Arbeitsmittelerhitzer für Wärmekraftanlagen mit Zwischenerhitzung des Arbeitsmittels. Die Erfindung betrifft einen Arbeitsinit- telerhitzer für Wärmekraftanlagen mit Zwi schenerhitzung des Arbeitsmittels, der ein hauptsächlich durch Strahlung beheiztes Heiz- system und ein hauptsächlich durch Berüh rung beheiztes Heizsystem aufweist und in dessen Feuerraum mindestens ein Teil der Raueligase rückgeführt wird.
erden keine besonderen Massnahmen ge troffen, so kann es leicht vorkommen, dass in einem Arbeitsmittelerhitzer der erwähnten Art bei Teillasten der Wärmekraftanlage das Strahlungswärme aufnehmende Heizsystem prozentual bedeutend mehr erhitzt wird als das Berührungswärme aufnehmende, zum Bei spiel für die Zwischenerhitzung des Arbeits mittels dienende Heizsystem. Die Folge davon ist, dass die Endtemperaturen der aus den zwei Heizsystemen austretenden Arbeitsmittel ströme verschieden hoch sind.
Dies ist uner wünscht, da, einerseits der Wirkungsgrad der Kraftmaschinen der Anlage von der Tempera tur des denselben zuströmenden Arbeitsmit tels abhängig ist, und anderseits über der Auslegungstemperatur der Anlageteile lie gende Temperaturen des Arbeitsmittels wegen erhöhter Materialbeanspruchung die Betriebs sicherheit der Anlage gefährden können.
Um diese Nachteile zu beheben, weist ein Arbeitsmittelerhitzer der eingangs erwähnten Art gemäss der Erfindung selbsttätig wir kende Einstellmittel auf, welche die Menge der in den Feuerraum des Erhitzers rückge führten Rauchgase so beeinflussen, dass sieh die Endtemperaturen der Arbeitsmittelströme am Austritt aus den zwei Heizsystemen bei allen Belastungen der Anlage je praktisch gleichbleiben.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist. eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin- dungsgegenstandes in vereinfachter Darstel lungsleise v eransehaulicht.
In der Figur bezeichnet. 1 den Luft erhitzer einer Wärmekraftanlage, in welcher Luft, die als Arbeitsmittel dient, einen Kreis lauf beschreibt. Dieser Lufterhitzer 1 weist ein hauptsächlich durch Berührung beheiztes Heizsystem ? und ein hauptsächlich durch Strahlung beheiztes Heizsystem 3 auf. Die im Heizsystem \? erhitzte Luft strömt in einer Leitung 4 einer Hochdruckturbine 5 zu, in welcher sie sich unter Arbeitsleistung ent spannt. Die so entspannte Luft gelangt dann durch eine Leitung 6 in das Heizsystem 3, in welchem sie eine Zwischenerhitzung erfährt.
Durch Leitungen<B>71,</B> 72 und 73 strömt die zwischenerhitzte Luft in eine Niederdruck turbine 8, wo sie sieh unter Arbeitsleistung weiter entspannt. Die Turbinen 5 und 8 trei ben einen Verdichter 9 und einen als Genera tor 10 ausgebildeten Nutzleistungsempfänger an. Aus. der Niederdruekturbine 8 gelangt die entspannte Luft durch eine Leitung 11 in einen Wärmeaustauscher 12 und aus diesem durch eine Leitung 13 über einen Vorkühler 14 in den Verdichter 9, wo sie wieder auf hö heren Druck gebracht wird. Die so verdichtete Luft strömt in einer Leitung 15 nach dem Wärmeaustauscher 12 und aus diesem durch eine Leitung 16 zurück in das Heizsystem '.
Damit hat die Luft ihren Kreislauf durch laufen.
Der gezeigte Lufterhitzer 1 ist für das Verbrennen von Kohlenstaub ausgebildet. Im Erhitzer-Brennrauln 17 angeordneten Bren nern 20 wird Kohlenstaub durch eine Leitung 18 zugeführt; in diese Leitung ist ein als Ventil 19 ausgebildetes Einstellmittel einge baut. Die Verbrennungsluft strömt den Koh- lenstaubbrennern 20 durch eine Leitung 21 zu. 23 bezeichnet einen Austrittsstutzen für die Rauehgase, von denen ein Teil durch eine Leitung 22 in den Brennraum 17 rüekgeführt wird.
In die Leitung 22 sind ein Ventilator '-14 und ein als Drosselklappe 25 ausgebildetes Einstellmittel eingebaut. 26 bezeichnet. eine an ihren beiden Enden all die Leitung 22 an geschlossene Nebenleitung, in die ein als Dros- selklappe 27 ausgebildetes Einstellmittel ein gebaut ist.
Das Ventil 19 wird durch nicht gezeigte Mittel in Abhängigkeit von der in der Lei tung 73 herrschenden Temperatur eingestellt, also indirekt von der Temperatur des im Heiz- svstein 3 zwischenerhitzten Arbeitsmittelstro- mes, indem jene Mittel in Wirkungsverbin- dung mit einem in diese Leitung, 73 ein- gebauten Thermostat 28 stehen.
Die Drossel- klappe 25 steht. ihrerseits in Wirkungsverbin- dung mit einer Druekdose 29, auf die der in der Leitung 4 herrschende Druck einwirkt. Da die Leistung der beschriebenen Wärme- kraftanla-e in bekannter Weise durch Heben oder Senken des Druckpegels im Kreislauf geregelt wird, so ist somit der auf die Druck dose 29 einwirkende Druck eine Funktion der Belastung der Anlage.
Die Drosselklappe<B>'27</B> wird in nicht gezeigter Weise von Mitteln eingestellt, welche in Wirkungsverbindung mit einem. Thermostat 30 stehen. Dieser ist ebenfalls in die erwähnte Leitung .1 eingebaut und steht daher seinerseits unter dem Einfluss der Temperatur des vom. Heizsystem 2 kom menden Arbeitsmittelstromes.
Bei dem beschriebenen Arbeit.smittelerhit- zer wird somit die Menge der aus dem Aus- trittsstutzen '_':; in den Feuerraum 17 rück geführten Rauehgase mittels der Druckdose 29 in Abhängigkeit von der Belastung der @V ärnlekraftanla1,
-e und ferner auch in Abhän gigkeit voll der Temperatur des aus dem hauptsächlich durch Berührung beheizten IIeizsvstem 'herkommenden Arbeitsmittel stromes becinflusst. Die dem Brennraum 17 zuströmende Kohlenstaubmen;e wird ihrer seits in Abhängigkeit voll der Temperatur des ans dem hauptsächlich durch Strahlung beheizten Heizsvsteln 3 austretenden Arbeits- rliittelstrolnes beeinflusst.
Erfährt die Anlage zum Beispiel eine Entlastung, so nimmt. das hauptsächlich durch Strahlung beheizte Heiz system 3 trotz reduzierter Brennstoffzufuhr verhältnismässig- mehr Wärlne auf als das Heizsystem 2. Ferner sinkt der Druck in der Drttelzclose 29. 5o dass die Drosselklappe 25, geöffnet wird. Dadurch gelangen verhältnis mässig- kalte Rauchgase in den Brennraum 17 und setzen daher die Temperatur in diesem Raume herab.
Da im Brennraum 17 die Wärme hauptsächlich durch Strahlung über tragen wird, ergibt sich eine bedeutende Ab nahme der an das Heizsystem 3 übertragenen Wärmelnen-e. Anderseits bedingt aber die umgewälzte grössere Ranehgasmenge im Heiz- system 2 eine Zunahme der Rauehgasgeschwin- di-keiten und damit eine Verbesserung der Wärmeübertragung. Diese beiden Wirkungen haben zur Folge, dass durch die.
sofort ein setzenden Regulierungen (29, 25 bzw. 28, 19) die Temperatur all den Thermostaten 28 und 30 annähernd unverändert bleibt. Kleine Abweiehungen voll der Solltemperatur am Thermostat 30 werden mit Hilfe der Drossel klappe 27 und am Thermostat 28 mit Hilfe des die Brennstoffzufuhr beherrschenden Ven tils 19 ausre-uliert.
Bei eintretender Zunahme der Belastung wird die Drosselklappe 25 im umgekehrten Sinne betätigt, wodurch die ursprünglichen Betriebsverhältnisse wieder hergestellt werden.
Nimmt die Endtemperatur des aus dem Heizs@#stem 3 austretenden Arbeitsmittelteils zu, ohne dass die Belastung der Anlage eine Änderung erfährt, so wird die erhöhte Tem- peratur dadurch auf ihren Sollwert zurück geführt, dass das Ventil 19 die Brennstoffzu fuhr drosselt, bzw. bei fallender Temperatur erhöht, wobei gleichzeitig der Thermostat 30 bei fallender Temperatur im Heizsystem 2 die Urosselkla.ppe 27 öffnet, wodurch, wie sieh aus vorstehender Erläuterung ergibt, der Wärmeübergang im Heizsystem 2 gesteigert wird.
Sollte dadurch bedingt die Temperatur am Thermostat 28 fallen, so bewirkt dieser ein Öffnen des Ventils 19 und dadurch eine Vergrösserung der in den Brennraum 17 ge langenden Brennstoffmenge, so dass die Tem peratur am Thermostat 28 auf ihren Sollwert zurückgeführt wird.
Zweckmässig kann das Einstellmittel, das von dem von der Belastung der Anlage ab hängigen Faktor beeinflusst wird, eine Grob regelung hinsichtlich der rückgeführten Kaueligasmenge bewirken, während ein von der Endtemperatur des einen der Heizsysteme beeinflusstes Einstellmittel eine Feinregelung der rückgeführten Rauehgasmenge bewirken kann.
Für das Wesen der Erfindung spielt es keine Rolle, in welchem der Heizsysteme die Zwisebenerhitzung des Arbeitsmittels erfolgt. Somit kann das Arbeitsmittel auch in dem liauptsäclilich durch Berührung; beheizten Ileizsystem zwischenerhitzt werden; die erste Frhitzung des Arbeitsmittels hat in diesem Falle dann in dem hauptsächlich durch Strah lung beheizten Heizsystem zu erfolgen.