FI84201B - Aonggenerator omfattande ett temperaturreglerat parallellroersystem. - Google Patents

Description

Höyrykattila, joka käsittää lämpötilaltaan säädetyn rin- nakkaisputkijärjestelmän 1 84201

Keksinnön kohteena on höyrykattila, joka käsittää 5 lämpötilaltaan säädetyn rinnakkaisputkijärjestelmän, rin-nakkaisputkijärjestelmän yksittäisten linjojen päätetuli-pintojen eteen kytketyt suihkujäähdyttimet, yksittäiset linjat vastaanottavaan höyrynkoontijohtoon liitetyn anturin sekoitushöyryn lämpötilan mittaamiseksi rinnakkaisput-10 kijärjestelmän takana ja mittausanturin ja annetun asetus-arvon ohjaaman suihkujäähdyttimen säätölaitteen, jolloin jokaiseen rinnan kytketyistä linjoista kuuluu erillinen lämpötilananturi höyryn lämpötilan mittaamiseksi ja nämä lämpötilananturit on liitetty lämpötilansäätimeen.

15 Tällainen höyrykattila on tunnettu DE-hakemus- julkaisusta 18 16 851.

Rinnakkaisputkijärjestelmillä varustettujen mit-tausantureiden yhteydessä on höyryn lämpötilan säätämiseksi tunnettua sovittaa suurpainetulistimien ja välitu-20 listimien päätetulipintojen eteen suihkujäähdyttimiä. Suihkujäähdyitimien ohjausventtiilejä ohjataan tällöin säätimen välityksellä, johon puolestaan taas vaikuttaa höyrynkoontijohtoon sovitettu lämpötilananturi sekä määrätty asetusarvo. Rinnakkaisputkijärjestelmien yhteydessä, 25 toisin sanoen keskenään rinnan kytketyt putkikimput, laipiot tai kalvoseinät käsittävien tulipintojen yhteydessä ei putkijohtojen epätasaisia kuumenemistiloja tai erilaisia läpivirtausnopeuksia voida välttää. Tämä johtaa siihen, että keskenään rinnakkaisten putkijohtojen ja lin-30 jojen välillä voi esiintyä luvattoman suuria lämpötilaeroja, jotka johtavat luvattoman suuriin jännityksiin materiaalissa, ja että paikallisesti, käytöstä riippuen voi tuloksena olla myös luvattoman korkeita absoluuttisia lämpötiloja rinnakkaisputkijärjestelmän yksittäisissä putkissa. 35 Sellaiset ylirasitukset johtavat sitten putkivaurioihin 2 84201 kattilalaitoksen kohonneiden korjauskustannusten ja huonontuneen käyttökelpoisuuden ollessa seurauksena.

Sellaisten ylirasitusten estämiseksi on tunnettua rajoittaa höyryn lämpötilaa ylöspäin. Tällöin on otettava 5 huomioon kattilalaitoksen kokonaishyötysuhteen tietty heikkeneminen.

Keksinnön tehtävänä on osoittaa tie, kuinka rinnak-kaisputkijärjestelmillä varustettujen höyrykattiloiden yhteydessä voidaan välttää yksittäisten putkien tai linjo-10 jen ylirasitukset ilman, että höyryn lämpötilaa täytyy alentaa kovin voimakkaasti teoreettisesti sallittuun höyryn lämpötilaan verrattuna.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien mukaisesti. Muita edullisia suoritusmuotoja on 15 selitetty patenttivaatimuksissa 2-6.

Sen johdosta, että sovitetaan erillinen anturi höyryn lämpötilan mittaamiseksi jokaiseen yhdensuuntaisesti kytketyistä linjoista, saadaan toisaalta tietää yksittäisten linjojen epätasaiset kuormitukset ja samalla luodaan 20 edellytys ohjauslogiikan välityksellä voimakkaammin kuormitetun linjan kuormituksen vähentämiseksi ohjaamalla vastaavaa suihkujäähdytintä avautumissuuntaan ja vähiten kuormitettuun linjaan kuuluvaa suihkujäähdytintä sulkeutu-missuuntaan ohjaamalla saadaan aikaan tasaus. Täten tasa-25 taan yksittäisten linjojen, kuten kalvoseinien, laipioiden ja määrättyjen putkikimppujen rasitusta.

Luotettava varmistus kuormitusta ja vast, yliläm-pötiloja vastaan saadaan aikaan, kun keksinnön suoritusmuodossa kunkin linjan yksittäisten rinnakkaisputkien kuu-30 miin päihin on sovitettu erilliset lämpötilananturit, jotka on liitetty valvontalogiikkaan, joka vertaa mittausarvoja kiinteästi määrättyyn lämpötilan suositusarvoon ja ohjaa vastaavaa suihkujäähdytintä avautumissuuntaan suosi-tusarvon ylittyessä ensisijaisesti muihin ohjauskäskyihin 35 verrattuna. Täten voidaan tehokkaasti välttää paikallinen 3 84201 ylirasitus ja vast, ylikuumeneminen tarvitsematta sen vuoksi alentaa oleellisesti höyrykattilan kokonaistehoa.

Keksinnön muita yksityiskohtia selitetään lähemmin kuviossa esitetyn suoritusmuotoesimerkin yhteydessä.

5 Kuvio esittää rinnakkaisputkijärjestelmän käsit tävän höyrykattilan kaavamaista kytkentäkaaviota ja yksittäisten tulipintojen lämpötilan säätämiseksi tarkoitettua kytkentälaitetta.

Kuviossa kaavamaisesti esitetyn höyrykattilan 1 10 yhteydessä syöttövesi virtaa alhaalta tässä ei-esitettyjen savukaasuesilämmittimen ja höyrystimen kautta jakelujohtoon 2 ja siitä erillisille keskenään rinnan kytkettyihin linjoihin 3, 4, 5 ja 6 liitetyille höyrykattilan 1 tulis-timen esi- ja päätetulipinnoille 7, 8, 9, 10. Nämä tuli-15 pinnat voivat olla kattilan ulkoseinän osia tai myös väli-tai kalvoseinän osia. Kuvion esityksessä vasen linja 3 johtaa höyrykattilan 1 ulkoseinän 7 osaan ja oikea linja 4 höyrykattilan väliseinään 9 ja oikeaan ja vasempaan linjaan 3, 4 piirretyt ylemmät tulipinnat 8, 10 ovat tulis-20 timen päätetulipintoja, toisin sanoen putkinippuja, jotka täytyy kuvitella asennetuiksi likimain savukaasujohdon keskialueelle. Päätetulistuspintojen 8, 10 takana aukeavat yksittäiset linjat höyrynkoontijohtoon 11, joka johtaa kulutuskohteeseen, yleensä höyryturbiiniin (ei esitetty). 25 Kummassakin esitetyssä linjassa 3, 4 havaitaan kat tilan ulkoseinän ja vast, väliseinän tulipintojen 7, 9 ja vastaavien päätetulistimien tulipintojen 8, 10 takana kussakin yksi suihkujäähdytin 12, 13, joka on erillisen, moottorilla ohjatun venttiilin 14, 15 välityksellä liitet-30 ty syöttövesijohtoon 16. Sekä yksittäisten päätetulistimien 8, 10 rinnakkaisputkien 17-26 kuumiin päihin että myös kyseisistä päätetulistimista lähteviin yksittäisiin linjoihin 3-6 sekä höyrynkoontijohtoon 11, johon johdot lopuksi aukeavat, on sovitettu lämpötilananturit 27-39. 35 Päätetulistimista 8, 10 lähteviin linjoihin asennetut läm- 4 84201 pötilananturit 37, 38 on liitetty lämpötilansäätimeen 40, joka on puolestaan yhdistetty jälleen lisäohjauslogiikan 41 välityksellä suihkujäähdyttimien 12, 13 yksittäisten ohjausventtiilien 14, 15 asetusmoottoreihin. Lämpötilan- 5 säädin on rakennettu siten, että se ennakolta määrättyinä ajanjaksoina ilmoittaa kulloinkin korkeimman ja alhaisimman höyryn lämpötilan omaavan lämpötilananturin 37, 38 ja avaa edelleen jonkin verran korkeamman höyryn lämpötilan omaavan linjan 3-6 suihkujäähdyttimen 12, 13 ohjausvent-10 tiiliä 14, 15 ja sulkee alhaisimman höyryn lämpötilan omaavan linjan 3-6 suihkujäähdyttimen 12, 13 ohjausventtiiliä 14, 15. Yksittäisten linjojen lämpötilat lähenevät siten toisiaan.

Yksittäisten päätetulistimien 8, 10 rinnakkaisput-15 kiin 17-26 sovitetut lämpötilananturit 27-36 on liitetty kunkin päätetulistimen osalta yhteen valvontalogiikkaan 42, 43, jotka lukevat näitä ennalta määrätyin aikavälein. Mittausarvoja verrataan ennakolta annettuun suositusarvoon 44, 45 vertailuasteessa 46, 47. Jos mittausarvo ylittää 20 suositusarvon, niin vertailuasteessa syntyy signaali, joka toisaalta kiellon 48-51 ja TAI-funktion 52-55 välityksellä estää lämpötilansäätimen 40 signaalien siirron ja samalla avaa jonkin verran vastaavan linjan 3-6 suihkujäähdyttimen 12, 13 ohjausventtiiliä 14, 15.

25 Höyrynkoontijohdossa 11 sijaitseva höyryseoksen lämpötilananturi 39 on liitetty säätöelimeen 56, joka vertaa tämän mittausarvoa ennalta määrättyyn arvoon 57, johon käyttökohteen toivoma höyryn lämpötila sisältyy. Sen mukaan onko mittausarvo tämän asetusarvon yläpuolella vai 30 alapuolella, tuotetaan ohjauskäsky avaamiseksi tai vast, sulkemiseksi. Tämä mittausarvo luovutetaan TAI-porttien 58, 59 kautta suihkujäähdyttimien 12, 13 kaikkien ohjaus-venttiilien 14, 15 ohjausjohtoihin. Jokaisen ohjaus- venttiilin näiden TAI-porttien 58, 59 toisessa tulosta voi 35 olla ohjausventtiilin asennosta riippuvainen signaali, 5 84201 joka jää pois kyseisen ohjausventtiilin ääriasennossa ja siten estää tämän yliohjautumisen.

Höyrykattilaa 1 käytettäessä painetaan syöttövesi tässä yhteydessä ei-esitetyn syöttövesipumpun välityksellä 5 savukaasuesilämmittimen ja höyrystimen kautta kuvion esityksessä alhaalta jakelujohdon 2 kautta yksittäisiin keskenään rinnakkaisiin linjoihin 3-6 ja näihin linjoihin asennettuihin esi- ja päätetulistuspintoihin 7-10. Niissä syöttövesi kuumennetaan eri rinnakkaisputkissa ja kootaan 10 tämän jälkeen uudelleen ja kuumennetaan toisien päätetu-listuspintojen 8, 10 rinnakkaisputkissa 17-26 haluttuun päätetilaan. Höyry kootaan vastaavissa linjoissa 3-6. Jokainen näistä rinnan kytketyistä tulipinnoista tai linjoista johtaa höyryn sen jälkeen höyrynkoontijohtoon 11, 15 joka johtaa tulistetun höyryn käyttökohteeseen, yleensä höyryturbiiniin.

Lämmön luovutuksessa esiintyvien epätasaisuuksien seurauksena ja yksittäisissä rinnakkaisputkissa esiintyvän virtausvastuksen dynaamisten epätasaisuuksien seurauksena 20 - jollaisia voi syntyä esim. jonkin verran ennenaikaisen höyrystymisen johdosta - esiintyy yhdensuuntaisissa putkissa paikallisesti ja ajallisesti erilaisia putken ja höyryn lämpötiloja. Yksittäisiin linjoihin 3-6 liitetyt lämpötilananturit havaitsevat nämä jälleen. Ne saavat 25 aikaan sen, että lämpötilansäädin 40 avaa kuumimpaan johtoon kuuluvaa ohjausventtiiliä edelleen jonkin verran ja kylmimpään johtoon kuuluva ohjausventtiili sulkeutuu edelleen hieman. Näiden lyhyiden ajanjaksojen aikana suoritettujen säätöjen vaikutuksesta tapahtuu kuumennustehon ta-30 saus eri linjoissa ja vältetään lämpötilan poikkeamat ja materiaalin ylirasitukset erityisesti jatkuvassa käytössä. Höyrynkoontijohdon 11 lämpötilananturin 39 ohjaaman säätö-elimen 56 osalta pienenee säätömatka siten yksilinjaiseksi järjestelmäksi, niin että kaikki säätöventtiilit tarvitsee 35 asettaa ainoastaan tähän pääsäätöön nähden rinnakkaisesti.

6 84201 Tämä voi tapahtua suihkujäähdyttimien yksittäisten ohjaus-venttiilien kulloisestakin avausasennosta riippumattomasti. Ainoastaan päätetiloissa ehkäistään säätöelimen 56 ne ohjauskäskyt, jotka johtaisivat näiden päätetilojen ylit-5 tämiseen. Näiden suhteen vastakkaiset käskyt pääsevät läpi jakautuen sulkeutuvaksi signaalitieksi 60, 61 ja avautuvaksi signaalitieksi 62, 63 ja TAI-porttien 64-67 välikyt-kennäksi. Nämä TAI-portit ohjaavat ohjausventtiilien asetu smoot tor e iden virtapiirissä olevia kytkentäelementtejä 10 68-71.

Tästä riippumattomasti estää valvontalogiikka 42, 43 päätetulistimien tai välitulistimien tulipinnoissa olevien yksittäisten rinnakkaisputkien ylikuormittumisen. Tämä tapahtuu estämällä signaalinsiirto lämpötilansääti-15 men ja säätöelimen puolelta sulkemissuunnassa vastaavan suihkujäähdyttimen ohjausventtiilin avautuessa samanaikaisesti .

Tällainen höyrykattilan yhteydessä käytetty lämpö-tilansäätö soveltuu vastaavalla tavalla käytettäväksi myös 20 välitulistuspintoja varten esim. höyryturbiinin keski- ja alipaineasteen edessä. Se sallii höyrykattilan käytön lähempänä sen teoreettisesti vielä sallittavissa olevaa suo-ritusylärajaa tarvitsematta pelätä paikallisesti tai ajallisesti luvattoman suurta lämpökuormitusta. Täten voidaan 25 saada aikaan höyrykattilan suurempi teho ja parempi hyötysuhde .

Claims (6)

7 84201

1. Höyrykattila, joka käsittää lämpötilaltaan sää-5 detyn rinnakkaisputkijärjestelmän, rinnakkaisputkijärjes- telmän yksittäisten linjojen (3, 4, 5, 6, ) päätetulipin-tojen (7, 8, 9, 10) eteen kytketyt suihkujäähdyttimet (12, 13), yksittäiset linjat vastaanottavaan höyrynkoon-tijohtoon (11) liitetyn anturin (39) sekoitushöyryn lärapö-10 tilan mittaamiseksi rinnakkaisputkijärjestelmän takana ja mittausanturin ja annetun asetusarvon ohjaaman suihkujääh-dyttimen säätölaitteen, jolloin jokaiseen rinnan kytketyistä linjoista (3-6) kuuluu erillinen lämpötilananturi (37, 38) höyryn lämpötilan mittaamiseksi ja nämä lämpö-15 tilananturit on liitetty lämpötilansäätimeen (40), joka avaa korkeimman höyryn lämpötilan omaavan linjan suihku-jäähdytintä (12, 13) ja sulkee alhaisimman höyryn lämpötilan omaavan linjan suihkujäähdytintä (12, 13), tunnettu siitä, että jokaisen linjan (3-6) yksittäis-20 ten rinnakkaisputkien (17 - 26) kuumiin päihin on sovitettu erilliset lämpötilananturit (27 - 36), jotka on liitetty valvontalogiikkaan (42, 43), joka vertaa mittausarvoja lämpötilan kiinteästi määrättyyn suositusarvoon (44, 45) ja avaa vastaavia suihkujäähdyttimiä (12, 13) suositusar-25 von ylittyessä ensisijaisesti muihin ohjauskäskyihin nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että höyrynkoontijohtoon (11) liitetyn lämpötilananturin (39) signaalit ohjaavat säätöeli- 30 men avulla kaikkia suihkujäähdyttimiä (12, 13) tahdistetusta kuitenkin muiden ohjaussignaalien ollessa etusijalla, avaamis- ja sulkeutumissuuntaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että suihkujäähdyttimet (12, 13) 35 ovat ohjattavissa ohjausventtiilien (14, 15) välityksellä. 8 84201

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että ohjausventtiilit (12, 13) ovat avattavissa ja suljettavissa asteittain ohjausimpulssien välityksellä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että valvontalogiikan (42, 43) ohjaussignaalit estävät kiellon ja ohjauslogiikan ohjaustie-hen kytketyn JA-elimen (52 - 55) välityksellä lämpötilan-säätimen (40) ohjauskäskyt ja ohjaavat suihkujäähdyttimen 10 (12, 13) ohjausventtiiliä (14, 15) avautumissuuntaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että lämpötilananturit (27 - 36) on liitetty ainoastaan kunkin tulipinnan (8, 10) yksittäisiin edustaviin rinnakkaisputkiin (17 - 26). 9 84201