DE801777C

DE801777C - Steam temperature controller

Info

Publication number: DE801777C
Application number: DED449A
Authority: DE
Inventors: Johann Koelling
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1949-12-01
Filing date: 1949-12-01
Publication date: 1951-01-22

Description

Dampftemperaturregler Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Heißdarnpfteinperatur mit einem von Speisewasser oder Verbrennungsluft gekühlten Oberftächen-@\'<iritieattstausclier, in welchem ein Teil des Satteianipfes vor Eintritt in den Ü ber- hitzer kondensiert wird, und besteht darin, daß das in dein \\':irmeatistatisclier gewonnene Kondensat gesammelt und (lern Dainpfstroin zwischen zwei Stufen des Cberhitzers wieder zugemischt wird. Es ist l)ekannt, deii Sattdainpf mit Hilfeeitles Ober- flächenkühlers teil\\-eise zu kondensieren, um dadurch die Heißdampf temperatur zu beeinflussen. Hierbei ist der Oberflächenkühler derart in die Kesseltrommel eingebaut, daß ein Teil des Kondensats ausfällt und sich mit dein Kesselwasser mischt, wodurch er für die Regelwirkung verlorengcht. Auch ist für eine gleichmäßige Verteilung des Kondensats auf die L@"l@erhitzerrohre nicht Vorsorge getroffen. Aus wärineteclinischen Gründen ist es nicht günstig, die Wasserbeimengung bereits im Sattdampf vor- zunehmen, weil durch das vergrößerte Temperatur- gefälle zum F etiergas ein Teil der Kühlwirkung wieder aufgehoben wird. :\m günstigsten wirkt die Wassereinspritzung am Ende des Überhitzers; sie verursacht dort jedoch starke #Viiriiiespannungen und vermag auch nicht den Hochtemperaturteil des Überhitzers zu schützen. Daher ist man dazu über- gegangen, den Dampf in einer Sammelstrecke zwischen zwei Überhitzerstufen zu kühlen. Durch die Erfindungsmaßnahme wird das ge- samte erzeugte Sattdampf-Kondensat gesammelt und ohne Verluste an der Stelle zur Wirkung ge- bracht. «o es nach der derzeitigen Erkenntnis am « irtschaftlichsten ist. Durch das Sammeln des Kondensats ergibt sich ein gewisser Vorrat, der für die Regelung als Einspritzwasser dient und die gewünschte Regelwirkung schneller erzielt, als dies durch die Änderung der Oberfläche oder der Kühlwassermenge des Oberflächen-Wärmeaustauschers möglich ist. Ferner wirkt dieser Vorrat, wenn er in dem Wärtneaustauscher selbst angesammelt wird, selbstregelnd, weil er die Kühlflächen zum Teil gegen die Dampfberührung schützt.Steam temperature controller The invention relates to a device for Control of the hot steam temperature with one of Cooled feed water or combustion air Surfaces - @ \ '<iritieattstausclier, in which a Part of the Satteianipfes before entering the heat is condensed, and consists in the fact that the in your \\ ': irmeatistatisclier obtained condensate collected and (learn Dainpfstroin between two Stages of the superheater is admixed again. It is known that Sattdainpf with the help of surface cooler part \\ - ice to condense thereby To influence the superheated steam temperature. Here is the surface cooler in this way in the boiler drum built in that part of the condensate precipitates and mixes with your boiler water, making it for the control effect is lost. Also is for one even distribution of the condensate on the L @ "l @ heater pipes not taken precaution. Off For clinical reasons it is not favorable to that Adding water already in the saturated steam increase because the increased temperature slope to the gas is part of the cooling effect is canceled again. : \ m the most favorable Water injection at the end of the superheater; she However, it causes strong violent stresses there and also cannot handle the high-temperature part of the To protect superheaters. Therefore one is over- gone the steam in a collecting line to cool between two superheater stages. The measure of the invention entire generated saturated steam condensate collected and took effect without losses at the point brings. «O it according to current knowledge on «Is most economical. By collecting the A certain amount of condensate results, which is used for control as injection water and achieves the desired control effect faster than is possible by changing the surface or the amount of cooling water in the surface heat exchanger. Furthermore, this supply, when it is accumulated in the heat exchanger itself, has a self-regulating effect, because it partially protects the cooling surfaces against contact with steam.

.Als Kühlmittel kann jedes beliebige Mittel dienen, doch ist wirtschaftlich gewöhnlich nur das Speisewasser oder die Verbrennungsluft der Kessel- bzw. Feuerungsanlage zu verwerten, zu welcher der trberhitzer gehört. Bei Dampferzeugern mit feuergasbeheiztern Lufterhitzer wird manchmal diesem ein dampfbeheizter Luftvorwärmer vorgeschaltet, um die Luft auf eine Temperatur vorzuwärmen, welche keine Taupunktunterschreitung mehr verursacht. 1,1uch dieser Luftvorwärmer ist für die Erfindungsanordnung geeignet; es ist jedoch zweckmäßig, ihn mit einer besonderen regelbaren Kondensatableitung zu versehen, damit er unabhängig von dem Bedarf der Dampftemperaturregelung mit so großer Wärmeleistung betrieben werden kann, daß die gewünschte Lufttemperatur erzielt wird. Ebenso wird es zweckmäßig sein, die Einspritzstelle mit einem absperr- und regelbaren Anschluß an die Speiseleitung zu versehen, um etwa beim Anheizen des Dampferzeugers eine größere Kühlwirkung erzielen zu können, als der Oberflächenkühler ermöglicht.Any medium can serve as a coolant, but it is economical usually only the feed water or the combustion air of the boiler or combustion system to which the turbocharger belongs. For steam generators with fire gas heaters The air heater is sometimes preceded by a steam-heated air preheater, to preheat the air to a temperature that does not fall below the dew point causes more. 1.1 This air preheater is also suitable for the inventive arrangement; however, it is advisable to equip it with a special adjustable condensate drain to be provided so that he can use the steam temperature control regardless of the need so large heat output can be operated that the desired air temperature is achieved. It will also be useful to connect the injection point with a shut-off and adjustable connection to the feed line, for example when heating up the steam generator to achieve a greater cooling effect than the surface cooler enables.

Eine Anordnungsskizze der Einrichtung ist in _11b. i für Wasserkühlung und in Abb. 2 für Luftkühlung dargestellt, während Abb. 3 einen Längsschnitt durch einen vereinigten Kondensator und Mischer wiedergibt.A layout diagram of the facility is in _11b. i for water cooling and shown in Fig. 2 for air cooling, while Fig. 3 is a longitudinal section through represents a combined condenser and mixer.

In A11, i ist i die Kesseltrommel eines Dampferzeugers beliebiger Bauart. Von ihrem Dampfraum gehen die Überhitzerrohre 2 aus, welche eine t'herhitzergruppe 3 bilden und sich in dem Mischgefäß :I vereinigen. Von ihm gehen die Rohre aus, welche die Überhitzergruppe 5 bilden und sich in dem Austrittssammler 6 vereinigen. Der Überhitzer wird in der Pfeilrichtung von den Heizgasen des Dampferzeugers bestrichen, welche anschließend den Speisewasservorwärmer 7 durchströmen.In A11, i, i is the boiler drum of a steam generator Design type. The superheater tubes 2, which are a t'herheater group, go out from their steam space 3 form and combine in the mixing vessel: I. The pipes go out from him, which form the superheater group 5 and combine in the outlet header 6. The superheater is swept in the direction of the arrow by the heating gases from the steam generator, which then flow through the feedwater preheater 7.

In der Kesseltrommel i befindet sich ein allseits geschlossenes Blechgefäß 8, das den Kondensatormantel darstellt und nur am oberen Ende eine Öffnung hat, durch die es mit dem Dampfraum der Kesseltrommel i in Verbindung steht. In diesem Gefäß ist eine Kühlrohrschlange g untergebracht, deren beide Enden durch die Rohrleitungen io, I1 mit der Speiseleitung 12 in Verbindung stehen. Die Speiseleitung 12 ist durch das Speiseventil 13 regel- und absperrbar. Zwischen den Einmündungen der Rohrleitungen io und i i ist in die Speiseleitung 1 2 eine Drosselscheibe 14 eingesetzt.In the boiler drum i there is a metal vessel that is closed on all sides 8, which shows the capacitor shell and only has an opening at the top, through which it is connected to the steam space of the boiler drum i. In this The vessel accommodates a cooling coil g, both ends of which through the pipelines io, I1 are connected to the feed line 12. The feed line 12 is through the feed valve 13 can be regulated and shut off. Between the junctions of the pipelines io and i i, a throttle plate 14 is inserted into the feed line 1 2.

1--in Tauchrohr 1,5 reicht bis nahe auf den Boden des Gefäßes 8 und führt als Rohrleitung 16 unter Einschaltung eines Regelventils 17 in das Mischgefäß .I, in welchem es in Form einer Sprühdüse 18 endigt. In die Rohrleitung io und 11 ist ein Regelventil i g eingeschaltet, welches ebenso wie das Regelventil 17 von einem Thermostaten 20 gesteuert wird, der in den Austrittssammler 6 oder in die von ihm abgehende Heißdampfleitung 21 eingebaut ist.1 - in immersion tube 1.5 extends to close to the bottom of the vessel 8 and leads as a pipe 16 with a control valve 17 being switched into the mixing vessel .I, in which it ends in the form of a spray nozzle 18. A control valve ig is switched into the pipeline io and 11, which, like the control valve 17, is controlled by a thermostat 20 which is built into the outlet collector 6 or into the superheated steam line 21 outgoing from it.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Wenn der Dampferzeuger in Betrieb ist, strömt das Speisewasser auf dem Wege 13-1d-12 durch den Speisewasservorwärmer 7 in die Kesseltrommel i. Das Wasser in dem Kessel verdampft, und der Sattdampf strömt durch die Rohre 2, die Überhitzergruppe 3, das Mischgefäß q, die Überhitzergruppe 5, den Sammler 6 und die Rohrleitung 21 zur Verwendungsstelle. Ist die Dampftemperatur am Thermostaten 20 zu hoch, so öffnet dieser mittels der Steuerleitung 22 das feinfühliger eingestellte Ventil 17. Infolge des zwischen der Kesseltrommel i und dem Mischgefäß ,I herrschenden Druckunterschieds wird das in dem Gefäß 8 befindliche Dampfkondensat durch die Rohrleitung 15, 16 in das Mischgefäß .I strömen und dort verdampfen und dadurch die Mischdampftemperatur herabsetzen. Inzwischen hat auch dass von dem Thermostaten 2o über die Steuerleitung 23 beeinflußte träger eingestellte Ventil i9 geöffnet, und ein Teil des Speisewassers fließt durch die Rohrleitung 11, die Kühlrohrschlange 9 und die Rohrleitung io. Dabei kondensiert der in dem Gefäß 8 enthaltene Sattdampf, und infolge des Druckgefälles strömt Sattdampf aus der Kesseltrommel i in das Gefäß 8 nach, während das sich am Boden ansammelnde Kondensat durch das Rohr 15 abgeführt wird. Sinkt die Dampftemperatur, so drosselt das Ventil 17, infolgedessen sammelt sich in dem Gefäß 8 Kondensat an und setzt einen Teil der Kühlfläche außer Wirksamkeit. \achfolgend drosselt auch das Ventil i9.The mode of operation of this device is as follows: When the steam generator is in operation, the feed water flows on path 13-1d-12 through the feed water preheater 7 in the boiler drum i. The water in the boiler evaporates, and the saturated steam flows through the pipes 2, the superheater group 3, the mixing vessel q, the superheater group 5, the collector 6 and the pipeline 21 to the point of use. Is the steam temperature too high at the thermostat 20, then this opens the more sensitively by means of the control line 22 adjusted valve 17. As a result of the between the boiler drum i and the mixing vessel , I the prevailing pressure difference is the steam condensate in the vessel 8 flow through the pipe 15, 16 into the mixing vessel .I and evaporate there and thereby reduce the mixed steam temperature. In the meantime, the thermostat also has it 2o valve i9, which is influenced by the control line 23, is open, and part of the feed water flows through the pipe 11, the cooling coil 9 and the pipeline ok. The saturated steam contained in the vessel 8 condenses, and as a result of the pressure gradient, saturated steam flows from the boiler drum i into the vessel 8 after, while the condensate collecting on the bottom is discharged through the pipe 15 will. If the steam temperature falls, the valve 17 throttles, as a result of which it collects condensate builds up in the vessel 8 and puts part of the cooling surface ineffective. Then valve i9 also throttles.

Die Regelventile 17 und i9 werden nicht beide benötigt. Es genügt, wenn das Ventil 17 allein geregelt wird. Wird Ventil 17 ganz geschlossen, so fließt weiter Speisewasser durch die Kühlschlange g. Das Gefäß 8 füllt sich mit dem Kondensat und hebt seine Wirkung auf, obwohl also weiter das Speisewasser hindurchfließt.The control valves 17 and i9 are not both required. It is sufficient, when the valve 17 is controlled alone. If valve 17 is completely closed, it flows continue feed water through the cooling coil g. The vessel 8 fills with the condensate and cancels its effect, although the feed water continues to flow through it.

Läßt man das Ventil 17 fort, so kann auch mit dem Ventil i9 geregelt werden. Bei geschlossenem Ventil i9 würde statt Wasser Sattdampf aus der Sprühdüse 18 austreten, während bei Mittelstellungen des Ventils icg ein Gemisch ausgesprüht wird.If valve 17 is omitted, then valve i9 can also be used for regulation will. When valve i9 is closed, saturated steam would come out of the spray nozzle instead of water 18, while a mixture is sprayed out when the valve icg is in the middle will.

In Abb.2 ist ein dampfbeheizter Lufterhitzer dargestellt, bestehend aus den Sammlern 2.4, 25 und den Rippenrohren 26. Ihm wird der Sattdampf durch die Rohrleitung 27 mit Absperrventil 28 zugeführt, während das Kondensat durch Rohrleitung 2<9 mit Absperrventil 30 nach Bedarf abgeleitet werden kann. Die Verbrennungsluft durchströmt den Lufterhitzer in Pfeilrichtung und strömt anschließend durch den Plattenlufterhitzer 31. Das für die Heißdampfregelung benötigte Kondensat wird durch die Rohrleitung 16 entnommen und in der bei Abb. i beschriebenen Weise benutzt. Da eine Mengenregelung des Kühlmittels nicht möglich ist. wird das etwa Überschüssige Kondensat durch Ventil 30, (las auch I;estandteil eines selbsttätig arbeitenden Kondenstopfes sein kann, abgeführt. Abb. 3 gibt eine Vereinigung des Kondensators niit dein \lischgefäß wieder. Es sind für gleich- artige Teile die Bezugsziffern der Al>l). i gewählt. Das Iitnidensatorgefäß S, ist mit dem Mischgefäß unmittelbar verbunden <furch Flanschen ()der Schweißung. Durch den %hrlUen 32 greifen dic Kühlrohre p. Der Saudampf striitnt dem Konden- satorgefäß S durch die obere Üftnung bzw. (las Rohr 33 zu, und (las Kondensat verläßt das Gefäß durch das Rohr 1b. (las auch die 7wischenwand 3.4 druckfest durchbricht. tnid tritt aus dem Sprüh- kopf iS aus. Das Kühlwasser tritt durch Rohr ti ein im(1 durch Rohr io aus. In das Mischgefäß tritt der I>;unpf aus den Rollren 3 ein, durchstriinit die ltitgelfüllung 33 und vcrl:iGt das Cef<ifi 4 (lttrcli die Rohre In Fig. 2 a steam-heated air heater is shown, consisting of the collectors 2.4, 25 and the finned tubes 26. The saturated steam is fed through the pipe 27 with shut-off valve 28, while the condensate is drained off through pipe 2 <9 with shut-off valve 30 as required can. The combustion air flows through the air heater in the direction of the arrow and then flows through the plate air heater 31. The condensate required for the superheated steam control is removed through the pipe 16 and used in the manner described in Fig. I. Since it is not possible to regulate the amount of coolant is. the excess condensate is carried through Valve 30, (also read I; part of an automatic working condensate trap can be discharged. Fig. 3 gives a union of the condenser niit your faucet again. It is for the same Like parts have the reference numerals of Al> l). i elected. The condenser vessel S, is with the mixing vessel directly connected <by flanges () the Welding. Through the% hrlUen 32, the Cooling tubes p. The steam struggles with the condenser Sator vessel S through the upper opening or (read Pipe 33 closed, and (read condensate leaves the vessel through the pipe 1b. (also read the partition 3.4 breaks through pressure-resistant. tnid comes out of the spray head iS off. The cooling water passes through pipe ti an im (1 through pipe io out. Into the mixing vessel If the I>; unpf enters from the rollren 3, triinit the ltitgel filling 33 and vcrl: iGt das Cef <ifi 4 (lttrcli the pipes

Claims

PATENT CLAIM:

1. Facility to regulate the UM steam boiler with one of feed water or combustion air, cover the surface with cooled oil Heat exchanger. in which the sentence steam before joining the LVerliitzer is condensed, characterized in that (read condensate obtained in the heat exchanger sat collected and your steam flow between two stages of the water heater mixed in again will. 2. Device according to claim r, characterized in that indicates that as a heat exchanger

air-cooled. a condensed gas-heated 1, itft- heater ini air flow v (»- switched condenser with an additional control condensate drainage is provided. 3. Device according to claim i, characterized in that identifies, (let the between two Cl> heater- gradually lying injection site with an off lockable and adjustable connection to the I @ cssel feed line is provided. Device according to claim i, characterized keruizeiclmet. that the equilibrium exchanger, Turn on a slope with concentrated cool rohrsysteni, arranged in the boiler drum uml with an olive lying (ittninig for the Entry of the steam as well as with vain downstairs closing derivation for there; Condensate seheti is. ;. Vinriclttung according to claim i, characterized in that indicates that in a cylindrical vessel with vertical 2 axes in the upper part of the as Condenser serving heat exchangers, ini lower part of the between -two L "1> erliitzer- level mixer is arranged, wherein (read through the condensate obtained in the upper part the front wall of the two rooms directly is fed. (i. '- Learned about controlling the superheated steam tenq) cratur, characterized in that in! Al ) - depending on the final temperature of the steam first the amount of zwisclmi two LTlierheater stages added condensate and then the amount of the heat exchanger through-flowing coolant is regulated.