DE1118221B

DE1118221B - Vorrichtung zur Regelung der Kesselspeisung eines Zwanglaufdampferzeugers

Info

Publication number: DE1118221B
Application number: DES66422A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Fried Schwander
Original assignee: VEHICULES IAS E V IA SOC D ET
Current assignee: VEHICULES IAS E V IA SOC D ET
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1961-11-30
Also published as: US3064631A; FR1212611A; GB880898A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Kesselspeisung eines Zwanglaufdampferzeugers in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Dampfes, bei der die Speisepumpe von einem in der Dampfleitung angebrachten temperaturempfindlichen Meßorgan gesteuert und bei Betrieb der Speisepumpe eine geringe Menge Kühlwasser vor dem Meßorgan in den Dampf eingespritzt wird.

Hierbei wird vor dem die Kesselspeisung regulierenden Thermostaten eine kleine Wassermenge eingespritzt und dadurch eine thermische Rückführung des Regelvorganges erzielt. Die Wirkung ist die, daß die Speiseperiode durch kürzere oder längere Pausen unterbrochen wird, wobei die Pausen um so kürzer werden, je mehr sich die Dampftemperatur von der Sattdampftemperatur, die zu dem jeweiligen Kesseldruck gehört, nach oben entfernt, und umgekehrt. Die Vorrichtung gestattet es, mit einem Zwangdurchlaufkessel ohne fühlbare Temperaturschwankungen stets trockenen Dampf zu erzeugen und vermeidet so das Pendeln zwischen der Erzeugung von nassem oder überhitztem Dampf.

Die Bedingungen, unter denen die Einspritzung des Wassers zu erfolgen hat, sind folgende:

Die eingespritzte Wassermenge darf im Verhältnis zur gesamten Speisewassermenge nur sehr klein sein und soll je nach der Kesselgröße nur 0,5 bis 2% der gesamten Speisewassermenge betragen.

Es darf nur reines Wasser eingespritzt werden, um Ablagerangen an dem Speiseregler zu vermeiden, dessen Empfindlichkeit hierdurch leiden würde.

Die eingespritzte Wassermenge muß stets der dem Kessel während der Einspritzperiode zugeführten Speisewassermenge proportional sein.

Das in geringen Mengen eingeführte Wasser soll möglichst stoßweise eingespritzt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet, diese Bedingungen in der einfachsten und vorteilhaftesten Weise zu erfüllen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Förderang der Speisepumpe die über eine Leitung mit dem Hubraum der Speisepumpe verbundene Membran einer Einspritzpumpe derart betätigt wird, daß die von der Einspritzpumpe geförderte Kühlwassermenge stets der von der Speisepumpe geförderten Speisewassermenge proportional ist.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung zeigt.

Das Speisewasser wird von einer Speisepumpe 1 aus einer mit einem Säugventils versehenen Saug-

Vorrichtung zur Regelung der Kesselspeisung eines Zwanglaufdampferzeugers

Anmelder:

Societe d'Etude deVehicules »S.E.V.«,
Reichshofen, Bas-Rhin (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Thieleke, Patentanwalt,
Braunschweig, Jasperallee 1 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 31. Dezember 1958

Dipl.-Ing. Erwin Friedrich Schwander,

Reichshofen, Bas-Rhin (Frankreich),

ist als Erfinder genannt worden

leitung 2 angesaugt. Bei jedem Druckhub der Pumpe wird Wasser über ein Ventil 4 in eine ein Rückschlagventil 6 enthaltende Druckleitung 5 gefördert. Es durchströmt einen Kühler 7 und tritt bei 8 in den Kessel 9 ein.

Der erzeugte Dampf tritt bei 10 aus dem Kessel in eine Dampfleitung 11 ein. In diese Leitung sind vor dem Kesselventil 12 ein Speiseregler 13 und eine Einspritzdüse 14 eingebaut. Diese Düse ist über eine ein Absperrventil 16 enthaltende Leitung 15 an den Druckstutzen einer Einspritzpumpe 17 angeschlossen, welche den wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet. Ferner ist die Einspritzpumpe 17 durch eine an ihre Saugseite angeschlossene Leitung 18 mit dem Kühler 7 verbunden und steht durch eine andere Leitung 19 in Verbindung mit dem Zylinder der Speisepumpe 1. Die Einspritzpumpe 17 enthält eine Membran 20, ein Druckventil 21 und ein Saugventil 22.

Der Kühler 7 ist durch eine Abzweigung 23 mit der Dampfleitung 11 verbunden und wird von der Druckleitung 5 durchzogen.

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Der in den Kühler 7 einströmende Dampf schlägt sich in diesem nieder, und das Kondensat wird durch den Kesseldruck in die Einspritzpumpe 17 gedrückt. Es ist zu bemerken, daß während des Förderhubes der Speisepumpe 1 der in der Leitung 19 herrschende Druck den Druck in der Dampfleitung 11 um den Druckabfall des Arbeitsmittels auf seinem Weg von der Speisepumpe 1 bis zu dem Dampfaustritt 10 übersteigt.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Während des Saughubes der Speisepumpe 1 füllt das im Kühler 7 erzeugte Kondensat über die Leitung 18 und das Saugventil 22 die Einspritzpumpe 17. Bei Beginn des Förderhubes der Speisepumpe 1 biegt sich die Membran 20 der Einspritzpumpe 17 durch und treibt das Kondensat über das Druckventil 21, das Absperrventil 16 und die Leitung 15 in die Einspritzdüse 14, da der zur Öffnung des Ventils 4 erforderliche Druck in dem Zylinder der Speisepumpe 1 erheblich größer als der Druck in der Dampfleitung 11 ist.

Bei der dargestellten Ausführung weist die Speisepumpe 1 nur einen Zylinder auf. Es kann jedoch auch eine Mehrzylinderpumpe benutzt werden.

Die Regelung der Durchflußmenge durch den Speiseregler 13 kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es ist möglich, den oder die Zylinder der Speisepumpe dauernd arbeiten zu lassen und nur die Drehzahl der Pumpe zu verändern. Die Einspritzpumpe 17 kann dann mit einem beliebigen Zylinder der Pumpe verbunden werden. Die Regelung der Wassermenge kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß Zylindergruppen ein- oder ausgeschaltet werden (wobei diese Regelart auch mit einer Veränderung der Drehzahl kombiniert werden kann) und daß die Einspritzung die Regelung der Speisewassermenge nur dann beeinflußt, wenn eine Zylindergruppe eingeschaltet wird. Die Einspritzpumpe 17 muß dann an einen Zylinder dieser Gruppe angeschlossen werden. Schließlich ist es möglich, daß unter bestimmten Bedingungen die Einspritzung nicht erfolgen soll, obwohl die Speisung voll arbeitet. Es genügt dann, das Absperrventil 16 der Einspritzleitung je nach dem gewünschten Betriebszustand zu öffnen oder zu schließen.

Die Vorteile der beschriebenen Vorrichtung sind die folgenden:

Die Verwendung einer Membranpumpe an Stelle einer Kolbenpumpe (es kommen ja nur volumetrische Pumpen in Betracht) hat den Vorteil, daß ihr Verdrängungskörper (die Membran) in einfachster und billigster Weise abgedichtet werden kann. Der Kolben einer Kolbenpumpe kann auch bei sorgfältigster und teurer Bearbeitung nicht dieselbe Gewähr für Dichtigkeit bieten, wobei zu beachten ist, daß schon minimale Undichtigkeiten bei dem sehr kleinen Fördervolumen störend ins Gewicht fallen.

Die hydraulische Betätigung der Membran durch den Anschluß der Einspritzpumpe 17 an einen Zylinder der Speisepumpe 1 durch die Leitung 19 ergibt in einfachster Weise den nötigen stoßweisen Betrieb der Membranpumpe. Der erste Teil jedes Drackhubes der Speisepumpe 1 wird dazu benutzt, die Membranpumpe zu betätigen, und dann erst öffnet sich das Ventil 4 der Speisepumpe 1.

Die mechanische Betätigung einer Membran- oder Kolbenpumpe würde für stoßweisen Druckhub eine Betätigung durch Nockenwelle und Stößel oder durch eine Feder mit Ausklinkung erfordern, auf jeden Fall einen ungleich höheren Konstruktionsaufwand.

Die hydraulische Betätigung hat weiter den Vorteil, daß bei bestimmten Betriebsfällen, bei denen die Einspritzung nicht stattfinden soll, diese einfach durch Schließen des Absperrventils 16 in der Druckleitung abgestellt werden kann. Eine mechanische Betätigung der Einspritzpumpe (Kolben- oder Membranpumpe) würde für diesen Vorgang weitere Vorrichtungen erfordern, beispielsweise ein Offenhalten des Saugventils 22 oder das Öffnen eines Ausströmquerschnittes in der Leitung 15 zwischen der Einspritzpumpe und dem Absperrventil 16.
Die hydraulische Verbindung der Einspritzpumpe 17 durch die Leitung 19 mit der Speisepumpe 1 hat zur Folge, daß die Einspritzmenge stets proportional der dem Kessel gelieferten Speisewassermenge ist, wobei es gleichgültig ist, ob die Speisewassermenge dadurch geregelt wird, daß die mit konstanter Dreh-

ao zahl laufende Speisepumpe 1 periodenweise aussetzt, oder ob die Drehzahl der Speisepumpe 1 geändert wird.

Die Verwendung von Kondensat, das aus dem Kesseldampf durch Abkühlen mittels Speisewasser gewonnen und unter dem Kesseldruck der Membranpumpe zugeführt wird, hat folgende Vorteile:

Sie bietet Gewähr dafür, daß das Einspritzwasser stets völlig rein ist und zu keinen Ablagerungen auf dem Speiseregler 13 führt, die dessen Empfindlichkeit in unzulässiger Weise herabsetzen würden.

Die Zuführung des Kondensates zur Membranpumpe unter Kesseldruck bietet Gewähr dafür, daß der Hubraum der Membranpumpe für jedes Spiel voll ausgefüllt wird. Für diesen Vorgang steht die ganze Zeit eines Saughubes der Speisepumpe 1 zur Verfugung, und das Saugventil 22 der Membranpumpe hat genügend Zeit, um dicht zu schließen. Dadurch ist sichergestellt, daß bei jeder Einspritzung die gleiche Wassermenge eingeführt wird.

Schließlich sei erwähnt, daß die Kondensation eines sehr kleinen Teiles des im Kessel erzeugten Dampfes keinen Wärmeverlust darstellt, da die Kondensationswärme dieses Dampfes im Speisewasser wiedergewonnen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

!.Vorrichtung zur Regelung der Kesselspeisung eines Zwanglaufdampferzeugers in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Dampfes, bei der die Speisepumpe von einem in der Dampfleitung angebrachten temperaturempfindlichen Meßorgan gesteuert und bei Betrieb der Speisepumpe eine geringe Menge Kühlwasser vor dem Meßorgan in den Dampf eingespritzt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß in Abhängigkeit von der Förderung der Speisepumpe (1) die über eine Leitung (19) mit dem Hubraum der Speisepumpe (1) verbundene Membran (20) einer Einspritzpumpe (17) derart betätigt wird, daß die von der Einspritzpumpe (17) geförderte Kühlwassermenge stets der von der Speisepumpe (1) geförderten Speisewassermenge proportional ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen der Einspritzpumpe (17) durch eine Leitung (18) mit einem Kühler (7) verbunden ist, in welchem in bekann-

ter Weise dem Kessel (9) entnommener Dampf durch das den Kühler durchströmende Speisewasser unter Kesseldruck kondensiert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Einspritzpumpe (17) an eine Leitung (15) angeschlossen ist, welche mit dem mit einer Einspritzdüse (14) versehenen freien Ende in die Dampfleitung (11) mündet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördervolumen der Einspritzpumpe (17) genau der je Hub der Speisepumpe (1) benötigten Kühlwassermenge entspricht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Absperrventil (16) zwischen der Druckseite der Einspritzpumpe (17) und der Einspritzdüse (14) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1029 535;
Zeitschrift »Mitteilungen der VGB«, H. 32 (1954), S. 348, Abb. 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

103 747/108 11. €1