Zwangsdurchlaufdampferzeuger mit Speisewasserumwälznng während des Anheizens Die Erfindung bezieht. sieh auf einen im Zwangdurehlauf arbeitenden Dampferzeuger, bei dem während des Anheizens Wasser aus dem Speisewasserbehälter durch einen Teil des Rolii-ystems und zurück in den Behälter unigewälzt wird.
Obwohl während des Anheizens, das heisst in dem Zeitraten zwischen dem Anzünden des Feuers und dem Erreichen der Betriebstem- peratur des Kessels, noch kein Nutzdampf erzeugt werden kann, so mass trotzdem wäh rend dieser Zeit- Arbeitsmittel durch das R.ohr- system getrieben werden, damit das System vor sehädliehen Wärmebeanspruchungen ge- sehützt. wird.
Hierbei hat die Umwälzung des Wassers den Vorteil, dass die während der Anheizperiode an das Arbeitsmittel überge bene .Wärmeenergie nicht nutzlos verloren geht, sondern gespeichert. werden kann. Die bisherigen Vorschläge hatten aber zur Folge, dass die Überhitzerkonstruktion nicht nur auf die Dampfströmung während des Betriebes, sondern auch auf die Strömung des Dampf- wassergemisches während des Anheizens R.üek- sicht nehmen masste.
Insbesondere masste dar auf geachtet werden, da.ss alle Wassersäcke in den Überhitzerrohren schon vor CTbergang zum normalen Betrieb restlos beseitigt waren und dass sieh während des Anheizens keine in stabile Strömung des Dampfwassergemisches ausbilden konnte. Es war hierzu notwendig, die Rohrführung in der Überhitzungszone so zu wählen, dass sie nicht nur den Bedingungen für die Strömung des überhitzten Dampfes, sondern auch denjenigen der Strömung eines Dampfwasserge-misches Genüge leistete.
Diesen Nachteil behebt. die Erfindung, in dem eine Rückführleitung,welche das Wasser in den Speisewasserbehälter zurückführt, zwi schen Verdampfer und Überhitzer vom Rohr system abzweigt und der Überhitzer gegen Flammenstrahlung abgeschirmt. ist. Durch diesen Vorschlag hat man eine wesentlich grössere Freiheit bei der Konstruktion, insbe sondere der Rohranordnung des Überhitzers, da er nicht von Wasser oder einem Dampf wassergemisch durchströmt wird.
Eine Küh lung des Ü berliitzer s ist wegen seiner Abschir mung gegenüber der Flammenstrahlung nicht mehr erforderlich.
An Hand der Zeichnung wird die Erfin dung anschliessend beispielsweise erläutert. In Fig. 1 ist ein Zwangdurchlaufda,mpferzeuger nach der Erfindung dargestellt. Die F'ig. \? bis 4 zeigen verschiedene Steuermöglichkeiten.
Im normalen Betrieb wird das Arbeitsmit tel aus dem Speisewasserbehälter 1 mittels der Pumpe 2 in den Vorwärmer- und Ver- dampferteil 3 bzw. 31 des Rohrsystems geför dert.
Der aus dem Verdampfer austretende N assdampf gelangt in den Wasserabscheider 4, von dem aus Sattdampf durch das Überström ventil 5 in den mittels einer Sehutzwand 6 gegen Flammenstrahlung abgeschirmten Über- hitzer 7 strömt Lind diesen nach der Über- hitzung schliesslich durch die Austrittsleitung 8 v erlässt.
ZVährend des Anheizens ist das Ventil 5 geschlossen und das Arbeitsmittel wird nach Verlassen des Wasserabseheiders 4 über das Ventil 9 und durch die Bypassleitung 10 un mittelbar in den 'Speisewasserbehälter 1 zu rückgeführt. Während dieser Periode erwärmt sieh das umgewälzte Wasser.
Nach einiger Zeit bildet sich am Austrittsende des Ver dampfers ein Dampfwassergemiseh, dessen Wassergehalt immer mehr abnimmt, und von einem gewissen Zeitpunkt an ist der Wasser- abscheider 4, der zunächst vollkommen über schwemmt war, in der Lage, das Wasser vom Dampf zu trennen. Das abgeschiedene IATasser kann aus dem Abscheider 4 durch die Lei tung 11, die mit einem übliehen, hier nicht gezeigten, vom Wasserstand im Abscheider beeinflussten Absperrorgan versehen ist,
ab- geführt werden. 'Sobald nun Sattdampf den Abscheider 4 v erlässt, kann bereits der Weg in den Überhitzer 7 freigegeben werden. Hier mit braucht. also nicht bis zum Erreichen der normalen Dampffeuchte am Verdampferaus- tritt. gewartet zu werden.
Beim Dampferzeuger nach Fig. 1 sind die Ventile 5 und 9 als druekgeregelte Überström- v entile ausgeblidet, welche mittels eines Druek- reglers 12 als Steuerorgan den Druck am Ventileintritt auf dem für sie jeweils versehie- den eingestellten Sollwert halten, und von denen das Ventil 9 während des Normalbe triebes in der Regel geschlossen ist.
Die Ein stellung des Überströme entils 5 wird mittels einer von Hand oder automatisch betätigten Einstellvorrichtung 13 zur Hubbegrenzung nach oben vorgenommen. Mit. ihrer Hilfe kann das Ventil 5 während des Anheizens entweder in der Verschlussstellung v erblockt oder ledig lich auf einen höheren Sollwert als das Ventil 9 eingestellt werden. Auf diese Weise ist der erfindungsgemässe Kreislauf des Arbeitsmit tels über das Ventil 9 während des Anheizens gesichert.
Nährend des Anheizens tritt allmählich Dampfbildung ein und der Druck des Ar beitsmittels steigt an. Sobald jetzt der Ab- scheider 4, zum Beispiel ein Fliehkraftabschei- der, imstande ist, den ganzen Wasseranteil des in ihn eintretenden Dampfwassergemisehes von dem Dampf abzutrennen, kann das vom Druckregler 12{ beeinflusste Ventil 5 ganz oder teilweise geöffnet bzw.
das Ventil 9 ganz oder teilweise geschlossen werden, so dass ent weder der gesamte den Absehender verlassende Sattdampf oder ein Teil davon in den Über- hitzer 7 strömt. Ein teilweises Offnen des Ventils 5 ist beispielsweise erwünscht, wenn die Turbine -zunächst vorgewärmt oder mit geringer Last gefahren werden soll.
In F'ig. 2, ist ein Steuerorgan 14 gezeigt, welches die Ventile 5 und 9 in Abhängigkeit von einer Zustandsgrösse, zum Beispiel dem Druck, des in den Absehender eintretenden Arbeitsmittels beeinflusst.
Wenn zum Beispiel beide Ventile 5, 9 auch hier als Überström- ventile ausgebildet sind und das Ventil 9 wäh rend des Anheizens einen geringeren Soll wert und während des Normalbetriebes einen höheren ,Sollwert besitzt. als den Betriebs- druck bz-". das Ventil 5, so wird dadurch ebenfalls die Wirkung erzielt, dass das Ar beitsmittel während des Anheizens in der vor geschlagenen Weise über das Ventil 9 umge wälzt. und während des Betriebes durch den Z'berhitzer geleitet wird.
Die Fig. 3 zeigt ein Steuerorgan 15, wel- ehes die Ventile 5 und 9 in Abhängigkeit von einer Zustandsgrösse, etwa. dem Druck, des aus dem Abscheider 4 austretenden Arbeits mittels betätigt. Auch hier kann das Ventil 5 während des Anheizens bzw. das Ventil 9 wäh rend des Betriebes vollständig geschlossen ge halten werden.
Bei automatischen Ventilen besteht die Möglichkeit, den Druck-Sollwert, des Ventils, das den -V#'eg für das Arbeits mittel freigeben soll, niedriger zu halten als den Sollweret des andern Ventils.
Schliesslich ist in Fig.4 ein Steuerorgan 16 dargestellt, welches das Ventil 5 in Abhän gigkeit von der Höhe des Wasserspiegels in dem Abscheider 4 betätigt, während das Ventil 9 in Abhängigkeit von dem Druck des aus dem Absehender 4 austretenden Arbeitsmit tels beeinflüsst wird. Welche Regelanordnung am vorteilhafte sten verwendet wird, richtet. sieh nach den jeweiligen Betriebsverhältnissen. Insbesondere sind vielfach Kombinationen der beschrie benen Anordnungen zu empfehlen.
Der Überhitzer kann in jeder beliebigen Art gegen die Flammenstrahlung abgeschirmt sein, sei es durch geeignete Schutzvorrich tungen, sei es durch den Einbau des Über hitzers im Rauehgaskanal oder in einer aus reichenden Entfernung vom Brennraum oder mindestens der Rostfläche.
Die .erfindungsgemässe Umwälzung des Ar beitsmittels kann nicht nur während des An heizens, sondern vorteilhaft. auch in andern Fällen vorgenommen werden. Beispielsweise ist der Dampfbedarf bei Schwachlast am Kes selaustritt so gering, dass die Verdampferheiz- fläehen verbrennen würden, wenn man nicht zusätzlich Arbeitsmittel in der angegebenen Weise umwälzt. Das Ventil 5 ist. dabei so weit geöffnet, dass nur die geringe erforder liche Dampfmenge in den Überhitzer eintritt.
Der gleiche erfindungsgemässe Kreislauf des Arbeitsmittels kann auch beim Auslöschen des Kessels Verwendung finden, wenn die Kraft- niasehine bereits abgeschaltet ist und die von dem :Mauerwerk oder von den Feuerungsresten auf dem Rost. ausstrahlende Wärme zur Be schädigung der nicht, abgeschirmten Heiz flächen führen würde.