 für Sauerstoff in Verbindung steht. Zusätzlich dazu mündet in den Reaktionsraum 10 noch eine dritte Zuführeinrichtung 16 für Wasser. Durch Verbrennen von Wasserstoff mit Sauerstoff als Oxidationsmittel zu Wasser und späterem Zusatz von Wasser zu dabei entstandenen heissen Verbrennungsgasen entsteht Heissdampf, welcher auf einem Wege 18 aus dem Reaktionsraum 10 entweicht und zum Beispiel Turbinen eines Kraftwerks zugeführt werden kann.A block diagram shown in FIG. 1 of a hydrogen / oxygen steam generator system according to the invention for the thermal conversion of hydrogen (H 2 ) and oxygen (0 2 ) to H 2 0 has a reaction space 10, which has a first feed device 12 for hydrogen and a second feed device 14 represents oxygen. In addition, a third feed device 16 for water opens into the reaction space 10. By burning hydrogen with oxygen as an oxidizing agent to water and later adding water to the resulting hot combustion gases, hot steam is produced, which escapes from the reaction chamber 10 in a way 18 and can be fed to turbines of a power plant, for example.

Zur Ermittlung eines von der ersten Zuführeinrichtung 12 in den Reaktionsraum 10 eingeleiteten Massenstromes von Wasserstoff mittels eines Wirkdruckverfahrens ist in der ersten Zuführeinrichtung 12 eine Messstelle 20 vorgesehen.A measuring point 20 is provided in the first feed device 12 to determine a mass flow of hydrogen introduced into the reaction chamber 10 from the first feed device 12 by means of an differential pressure method.

Das Wirkdruckverfahren arbeitet mit in eine Zuführleitung eingesetzten Blendensystemen und sieht eine Messung des absoluten Drucks PH2 vor dem Blendensystem, des Differenzdrucks DPH2 zwischen dem Absolutdruck vor dem Blendensystem und einem im Bereich des Blendensystems ermittelten Druck sowie der absoluten Temperatur TH2 des Wasserstoffgases vor.The differential pressure method works with orifice systems inserted in a supply line and provides for a measurement of the absolute pressure PH 2 in front of the orifice system, the differential pressure DPH 2 between the absolute pressure in front of the orifice system and a pressure determined in the area of the orifice system and the absolute temperature TH 2 of the hydrogen gas.

Aus diesen drei von der ersten Messstelle 20 einem Rechnersystem übermittelten Werten PH2, DPH2 und TH2 ist der von der ersten Zuführeinrichtung 12 an den Reaktionsraum 10 abgegebene Massenstrom des Wasserstoffs MH2 mittels eines ersten Programms 22 bestimmbar.From these three values PH 2 , DPH 2 and TH 2 transmitted by the first measuring point 20 to a computer system, the mass flow of the hydrogen MH 2 delivered from the first feed device 12 to the reaction space 10 can be determined by means of a first program 22.

Eine zweite Messstelle 24 ermittelt in analoger Weise wie die erste Messstelle 20 mittels des Wirkdruckverfahrens die Grössen PO2, DP02 und TO2 des dem Reaktionsraum 10 zugeführten Sauerstoffs, und ein zweites Programm 26 des Rechnersystems errechnet daraus den Massenstrom MO2.A second measuring point 24 determines the quantities PO 2 , DP0 2 and TO 2 of the oxygen supplied to the reaction space 10 in an analogous manner to the first measuring point 20 by means of the differential pressure method, and a second program 26 of the computer system calculates the mass flow MO 2 therefrom.

Ein drittes Programm 28 des Rechnersystems bestimmt aufgrund der Massenströme MH2 und MO2 und der Vorgabe, dass Wasserstoff und Sauerstoff in einem stöchiometrischen Verhältnis von Massenstrom O2/Massenstrom H2 = 7.94 dem Reaktionsraum 10 zuzuführen sind, die Steuergrössen SH2 und S02 für in der ersten Zuführeinrichtung 12 und der zweiten Zuführeinrichtung 14 vorgesehene Schieber 30 bzw. 32.A third program 28 of the computer system determines the control variables SH 2 and S0 2 on the basis of the mass flows MH 2 and MO 2 and the requirement that hydrogen and oxygen are to be fed to the reaction chamber 10 in a stoichiometric ratio of mass flow O 2 / mass flow H 2 = 7.94 for sliders 30 and 32 provided in the first feed device 12 and the second feed device 14.

Zur nachträglichen Analyse der Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff in stöchiometrischen Verhältnissen, d.h. einer Kontrolle, ob weder Wasserstoff noch Sauerstoff als Gasreste in dem Heissdampf vorhanden sind, ist eine Leitung 34 zum Abzweigen einer kleinen Menge von Heissdampf aus dem Reaktionsraum 10 vorgesehen. Diese Leitung 34 führt über eine Drossel 36 zu einer Sonde 38, welche zur Analyse des Heissdampfes bezüglich eines darin enthaltenen überschusses von Wasserstoff oder Sauerstoff dient. Die Drossel 36 ist erforderlich, da der durch die Leitung 34 aus dem Reaktionsraum 10 abgezweigte Heissdampf einen Druck grösser als 50 Bar und eine Temperatur im Bereich von 500 bis 2000°C besitzt. Die Sonde 38 arbeitet jedoch nur einwandfrei, wenn sie von Gas mit einem Druck von ungefähr 1 Bar und einer Temperatur von ungefähr 800 C angeströmt ist. Eine derartige Reduzierung des Druckes ist durch Entspannung des Heissdampfes in der Drossel 36 möglich, wobei es vorteilhaft ist, wenn sich der Heissdampf bei der Expansion auf eine für die Sonde 38 optimale Betriebstemperatur von ungefähr 800°C abkühlt.For the subsequent analysis of the combustion of hydrogen and oxygen in stoichiometric ratios, ie a check whether there is neither hydrogen nor oxygen as gas residues in the hot steam, there is a line 34 for branching off a small amount of hot steam provided from the reaction space 10. This line 34 leads via a throttle 36 to a probe 38, which is used to analyze the hot steam with regard to an excess of hydrogen or oxygen contained therein. The throttle 36 is necessary because the hot steam branched off from the reaction chamber 10 through the line 34 has a pressure greater than 50 bar and a temperature in the range from 500 to 2000.degree. However, the probe 38 only works properly when it is exposed to gas at a pressure of approximately 1 bar and a temperature of approximately 800 ° C. Such a reduction in pressure is possible by relaxing the hot steam in the throttle 36, it being advantageous if the hot steam cools down to an operating temperature of approximately 800 ° C. which is optimal for the probe 38 during expansion.

Entsprechend dem in dem abgezweigten Heissdampf vorhandenen Sauerstoff- oder Wasserstoffüberschuss erzeugt die Sonde 38 eine elektromotorische Kraft und folglich eine Messgrösse F, welche ihrerseits von den Messfehlern in der ersten Messstelle 20 und der zweiten Messstelle 24 abhängig ist und die Abweichungen von einem stöchiometrischen Verhältnis zwischen Wasserstoff und Sauerstoff angibt.In accordance with the excess oxygen or hydrogen present in the branched hot steam, the probe 38 generates an electromotive force and consequently a measurement variable F, which in turn depends on the measurement errors in the first measurement point 20 and the second measurement point 24 and the deviations from a stoichiometric ratio between hydrogen and indicates oxygen.

Diese Messgrösse F geht über einen aufgrund eines Fehlermodells aufgestellten Algorithmus in das dritte Programm 28 ein und führt zu einer Korrektur der von diesem Programm 28 errechneten Steuergrösse SH2 und S02 und folglich zu einer Korrektur der Stellungen der Schieber 30 oder 32.This measured variable F is incorporated into the third program 28 via an algorithm based on an error model and leads to a correction of the control variable SH 2 and S0 2 calculated by this program 28 and consequently to a correction of the positions of the slides 30 or 32.

Die in Fig. 2 dargestellte Sonde 38 umfasst ein äusseres rohrähnliches Gehäuse 42, in welches an einem Ende die Leitung 34 zur Zuführung des Heissdampfes mündet, wobei die Mündung der Leitung 34 gleichzeitig mit einer Verengung 44 zur Drosselung eines Heissdampfstromes versehen ist . Auf der dieser Mündung abgewandten Seite des rohrähnlichen Gehäuses 42 sind in dessen Wandflächen öffnungen 56 zum Abführen des Heissdampfes angeordnet.The probe 38 shown in FIG. 2 comprises an outer tube-like housing 42, in which the Line 34 for supplying the hot steam opens, the mouth of line 34 being simultaneously provided with a constriction 44 for throttling a hot steam flow. On the side of the tube-like housing 42 facing away from this mouth, openings 56 are arranged in the wall surfaces thereof for discharging the hot steam.

Innerhalb des rohrähnlichen Gehäuses 42 ist koaxial zu diesem ein erstes Rohr 46 angeordnet, welches einen Aussendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser des rohrähnlichen Gehäuses 42 ist und an seinem, der Einmündung der Leitung 34 zugewandten Ende durch ein Keramikplättchen 48 aus Zirkoniumoxid abgeschlossen ist. Dieses Keramikplättchen 48 trennt den über die Leitung 34 in das Innere des Gehäuses 42 einströmenden Heissdampf von einem Innern des Rohres 46 ab.A first tube 46 is arranged coaxially to the tube-like housing 42 and has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the tube-like housing 42 and is closed at its end facing the mouth of the line 34 by a ceramic plate 48 made of zirconium oxide. This ceramic plate 48 separates the hot steam flowing into the interior of the housing 42 via the line 34 from an interior of the tube 46.

Zum Schutz des Keramikplättchens 48 vor dem direkten Strahl des in das Gehäuse 42 eintretenden Heissdampfes ist zwischen diesem und der Einmündung der Leitung 34 koaxial zu dem Gehäuse 42 eine Prallplatte 50 vorgesehen.To protect the ceramic plate 48 from the direct jet of the hot steam entering the housing 42, a baffle plate 50 is provided coaxially to the housing 42 between the latter and the mouth of the line 34.

Damit das Keramikplättchen 48 gegebenenfalls beheizt werden kann, trägt das erste Rohr 46 auf seinem Umfang mehrere Heizwicklungen 52, welche eine Erwärmung des Rohres 46 und damit indirekt des an diesem gehaltenen Keramikplättchens 48 erlauben.So that the ceramic plate 48 can be heated if necessary, the first tube 46 has a plurality of heating windings 52 on its circumference, which allow the tube 46 and thus indirectly the ceramic plate 48 held thereon to be heated.

Innerhalb des Rohres 46 ist ein koaxial zu diesem angeordnetes zweites Rohr 54 vorgesehen, das ein Anblasen einer dem Heissdampf abgewandten Seite des Keramikplättchens 48 mit Umgebungsluft ermöglicht.Provided within the tube 46 is a second tube 54 which is arranged coaxially to the tube 46 and enables a blowing of a side of the ceramic plate 48 facing away from the hot steam with ambient air.

Der durch die Leitung 34 zugeführte, in der Verengung 44 gedrosselte und in dem Gehäuse 42 auf einen Druck von 1 Bar expandierte Heissdampfstrom wird zunächst durch die Prallplatte 50 entlang innerer Wandflächen des Gehäuses 42 abgelenkt und bildet hinter der Prallplatte 50 und vor dem Keramikplättchen 48 Wirbel, so dass das Keramikplättchen 48 ständig von Heissdampf angeströmt wird. Anschliessend strömt der Heissdampf dann in einem Zwischenraum zwischen dem ersten Rohr 46 und der Innenwand des Gehäuses 42 entlang und entweicht aus dem Gehäuse durch die öffnungen 56.The hot steam flow supplied through line 34, throttled in constriction 44 and expanded to a pressure of 1 bar in housing 42, is first deflected by baffle plate 50 along inner wall surfaces of housing 42 and forms vortices behind baffle plate 50 and in front of ceramic plate 48 , so that the ceramic plate 48 is constantly flowed by hot steam. The hot steam then flows in a space between the first tube 46 and the inner wall of the housing 42 and escapes from the housing through the openings 56.

Wenn der Heissdampf nach der Expansion eine Temperatur von ungefähr 800°C besitzt, wird das Keramikplättchen 48 durch den Heissdampf auf seiner optimalen Betriebstemperatur gehalten. Sollte dies nicht der Fall sein, so besteht die Möglichkeit, das Keramikplättchen 48 durch die Heizwicklungen 52 auf Betriebstempratur zu erwärmen.If the hot steam after expansion has a temperature of approximately 800 ° C., the ceramic plate 48 is kept at its optimal operating temperature by the hot steam. If this is not the case, there is the possibility of heating the ceramic plate 48 to the operating temperature by means of the heating windings 52.

Mittels des zweiten Rohrs 54 wird die dem Heissdampf abgewandte Seite des Plättchens 48 ständig mit Umgebungsluft angeblasen, die anschliessend in einem Zwischenraum zwischen dem zeiten Rohr 54 und einer Innenwand des ersten Rohres 46 wieder abgeleitet wird.By means of the second tube 54, the side of the plate 48 facing away from the hot steam is continuously blown with ambient air, which is then discharged again in a space between the second tube 54 and an inner wall of the first tube 46.

Das Keramikplättchen 48 aus Zirkoniumoxid stellt den eigentlichen Festkörperelektrolyt dar, der nun in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Sauerstoff/Wasserstoffkonzentration des Heissdampfes und der Sauerstoffkonzentration der Umgebungsluft eine elektromotorische Kraft (EMK), d.h. eine Spannung zwischen der mit Heissdampf und der mit Umgebungsluft angeströmten Seite, erzeugt.The ceramic plate 48 made of zirconium oxide represents the actual solid electrolyte which, depending on the difference between an oxygen / hydrogen concentration of the hot steam and the oxygen concentration of the ambient air, now has an electromotive force (EMF), i.e. creates a voltage between the side with hot steam and the side with the ambient air.

Zum Abgriff dieser Spannung sind beide Seiten des Keramikplättchens 48 mit einer porösen Platinschicht 58, 60 versehen. Jede dieser Platinschichten 58, 60 ist mit einer von zwei aus dem Gehäuse 42 herausführenden elektrischen Leitungen 62, 64 verbunden, welche zur Bestimmung der elektromotorischen Kraft zu einem ausserhalb des Gehäuses 42 angeordneten Messgerät 66 führen.To tap this voltage, both sides of the ceramic plate 48 are provided with a porous platinum layer 58, 60. Each of these platinum layers 58, 60 is connected to one of two electrical lines 62, 64 leading out of the housing 42, which lead to a measuring device 66 arranged outside the housing 42 for determining the electromotive force.

In Fig. 3 ist die Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft (EMK) in Millivolt von einer jeweiligen überschusskonzentration (C) von Wasserstoff (H2) oder Sauerstoff (02) dargestellt, die bei Verwendung der beschriebenen Sonde mit einem Keramikplättchen 48 aus Zirkoniumoxid für Heissdampf gemessen wurde. Eine derartige Eichkurve ist auch von den neben Sauerstoff in einem Gasgemisch auftretenden Elementen abhängig. Aus der logarithmischen Auftragung der EMK über den jeweiligen überschusskonzentrationen (C) ist zu ersehen, dass bei abnehmender Sauerstoffüberschusskonzentration die EMK mit geringer Steigung zunimmt, jedoch bei Sauerstoffkonzentration Null und zunehmender Wasserstoffüberschusskonzentration sehr steil ansteigt. Der Schnittpunkt dieser beiden Geraden mit unterschiedlicher Steigung ist genau der Stöchiometriepunkt, d.h. der Punkt, an dem sowohl die Sauerstoff- wie auch die Wasserstoffüberschusskonzentration gleich Null sind und der Heissdampf reinen Wasserdampf enthält. Die starke Änderung der EMK bei überschreiten des Stöchiometriepunktes von Sauerstoff- überschusskonzentration zu Wasserstoffüberschusskonzentration wird zur Bestimmung des Fehlers bei der Messung der Massenstromverhältnisse bei den Messstellen 20, 24 ausgenutzt und ermöglicht in einfacher Weise, die Verbrennungsvorgänge im Reaktionsraum im stöchiometrischen Bereich zu halten.3 shows the dependence of the electromotive force (EMF) in millivolts from a respective excess concentration (C) of hydrogen (H 2 ) or oxygen (0 2 ), which, when using the probe described, with a ceramic plate 48 made of zirconium oxide for hot steam was measured. Such a calibration curve is also dependent on the elements that occur in addition to oxygen in a gas mixture. From the logarithmic plot of the EMF over the respective excess concentrations (C) it can be seen that the EMF increases with a slight increase as the oxygen excess concentration decreases, but increases very steeply with zero oxygen concentration and increasing hydrogen excess concentration. The intersection of these two straight lines with different slopes is exactly the stoichiometric point, ie the point at which both the oxygen and the hydrogen excess concentration are zero and the hot steam contains pure water vapor. The strong change in the EMF when the stoichiometry point is exceeded from excess oxygen concentration to excess hydrogen concentration is used to determine the error in the measurement of the mass flow ratios at the measuring points 20, 24 and enables the combustion processes in the reaction space to be kept in the stoichiometric range in a simple manner.

Zur Verarbeitung in dem dritten Programm 28 wird die mit dem Messgerät 66 ermittelte EMK in üblicher Weise digitalisiert und steht dann als Fehler F zur Korrektor der Steuergrössen SH2 und S02 durch das dritte Programm 28 zur Verfügung.For processing in the third program 28, the EMF determined with the measuring device 66 is digitized in the usual way and is then available as error F for the corrector of the control variables SH 2 and S0 2 by the third program 28.

Für eine einwandfreie Funktion des erfindungsgemässen Steuerungsverfahrens ist es erforderlich, dass die Grösse F möglichst kurze Zeit nach der Verbrennung der durch die erste Messstelle 20 und die zweite Messstelle 24 bestimmten Massenströme vorliegt, so dass die Korrektur der jeweiligen Steuergrössen SH2 und S02 möglichst schnell erfolgen kann. Eine Zeitverzögerung zwischen der Messung der jeweiligen Massenströme an den Messtellen 20 und 24 und dem Vorliegen der Grösse F ist bedingt durch die Zeitspanne, die die Gase benötigen, um von den einzelnen Messstellen 20 oder 24 zu dem Reaktionsraum 10 zu gelangen, die Zeitspanne, die die Verbrennungsgase benötigen, um zu der Einmündung der Leitung 34 in den Reaktionsraum zu gelangen, die Zeitspanne, die die Verbrennungsgase oder der Heissdampf benötigen, um durch die Leitung 34 zu den Keramikplättchen 48 zu strömen und die Zeitspanne, die zum Aufbau der EMK, d.h. der Spannung, in dem Keramikplättchen 48 notwendig ist.For the control method according to the invention to function properly, it is necessary that the quantity F is as short as possible after the combustion of the mass flows determined by the first measuring point 20 and the second measuring point 24, so that the respective control variables SH 2 and S0 2 are corrected as quickly as possible can be done. A time delay between the measurement of the respective mass flows at the measuring points 20 and 24 and the presence of the quantity F is due to the time period which the gases need to get from the individual measuring points 20 or 24 to the reaction space 10, the time period which the combustion gases need to get to the confluence of line 34 in the reaction space, the time it takes for the combustion gases or hot steam to flow through line 34 to the ceramic plates 48 and the time it takes to build up the EMF, ie the voltage in the ceramic plate 48 is necessary.

Zeitkonstanten des Messgerätes und einer anschliessenden Digitalisierung der gemessenen Spannungen werden gegenüber den vorher genannten Zeitspannen im allgemeinen vernachlässigbar sein. Die Summe aller genannten Zeitspannen wurde experimentell bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestimmt und beträgt ungefähr 300 bis 400 Millisekunden. Eine derartige Zeitverzögerung ist zur Korrektur der im allgemeinen beim Wirkdruckverfahren auftretenden systematischen Messfehler ausreichend, da diese im wesentlichen durch Variationen der Zustandsgrössen der gemessenen Gase bedingt sind, die in der Regel Schwankungen mit Zeitkonstanten im Minutenbereich unterliegen.Time constants of the measuring device and a subsequent digitization of the measured voltages will generally be negligible compared to the previously mentioned time periods. The sum of all the time periods mentioned was determined experimentally in the preferred exemplary embodiment and is approximately 300 to 400 milliseconds. Such a time delay is used to correct the systems that generally occur in the differential pressure method Technical measurement errors are sufficient, since these are essentially due to variations in the state variables of the measured gases, which are usually subject to fluctuations with time constants in the minute range.

Claims (11)

1. Regelungsverfahren für einen Dampferzeuger zum Regeln von einer Verbrennung zugeführten Massenströmen eines Oxidators und eines Brennstoffs in stöchiometrischen Ver- hältnissen, dadurch gekennzeichnet, dass Steuergrössen zur Regelung aufgrund von Messungen der zugeführten Massenströme und deren Vergleich mit theoretisch vorgegebenen stöchiometrischen Verhältnissen ermittelt werden, dass Fehler bei diesen Messungen durch eine nach der Verbrennung durchgeführte Analyse von Verbrennungsgasen kontinuierlich mittels einer Sonde bestimmt werden, dass diese Fehler zur Korrektur der Steuergrössen verwendet werden und dass die Korrektur mit einer Zeitkonstante erfolgt, die kleiner ist als die Zeitkonstante dynamischer Änderungen der Fehler.1. Method for regulating a steam generator for controlling a combustion supplied mass flows of an oxidizer and a fuel in stoichiometric ratios, characterized in that control variables are determined to control the basis of measurements of the supplied mass flows and their comparison with theoretically predetermined stoichiometric proportions, that mistakes In these measurements, an analysis of combustion gases carried out after combustion continuously determines using a probe that these errors are used to correct the control variables and that the correction is carried out with a time constant that is less than the time constant of dynamic changes in the errors. 2. Regelungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der zugeführten Massenströme in der Gasphase durchgeführt werden.2. Control method according to claim 1, characterized in that the measurements of the supplied mass flows are carried out in the gas phase. 3. Regelungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der zugeführten Massenströme mittels eines Wirkdruckverfahrens durchgeführt werden.3. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that the measurements of the supplied mass flows are carried out by means of a differential pressure method. 4. Regelungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase zur Analyse mittels der Sonde an einer Stelle im Dampferzeuger entnommen werden, an der sie für die Analyse mittels der Sonde geeignete Zustandsgrössen besitzen.4. Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion gases are removed for analysis by means of the probe at a point in the steam generator at which they have suitable state variables for analysis by means of the probe. 5. Regelungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase vor Erreichen der Sonde auf einen für diese geeigneten Druck entspannt werden.5. Control method according to claim 4, characterized in that the combustion gases are expanded to a pressure suitable for this before reaching the probe. 6. Regelungsverfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Verbrennungsgase mittels einer Festelektrolyt-Sonde vorgenommen wird.6. Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis of the combustion gases is carried out by means of a solid electrolyte probe. 7. Regelungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Festelektrolyt Zirkoniumoxid (Zr 02) verwendet wird.7. Control method according to claim 6, characterized in that zirconium oxide (Zr 0 2 ) is used as the solid electrolyte. 8. Regelungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkoniumoxid-Sonde mit Umgebungsluft als Referenzgas betrieben wird.8. Control method according to claim 7, characterized in that the zirconium oxide probe is operated with ambient air as a reference gas. 1. Mit dem Eingangsdatum vom 29. Juni 1985 wurde die oben genannte europäische Patentanmeldung unter Beanspruchung der Priorität der entsprechenden deutschen Patentanmeldung beim Europäischen Patentamt eingereicht. In der Beschreibung wird auf der Seite 8, 1. Absatz, die Zeichnung definiert als bestehend aus den Fig. 1, 2 und 3. In den Anmeldeunterlagen waren die Fig. 1 und 2 der Zeichnung enthalten, die Fig. 3, die auf einem gesonderten Blatt enthalten ist, fehlte. Auf Seite 13, 2. Absatz, wurde erneut auf die Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen und die Fig. 3 in Einzelheiten beschrieben. Des weiteren ist auf dem Blatt 1 der Zeichnung vermerkt, daß sich die Zeichnung aus zwei Blättern zusammensetzt. Blatt 2 der Zeichnung fehlt deshalb erkennbar bei den ursprünglichen Anmeldeunterlagen. 1. On June 29, 1985, the above-mentioned European patent application was filed with the European Patent Office, claiming the priority of the corresponding German patent application. In the description on page 8, 1st paragraph, the drawing is defined as consisting of FIGS. 1, 2 and 3. 1 and 2 of the drawing were contained in the application documents, and FIG. 3, which is contained on a separate sheet, was missing. On page 13, 2nd paragraph, reference was again made to FIG. 3 of the drawing and FIG. 3 described in detail. Furthermore, it is noted on sheet 1 of the drawing that the drawing is composed of two sheets. Sheet 2 of the drawing is therefore clearly missing from the original registration documents. 2. Mit Datum vom 1. August 1985 wurde der Prioritätsbeleg der prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung eingereicht. Die prioritätsbegründende deutsche Patentanmeldung ist im Wortlaut identisch mit der späteren europäischen Patentanmeldung und umfaßt ebenfalls eine Zeichnung mit den Fig. 1, 2 und 3, wobei die Fig. 1 und 2 wie bei der europäischen Patentanmeldung auf Blatt 1 der Zeichnung und die Fig. 3 auf einem Blatt 2 der Zeichnung abgebildet sind.2. On August 1, 1985, the priority document for the priority-based German patent application was submitted. The priority-establishing German patent application is identical in terms of wording to the later European patent application and also includes a drawing with FIGS. 1, 2 and 3, with FIGS. 1 and 2 as in the case of the European patent application on sheet 1 of the drawing and FIG. 3 are shown on a sheet 2 of the drawing. 3. Bei der Anfertigung der Kopien eines vollständigen Satzes von Anmeldeunterlagen wurde versehentlich Blatt 2 der Zeichnung nicht kopiert. Dieser Irrtum ist bei der Einreichung der Anmeldung nicht bemerkt worden. Die Definition der Zeichnung als bestehend aus den Fig. 1, 2 und 3 auf Seite 8 der Anmeldeunterlagen, die Bezugnahme auf die Fig. 3 der Zeichnung auf Seite 13 der Anmeldeunterlagen sowie die Beschriftung des Blattes 1 der eingereichten Zeichnung, die festhält, daß die Zeichnung aus zwei Blatt besteht, und schließlich die Einreichung des Prioritätsbeleges, der inhaltlich identisch mit der europäischen Patentanmeldung ist (der Prioritätsbeleg enthält die Zeichnung mit den Fig. 1, 2 und 3 vollständig), läßt die offensichtliche Unrichtigkeit erkennen, wie das von Regel 88 EPÜ verlangt wird. Die beantragte Berichtigung ist auch derart offensichtlich, daß sofort erkennbar ist, daß nichts anderes zum Zeitpunkt der Einreichung der europäischen Patentanmeldung beabsichtigt sein konnte als das, was hier als Berichtigung vorgeschlagen wird. Unter Unrichtigkeiten im Sinne der Regel 88 EPÜ können entsprechend der Entscheidung der Beschwerdekammer in der Sache J 08/80 (18. Juli 1980; veröffentlicht im Amtsblatt EPA 9/1980, Seite 293) auch Auslassungen verstanden werden, wobei es unerheblich ist, ob der ausgelassene Teil auf einem gesonderten Blatt enthalten ist oder nicht. In der Entscheidung der Juristischen Beschwerdekammer vom 3. Februar 1981 J 19/80 (Amtsblatt des EPA 3/1981, Seite 67) wird in den Entscheidungsgründen folgendes ausgeführt: "2. Wenn ein Teil einer Zeichnung, die eine Fig. ist, fehlt, ist der fehlende Teil nicht als "nicht eingereichte Zeichnung" im Sinn der Regel 43 anzusehen. Es ist vielmehr grundsätzlich die gesamte Fig. als eine unrichtige oder fehlerhafte Zeichnung anzusehen." Deshalb rechtfertigt sich der Antrag, die europäische Patentanmeldung Nr. 85108086.1 in der Weise zu berichtigen, daß der eingereichten Zeichnung das Blatt 2 mit der Bezeichnung Fig. 3 beigefügt wird. 3. When making copies of a complete set of registration documents, sheet 2 of the drawing was accidentally not copied. This error was not noticed when the application was filed. The definition of the drawing as consisting of FIGS. 1, 2 and 3 on page 8 of the application documents, the reference to FIG. 3 of the drawing on page 13 of the application documents and the lettering of sheet 1 of the submitted drawing, which states that the Drawing consists of two sheets, and Finally, the filing of the priority document, which is identical in content to the European patent application (the priority document contains the drawing with FIGS. 1, 2 and 3 in full), shows the obvious inaccuracy as required by Rule 88 EPC. The correction requested is also so obvious that it is immediately apparent that nothing else could have been intended at the time of filing the European patent application than what is proposed here as the correction. According to the decision of the Board of Appeal in case J 08/80 (July 18, 1980; published in Official Journal EPA 9/1980, page 293), inaccuracies within the meaning of Rule 88 EPC can also be understood as omissions, it being irrelevant whether the omitted part is included on a separate sheet or not. In the decision of the Legal Board of Appeal of 3 February 1981 J 19/80 (Official Journal of the EPO 3/1981, page 67) the following is stated in the reasons for the decision: "2. If a part of a drawing that is a figure is missing, the missing part is not to be regarded as a" not submitted drawing "within the meaning of Rule 43. Rather, the entire figure is basically to be regarded as an incorrect or incorrect drawing . " Therefore, the request to correct European patent application No. 85108086.1 is justified by adding sheet 2 with the designation Fig. 3 to the submitted drawing.
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