Einen Hochdruckteil und einen als Gxrossraumkessel ausgebildeten Niederdruekteil aufweisende Dampferzeugungsanlage. Die Erfindung bezieht sieh auf eine einen Horchdruckteil und einen als Grossraumkessel ausgebildeten Niederdruckteil aufweisende Dampferzeugungsanlage und besteht darin, dass nicht nur mindestens eine der Grössen Speiseflüssigkeits- und Brennstoffmenge in Abhängigkeit vom Dampfdruck im Nieder druckteil, sondern auch noch eine zusätzlich dem Hochdruckteil ausser der Speiseflüssig keit zuzuführende Menge an Arbeitsmittel oder eine zusätzlich zuzuführende Brennstoff menge oder die zusätzlich zuzuführenden Arbeitsmittel- und Brennstoffmengen in Ab hängigkeit von der Temperatur des, Hoch druckdampfes geregelt werden.
Es sind schon Dampferzeug-angsanlagen bekannt geworden, welche neben einem Hoeh- druckteil noch einen Niederdruckteil besit zen und bei denen die Wärmezuführung zum Hochdruckteil in Abhängigkeit vom Druck im Niederdruckteil geregelt wird. Die Zu führung von Speiseflüssigkeit zum Hoch druckteil wurde entweder durch den Druck oder durch die Temperatur des Hochdruck dampfes geregelt.
Solelie Dampferzeugungs anlagen besitzen aber iisofern einen sehr grossen Nachteil als diese Regelvorichtungen grossen Nachteil als diese Regelvorrichtung ZD vollständig unabhängig voneinander, die eine in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse des Hoelldruckteils und die andere in<B>Ab-</B> hängigkeit von einer Betriebsgrösse des Nie- derdruckteils, beeinflusst wer#den, wo#durell naturgemäss soJir grosse Verzögerungen zwi schen den Regülungen der beiden voneinander unabhängigen Vorrichtungen entstehen.
Auch bei den best-en Regelvarrichtungen kann die zur Regelung notwendige. Zeit nicht auf ein so geringes Mass beschränkt werden, dass während dieser Zeit der Zustand des Dampfes nur unbedeutenden Veränderungen ausgesetzt wäre, weil die eine Regelvorriell- tung immer erst dann zur Wirkung ge langt, wenn die Regelung der andern Verrich tung bereits schon erfolgt ist.
Inzwischen sind aber die Betriebsveränderungen der Dampf- erzeugungsanlage soweit vorgeschritten, dass <B>C</B> in der ganzen Anlage sehr nachteilige für den Betrieb unhaltbare Pendelungen entste hen.
Diese Nachteile werden nach der Erfin dung vermieden, da die einzelnen Regelvor- richtuncen nicht voneinander unabhängig ar beiten, sondern in eine unmittelbare Bezie hung zueinander gesetzt sind. Die Speise flüssigkeitsmenge bezw. die Brennstoffmenge bezw.
Speiseflüssigkeits- und Brenne-tchff- menge werden bei dieser so geregelt, dass schon die Ursachen von Schwankungen und Pendelungen ausgeschaltet werden. Über diese Regelung hinaus werden dann noch die zusätzlichen Vorrichtungen angeordnet, wel che durch Verändern einer zusätzlichen Ar- beitsmittelmenge oder einer zusätzlichen Brennstoffmenge die Regelung der ersten Vorrichtung verfeinern.
Bei einer weiteren Ausbildung der An lage kann sodann nooch die dein Hocldruck- teil zuzuführende Wärmemenge und die dem Horhdruekteil zuzuführende Speiseflüssig keitsmenge durch den Leistungsregler der Kraftmaschine eregelt werden.
Drei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Dampferzeugungsanlage, bei welcher der Hochdruckteil eine Arbeits- maschinc treibt und der Niederdruckteil Dampf für thermische Zwecke liefert; Fig. 2 stellt eine Dampferzeugungsanlage dar, deren Hochdruckteil eine Hochdruck kraftmaschine und deren Niederdruckteil eine Niederdruekraftmasehine treibt; Fig. 3 stellt eine Dampferzeugungsaulage dar, in welcher der Niederdruckteil als Spei eher ausgebildet ist.
Dem Rohrsystem 1 des Hochdruckdampf erzeugers in Fig. 1 wird die Speiseflüssig keit durch die Leitung 2 zugeführt und der erzeugte Dampf durch die Leitung<B>3</B> in eine Kraftmaschine 4 geleitet. Der in der Kraft maschine 4 entspannte Dampf wird durch die Leitung 5 in den als Abwärmekeszsel ausge bildeten Niederdruckgrossraumkessel 6 ge führt, wo er durcheinzelne Eintrittsöffnun- gen 5e in die darin enthaltene, durch die Speiseleitung 7 zugefiffirte Flüssigkeit 8 ein g o eleitet wird und dabei unter Wärmeabgabe an die Flüssigkeit mindestens teilweise kon densiert.
Der entwickelte Niederdruckdampf wird durch die Leitung 9 an seine Ver brauchsstellen geführt.
Das Rehirsystem 1 des Hochdruckteils und der Kessel 6 des Niederdruckteils sind ge meinsam von einer Ummauerung 10 umge ben und durch die Flamme 11 des Brenners 12, welchem durch die Leitung 13 die Ver brennungsluft und durch die Leitung 14 der Brennstoff zugefülirt wird, beheizt, derart, dass der Hoehdruckteil unmittelbar von der Flamme 11 bestriehen wird und der Nieder- druckteil die Abwärme des Hochdruckteils ausnützt.
Die Dainpferzeugung wird durch die Zu führung von Wärme, das heisst die Zufüli- rung des Brennstoffes, und durch die Zu führung von Speiseflüssigkeit; für den Hoch- clruekdampferzeuger in Abhängigkeit von dem im Niederdruckteil herrschenden Druch Z,6 o# regelt.
Das zur Regelung der Speiseflüs- sigkeitsmenge bestimmte Regelorgan<B>15</B> und das Regelorgan<B>1,6,</B> welches zur Regelung der Brenns-toffmenge vorgesehen ist, sind durch das Gestänge<B>17</B> miteinander verbun den und werden durch dasselbe bei Aufwärts bewegung in öffnender Richtung und um gekehrt bei Abwärtsbewegung in schlie ssender Richtung verstellt.
Durch den Hebel <B>18</B> ist das Gestänge<B>17</B> mit dem Gestänge <B>19</B> verbunden, welch letzteres mit dem im Zylinder 211 befindliohen Kolben 20, der einerseits unter dem Einfluss des Druckes im Niederdruckteil <B>6</B> und anderseits unter dem Einfluss, der Feder-22 steht, verbunden ist.
Die ausgezogen gezeichnete Lage 20a des Kolbens 20 entspricht einer geringen Bela stung des Niederdruckteils, das heisst einem Betriebszustand, bei welchem an den Ver- brauelisstellen für Niederdruckdampf nur wenig Dampf verbraucht wird.
Entsprechend der geringen Dampfabgahe des, Niederdruck- teils herrscht in diesem ein höherer Druck, so dass der Kolben 20 in seine untere Stel lung 20a gedrückt wird, bei welcher der Hebel 18, das Gestänge 17 und die beiden Hebel<B>23</B> und 24 ihre Stellungen a einnehmen und die Regelorgane 15 und 16 nahe ihrer geschlossenen Stellung stehen, so, dass durch die Leitung 2 eine entsprechend geringe Speiseflüssigkeitsmenge und durch die Lei tung 14 eine entsprechend geringe Brenn stoffmenge der Dampferzeugungsanlage zu geführt wird.
Wenn an den Verbrauchsstellen für Nie- derdruchdampf mehr Dampf verwendet wird, ,sinkt der Druck im Niederdruckteil <B>6,</B> so dass der Kalben 20 steigt und schliesslich seine Stellung b einnimmt. Beim Ansteigen, des Kolbens in diese Stellung werden der Hebel 18 und damit die Hebel 23 und 24 in die entsprechenden, gestrichelt dürgestallten, Stel lungen 18b, 23b und 24b verstellt, in welchen Stellungen die Regelorgane 1,5 und 16 mehr Flüssigkeit bezw. mehr Brennstoff der Dampferzeugungsanlage zuführen und damit den Mehrbedarf des Niederdruckteils decken.
Eine zusätzliche Feinregelung der Dampferzeugung auf unveränderlichen Zu stand des vom Hochdruckteil abgehenden Dampfes wird dadurell erreicht, dass an der Stelle 25 dem Rohrsystem 1 eine zusätzliehe Menge an Speiseflüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur des in der Leitung<B>3</B> abgehenden Dampfes regelbar zugefülirt wird. In der Zuführungsleitung 26 für die Hilfsspeisieflüssigkeit ist ein Regelorgan 2,7 vorgesehen, welches auf Grund der Tem peraturaufnahme des Wäxmereglers 28 bei höherer Dampftemperatur mehr zusätzliche Flüssigkeit als bei niedriger Dampftempera tur dem Rohrsystem 1 zufliessen lässt, wo- durch der entwickelte Dampf mehr oder weniger gekühlt wird.
Der im Hoehdruckteil 1. erzeugte Dampf beaufschlagt die Kraftmasehiine 4, in welcher er auf den, Druck, des Niederdruckdampf erzeugers entspannt wird und dabei die Ent spannungsarbeit der Arbeitsmaschine 29 ab gibt, welche beispielsweise als zu einem Netz parallel arbeitender Generator ausgebildet sein kann und dabei immer soviel Energie an das Netz abgibt, als der Entspannungs arbeit der jeweils vom Hochdruckteil zum Niederdruckteil strömenden Dampfmenge entspricht. Der Dampf wird nachher durch die Leitung 5 in den Niederäruckteil 6 ge leitet, dort aufgespeichert oder an die Ver brauchsstellen weiter geführt.
Gemäss Fig. 2 erhält der Hochdruckteil 1 in gleicher Weise durch die Leitung 2 Speiseflüssigkeit' welche in diesem ver dampft, als hochgespannter Dampf der Kraftmashone 4 zugeführt und nach der Entspannung in den Niederdruckteil 6 ge leitet und in dessen Flüssigkeit<B>8</B> teilweise zur Kondensation gebracht wird. Der im Niederdruckteil 6 entwickelte Dampf wird durch die Leitungen9 und 30 derNiederdruck- kraft massshiine a 31 oder durch die Leitung 39 einer andern Verbrauchsstelle zum Beispiel als Heizdampf zugefülhrt.
In der Nieder- druckkraftmascliine wird der Dampf a.rbeits- leistend auf den Gegendruck oder auf den Kondensatordruck entspannt und durch die Leitung<B>32</B> einer weiteren Verbrauelisstelle zugeführt bezw. in einen Kondensator ab geleitet.
Die Hochdruckkraftmaschine 4 wie auch die Niederdruckkraftmasichine <B>3.1</B> besitzen eine gemeinsame Welle<B>33,</B> mittelst welcher sie die Arbeitsmaschine<B>29</B> (zum Beispiel einen elektrischen Generator)<B>,</B> antreiben. Die Menge des in der Dampferzeugungsanlage entwickelten Dampfes wird dadurch geregelt, <B>7</B> dass in Abhängigkeit vom Druck im Nieder- druckteil <B>6</B> das Regelorgan<B>16</B> in der Brenn- stoffleitung 14 und das Regelorgan<B>15</B> in der Speiseleitung 2 verstellt werden.
Diese beiden Regelorgane werden zusätzlich durch den Leistungsregler 3,4 der Niederdruckkraft- maselline also in Abhängigkeit vom Betrieb der ganzen aus Hochdruck- und Niederdruck maschine bestehenden Kraftanlage mittelst ,des Hebels<B>35</B> und des Gestänges<B>36</B> verstellt.
Die ausgezogen gezeichnete Stellung a des :Regelgestänges entspricht einer ngen Be lastung der Kra-ftmaschinen 4 und<B>31</B> durch die Arbeitsma:schine <B>29,</B> bei welcher der Regler 34 in seiner obern Lage sieh befindet. Da bei dieser geringen Belastung auch der <B>C</B> c Druck im Niederdruckteil entsprechend hoch. ist, stellt der Kolben 20 in seiner untern Stel lung 20a, wobei der Hebel 18 seine ausge zogen gezeichnete Lage 18a einnimmt und die beiden Regelorgane 15 und 16 nahe ihrer geschlossenen Stellung stehen, so dass, der Dampferzeugungsaalage nur eine geringe Menge an Flüssigkeit und Brennstoff zu geführt wird.
Wenn die Belastung der Arbeitsmasoliine 29 und damit der beiden Kraftmaschinen 4 und 31 steigt, fällt der Leistungsregler 34 in seine untere strichpunktiert gezeichnete Stellung nt, wobei der Hebel 18 die strich punktiert angegebene Mittelstellung 18nz einnimmt und die Stelliebel 28 bezw. 24 der beiden Regelorgane 15 bezw. 16 in ihren mittleren Stellungen in stehen. Dadurch wird dem Hochdruckdampferzeuger in vermehrtem Mass, Speiseflüssigkeit und Brennstoff zuge führt.
Da jedoch bei dieser neu eingestell ten Dampfentnaäme axis dem Dampferzeu gungssystem auch bei anfänglicher Verstel lung der Drosselorgane der Druck im Nie derdruckteil trotzdem abfällt, beginnt der Kolben 20 in seine gestrichelt gezeichnete Stellung b anzusteigen, wobei das Gestäuge 18 und die Hebel 23 bezw. 24 die gestri- Chelt zezeichnete Stellung b einnehmen. Da mit wird der Dampferzeugungsanlagedie für die Mehrleistung notwendige Speiseflüssig- keits- und Wärmemenge zugeführt.
Um die Temperatur des aus dein Hoch druckteil 1 abgehenden Dampfes möglichst gleich zu halten, wird in Abhängigkeit vom gleich zu halten, wird in Abhängigkeit vom Temperaturregler<B>28</B> das Regelorgoan <B>37</B> einer das Regelargan 16 umgehenden Leitung 38 derart verstellt, dass bei Temperaturerlib- hung dem Brenner 12 durchdie Umgehungs leitung 38 weniger und bei einer Tempera- el turerniedrigung mehr zusätzlioher Brennstoff zueeführt wird.
Der Niederdruckteil 40 der in Fig. 3 dargestellten Dampferzeugungsanlage wird nicht durch den, Abgasstrom beheizt, sondern ist als, nichtbehieizter Dampfspeicher ausge- bildet. Nachdem der Hochdruckdampf in der Hoeldruckkraftmaschine 4 auf den Nieder druck entspannt wurden ist, wird er in die im Niederdrucli dampfspeielier 40 enthaltene Flüssigkeit eingeführt, wobei die Konden sationswärme, dess Dampfes auf die Flüssig keit übertragen wird. Der aus dem Nieder druckdampfspeicher 40 entnommene Dampf strömtdurch die Leitung 41 dem. Hoch druckteil im Rauchgaszug nachgeschalteten Zwisohienüberhitzer 42 zu und wird alsdann in überhitztein Zustand durehi die Leitung 43 der Niederdruckmasehine 31 zugeführt.
Die von der Hochdruckkraftmaschine 4 und der Niederdruckkraftmaschine 31 gemeinsam an die Welle 33 abgegebene Arbeit wird durch die Arbeitsmasolline 29 beispielsweise in elektrische Energie umgesetzt.
Die Zuführung g von Speiseflüssigkeit wird in Abhängigkeit von dem im Nieder- druakteil. 40 herrschenden Druck geregelt, wozu der unter dem Einfluss des im Spei cher 40 herrschenden Dampfdruckes, stehende Kolben 20 das Regelorgau <B>15</B> in der Lei tung 2 verstellt.
Die untere Lage a des das Regelorgan<B>15</B> verstellenden Hebels<B>23</B> ent spricht einer nahezu geschlossenen, die obere Lage<B>b</B> einer nahezu geöffneten Stellung des Regelorga.nes <B>15.</B> Bei geringer Leistungs- ab"-abe der Kraftmaschine steigt der Druck im Speicher 40, und umgekehrt fällt er bei einer grossen von der KraItmaschine aufzu bringenden Leistung, so dass der Kolben. 20 bei geringer Leistung in seiner Lage. a steht und bei grosser Leistung in seine Lage<B>b</B> sieli anhebt.
Dureli die Verstellung in die, Lage a wird der Hochdruckteil<B>1</B> und damit zusammenhängend der Niederdruckteil 40 auf eine geringe, Verdampfungsleistung- und somit auf den geringern Arbeitsbedarf der Arbeitsmaseliine <B>29</B> eingestellt.
Bei einer Belastungszunahme wird der Kraftmaschine<B>31</B> eine grössere Menge Dampf zugeführt, woduroli der Druck im Speicher 40 zu sinken beginnt und der Kolben 20 sich in seine gestriclielte Lage<B>b</B> verstellt. Durch die Zuführung von mehr Speiseflüssigkeit kanneinerseits die Arbeitsleistungder Hoch- druckkraftmasohine 4 vergrössert werden und anderseits kann der Niederdruchteil 40 der Dampferzeugungsanliage zufolge der ver- mehrten Dampfzuführung von der Hoch- druekmasehine 4 eine grössere Dampfmenge der Niederdruckmaschine 31 zuführen,
so dass die bei den Kraftmasehinen 4 und 31 die Leistung für die vermehrte Belastung der Arbeitsmaschine 29 abgeben können. Die Temperatur des erzeugten Hochdruckdampfes wird durch Veränderung des Durchflussquer schnittes der Regelorgane, 16 und 27 in der Brennstoffleitung 14 bezw. der Einspritzlei- tung 26 geregelt. Bei zu niedrizer Tem-Pera- tur wird eine, grössere, Brennstoffmengge und eine kleinere Einspritzflüssigkeitsmenge und bei zu hoher Temperatur eine grössere Ein- spritzflüssigkeitsmenge und eine kleinere Brennstoffmenge dem Hochdruchteil 1 des Dampferzeugoers zugeführt.
Natürlich kann aueh diirph die den Druck im Niederdruakteil aufnehmende Vorrich tung anstatt wie inden Beispielen der Fig. 1 und 2 die Zuführung von Wärme und Speise flüssigkeit zum Hochdruckteil oder wie in Fio. 3 die Speiseflüssigkeitsmenge allein auch die Brennstoffmenge allein in Abhän gigkeit von dem im Niederdruckteil herr sehenden Druck geregelt werden. In diesem Falle würde die Speiseflüssigkeitsmenge bei spielsweise in Abhängigkeit von einem Tem peraturregler oder in Abhängigkeit von einem Leistungsregler verstellt.
Die Art der Arbeitsmasichinen, wie auch die Art des Dampferzeugersi für den Hoch druckteil und des Grossraumkessels für den Niederdruckteil der Dainpferzeugungsanlage können in beliebiger Weise gewählt wer den. Ebenso, können beliebig zusätzliche Überhitzer und Speiseflüssigkeitisvorwärmer ,in entsprechenden Stellen eingebaut wer den, um die Wärme mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad auszunützen.
tz Zur Regelung der Wärmezuführunng kann natürlich neben der Brennstoffzuf uführung auch, noch die Verbrennungsluftzuführung verändert werden. Weiter können zur Ver änderung der zu regelnden Mengen beliebige andere Vorrichtungen, zum Beispiel Pumpen mit verstellbarer Liefermenge, Umgehangs- leitungen usw. verwendet werden. Zur Be heizung der Dampferzeugungsanlage können endlich auch gasförmige, feste oder staub- förinige Brennstoffe zur Anwendung gelan gen. Dabei werden älsdann zur Regelung der Wärmezuführung die entsprechenden Fördervarrichtungen in der die Erfindung kennzeichnenden Art geregelt.
Um bei der Regelung von Speiseflüssigkelts- und Wärme- zuführung den bei verschiedenen Belatsitungs- graden sieh verändernden Wirkungsorad der Dämpferzeugungsanlage zu berücksichtigen, werden vorteilhafterweise die Verbindungen der beiden Regeleinrichtungen so ausgeführt -- beispielsweise dureli die Einfügung von Kurvenscheiben - dass bei jedem Bela- stuingsraodder Dampferzeugungsanlage die zur Verdampfung der zugeführten Flüssig- keits menge und zur unveränderlichen Über hitzung des Dampfes notwendige Brennstoff menge zugeführt wird.
Schliesslich kann ausser einer zusätzliehen Zuführung von Speiseflüssigkeit auch eine Zuführung einer zusätzlichen Menge von Dampf, beispieloweise Nassdampf, der den erzeugten Dampf in ähnlicher Weise ab kühlt, geregelt werden.
Durch diese Erfindung entsteht der Vor teil, dass Dampferzeugungsanlagen, bei wel chen eine Energiespeicherung im Iloehdrtiel#- teil wirtschaftlich nicht durchführbar ist, dennoch so gebaut werden können" dass plötz- liehe BelasttLugsschwankungen, ohne Pende- lung im Betrieb des Dampferzeugers zu ver ursachen, aufgenommen werden können,
indem bei einer plötzlichen Belastungsver- änd-erung erst der Niederdruckteil den an fänglichen Belastungsstoss aufnimmt und erst nachdem die auf.,gespeicherte Dampfmenge langsam aufgebrauellt bezw. noch weit-er vergrössert worden ist, der Hochdruckteil auf den entsprechenden LeLstungsbedarf einge stellt wird.