DE1086243B

DE1086243B - Control device for forced-flow steam generator

Info

Publication number: DE1086243B
Application number: DES52958A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Bachl
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-03-30
Filing date: 1957-03-30
Publication date: 1960-08-04

Description

Regeleinrichtung für Zwanglauf-Dampferzeuger Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung von Zwanglaufdampf erzeugern zum Übergang von einem Betriebszustand auf einen anderen Betriebszustand, insbesondere zum An- und Abfahren sowie für Schwachlastbetrieb. Die Erfindung hat vor allem Bedeutung für Zwanglaufkessel, die häufig in Betrieb gesetzt und stillgelegt werden oder bei denen mit starken Belastungsschwankungen zu rechnen ist.Control device for forced circulation steam generator The invention relates on a regulation of forced steam generators for the transition from an operating state to a different operating state, in particular for starting and stopping as well as for low-load operation. The invention is particularly important for forced circulation boilers that are frequently in operation be set and shut down or for those with strong load fluctuations is to be expected.

Bei Zwangdurchlaufkesseln sind vielfach sowohl am Überhitzeraustritt als auch am Verdampfer, insbesondere am Restverdampferaustritt, steuerbare Überströmventile vorhanden.In the case of once-through boilers, there are often both at the superheater outlet as well as at the evaporator, especially at the residual evaporator outlet, controllable overflow valves available.

Die Erfindung besteht bei einer mit Überströmventilen an diesen Stellen versehenen Anlage darin, daß vorbestimmte Druck- und Temperaturwerte und deren zeitlicher Verlauf in der Weise erreicht und eingehalten werden, daß der Frischdampfdruck in an sich bekannter Weise durch Regelung des am Überhitzeraustritt befindlichen Ventils und die Frischdampftemperatur in ebenfalls an sich bekannter Weise durch Regelung des an den Verdampfer angeschlossenen Ventils, vorzugsweise in stetiger Verstellbarkeit, einstellbar sind. Dabei kann ein etwa bereits vorhandenes, als sogenanntes Abfahrventil dienendes, an den Austritt des Verdampfers angeschlossenes überströmventil in die Regelung einbezogen werden.The invention consists in one with overflow valves at these points provided system in that predetermined pressure and temperature values and their time Course can be achieved and maintained in such a way that the live steam pressure in in a manner known per se by regulating the valve located at the superheater outlet and the live steam temperature in a manner also known per se by regulation of the valve connected to the evaporator, preferably continuously adjustable, are adjustable. An existing shut-off valve can be used serving, overflow valve connected to the outlet of the evaporator into the Regulation to be included.

Eine bekannte Dampferzeugungsanlage, bei der die Verdampfung und die Überhitzung des Arbeitsmittels in mindestens einem einen Flüssigkeitsabscheider enthaltenden Rohrstrang erfolgt, weist an sich bereits Maßnahmen zur Regelung des an der Frischdampfleitung vorgesehenen Überströmventils auf, um den vorbestimmten Frischdampfdruck einzuhalten. Derartige Maßnahmen sind bei Anfahrschaltungen von Benson-Kesseln mit einfacher Zwischenüberhitzung und ohne Vorhandensein einer Zwischenüberhitzung ebenfalls bekanntgeworden. Andererseits ist auch die Einhaltung einer vorbestimmten Frischdampftemperatur durch Regelung des an den Verdampferteil angeschlossenen Überströmventils bei einer anderen Anordnung bekanntgeworden, bei der bei Temperaturabsenkung - die den überhitzer durchströmende Arbeitsmittelmenge durch Aufnahme eines Teils des Arbeitsmittels unmittelbar aus dem Zwangstrom verringert wird.A well-known steam generation system in which the evaporation and the Overheating of the working medium in at least one liquid separator containing pipe string takes place, already has measures to regulate the on the main steam line provided overflow valve to the predetermined Maintain live steam pressure. Such measures are for start-up circuits from Benson boilers with simple reheating and without the presence of reheating also became known. On the other hand, compliance with a predetermined Live steam temperature by regulating the overflow valve connected to the evaporator section became known in another arrangement, in which when the temperature is lowered - the Amount of working medium flowing through the superheater by absorbing part of the Working medium is reduced directly from the forced current.

Demgegenüber werden nach der Erfindung die beiden an sich bekannten Maßnahmen in einer Regeleinrichtung bei Zwanglaufdampferzeugern mit Vorteil angewendet, denn so gelingt es erst, Zwanglaufkessel, insbesondere mehrflutige Dampferzeuger, gleichmäßig an- und abzufahren und auch gleichmäßig in der Last zu beeinflussen.In contrast, according to the invention, the two are known per se Measures in a control device for forced-flow steam generators are used to advantage, because this is the only way to create forced circulation boilers, especially multi-flow steam generators, to start and stop evenly and to influence the load evenly.

Über das an den Verdampfer über eine Leitung angeschlossene Ventil kann ein Teil der umgesetzten Wassermenge, insbesondere der beim Anfahrvorgang zu entfernende `'Wasserpfropfen, abgeführt und insbesondere in den Arbeitsmittelkreislauf, z. B. in den Speisewasserbehälter, zurückgeleitet werden.Via the valve connected to the evaporator via a line part of the amount of water converted, especially during the start-up process removing '' water plugs, discharged and especially into the working fluid cycle, z. B. be fed back into the feed water tank.

Wenn man gemäß der Erfindung mit Hilfe des am Verdampfer liegenden Regelorgans die Temperatur am Austritt des Überhitzers steuert, während der Druckverlauf an der gleichen Stelle durch ein ebenfalls selbsttätig geregeltes Organ am Überhitzeraustritt beeinflußt wird, so hat dies besondere Bedeutung bei mehrflutigen Dampferzeugern. Es wird bei solchen Kesselanlagen kaum möglich sein, mehrere Teilkessel so gleichmäßig hochzufahren oder einen anderen Betriebszustandswechsel vorzunehmen, daß bei gemeinsamem Endüberhitzer an der Zusammenführungsstelle die gleichen Verhältnisse für alle Kesselteile herrschen. Insbesondere wird es schwerlich erreichbar sein, beim Hochfahren der einzelnen Teilkessel ein solch gleichmäßiges Verhalten derselben zu erzielen, daß ihr Wasserpfropfen zu gleicher Zeit den gemeinsamen Endüberhitzer beaufschlagt. In diesem Falle kann man gemäß der Erfindung den Endüberhitzer nur von jener Dampf- bzw. Wassermenge durchströmen lassen, die zu seiner Kühlung und allmählichen Temperatursteigerung erforderlich ist, die Wasserpfropfen der Teilkessel jedoch bereits vor der Mischung der Teilströme nach außen abführen und durch diese Regelung, die im Normalbetrieb des Kessels in eine Einspritzregelung umgekehrt werden kann, die Temperatur der Teilströme vor ihrer Zusammenführung bzw. am Austritt des gemeinsamen Endüberhitzers regeln. Allgemein können bei einem mehrflutig ausgebildeten Kessel mit gemeinsamem Endüberhitzer vor der Zusammenführungsstelle der Teilströme, vorzugsweise jeweils am Ort der Wassereinspritzung zur Temperaturregelung oder in dessen Nähe, für jeden Teilkessel Überströmventile vorgesehen sein, die in die Regelung einzubeziehen sind.If you according to the invention with the help of the lying on the evaporator Control element controls the temperature at the outlet of the superheater, while the pressure curve at the same point by an also automatically regulated organ at the superheater outlet is influenced, this is of particular importance in the case of multi-flow steam generators. With such boiler systems it will hardly be possible to have several partial boilers so evenly to start up or to make another change of operating state that with common End superheater at the point of convergence has the same proportions for all boiler parts to rule. In particular, it will be difficult to reach when booting the to achieve such a uniform behavior of the same that their water plug acts on the common final superheater at the same time. In this case you can, according to the invention, the final superheater only from that steam or allow the amount of water to flow through, which leads to its cooling and gradual increase in temperature is required, the water plug of the partial boiler, however, before the mixture of the partial currents discharge to the outside and through this scheme, the normal operation of the boiler can be reversed into an injection control, the temperature of the Partial flows before they are combined or at the outlet of the common end superheater rules. In general, with a multi-flow boiler with common End superheater before the merging point of the Partial flows, preferably at the point of water injection for temperature control or in its vicinity, Overflow valves to be included in the regulation must be provided for each partial boiler are.

Die während des An- oder Abfahrens oder zur Einhaltung vorbestimmter Programme einzuhaltenden Verlaufsänderungen der Betriebsgrößen des Kessels können in Form von Steuerkurven eines nach Art einer Startuhr od. dgl. ausgebildeten Geräts festgelegt sein, bei dem die Steuerkurven gemeinsam mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit verstellbar sind. Das Gerät kann dabei, beispielsweise durch Mitnahme von - den Sollwerteinstellungen entsprechenden - Verstellanordnungen mittels eines Schleppzeigers der Startuhr, die Sollwerte für die Regler der beschriebenen Überströmventile verstellen.The during start-up or shutdown or to comply with predetermined Programs to be followed can change the course of the operating parameters of the boiler in the form of control curves of a device designed in the manner of a start clock or the like be set in which the control cams together with a predetermined speed are adjustable. The device can, for example, take the Adjustment arrangements by means of a drag pointer corresponding to the setpoint settings the start clock, adjust the setpoints for the regulators of the overflow valves described.

An Hand der Zeichnung soll der Erfindungsgegenstand näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung.The subject of the invention is to be explained in more detail using the drawing will. The drawing shows an embodiment in its for the invention essential parts in a simplified schematic representation.

Der Kessel t enthält in seinem unteren Teil den Verdampfer, in der Mitte den Restverdampfer und im oberen Teil den Überhitzer. Mit 2 ist der Turbinensatz bezeichnet, der aus einem Hochdruckteil 3 und einem über einen Zwischenüberhitzer 4 angeschalteten Niederdruckteil5 besteht, der auf einen Kondensator 6 arbeitet. Zum An- und Abfahren des Kessels werden zunächst drei am Kessel unmittelbar angeschlossene Regler verwendet. Der Speise-wasserreg-!er 10 steuert die Zufuhr des Speisewassers. Der Hochdrucküberströmregler 12 dient der Ableitung von Heißdampf vom Überhitzeraustritt und der Umlaufregler 13 zur Ableitung von Wasser bzw. Dampf-Wasser-Gemisch aus dem Restverdampfer. Während der Hochdrucküberströmregler 12 den Druck beeinflußt, wird der Umlaufregler 13 für die Temperaturregelung herangezogen.The boiler t contains in its lower part the evaporator in which In the middle the residual evaporator and in the upper part the superheater. With 2 is the turbine set denotes, which consists of a high pressure part 3 and a reheater 4 connected low pressure part 5, which works on a condenser 6. To start up and shut down the boiler, three are first connected directly to the boiler Regulator used. The feed water regulator 10 controls the supply of the feed water. The high pressure overflow regulator 12 serves to divert superheated steam from the superheater outlet and the circulation regulator 13 for discharging water or steam-water mixture from the Residual evaporator. While the high pressure relief regulator 12 is influencing the pressure the circulation controller 13 is used for temperature control.

Diesen Reglern sind weitere Regler unterstellt. So ist ein Einspritzregler 11 dem zweckmäßig als Dampfumformventil ausgeführten Überströmregler 12 nachgeschaltet. Die mit 14 und 15 bezeichneten Einrichtungen dienen der Entspannung und Trennung des beim An- und Abfahren abzuleitenden Gemischs. Die Regler 12 und 13 können gegebenenfalls zu einem einzigen Anfahrventil am tYberhitzeraustritt zusammengefaßtwerden.Other controllers are subordinate to these controllers. So is an injection regulator 11 downstream of the overflow regulator 12, which is expediently designed as a steam conversion valve. The facilities labeled 14 and 15 are used for relaxation and separation of the mixture to be discharged during start-up and shutdown. The regulators 12 and 13 can optionally can be combined into a single start-up valve at the superheater outlet.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control device for the transition from an operating state to another, especially for starting and stopping as well as low-load operation of Forced-flow steam generators with both the superheater outlet and the evaporator, in particular at the residual evaporator outlet, there are controllable overflow valves, characterized in that predetermined pressure and temperature values and their time Course can be achieved and maintained in such a way that the live steam pressure in in a manner known per se by regulating the valve located at the superheater outlet and the live steam temperature in a manner also known per se by regulation of the valve connected to the evaporator, preferably continuously adjustable, are adjustable.

2. Device according to claim 1, characterized in that a for example already provided, located as a shut-off valve at the outlet of the evaporator Overflow valve can be included in the scheme.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the connected to the evaporator via a line Valve for discharging part of the circulated amount of water, in particular that of the Start-up process of the water plug to be removed, with another point of the working medium circuit, z. B. is connected to the feed water tank.

4. Setup according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that with a multi-flow boiler with common final superheater upstream of the point where the partial flows come together, preferably in each case at the location of the water injection serving for temperature control or in its Proximity, overflow valves included in the control are provided for each partial boiler are.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the one to be complied with during start-up or shutdown or to comply with predetermined programs Course of changes in the operating parameters of the boiler in the form of control curves of a in the manner of a start clock or the like are adjustable at a predetermined speed.

6. Device according to claim 5,: characterized in that the device, for example by taking along - the Setpoint arrangements corresponding - adjustment arrangements by means of a drag pointer the start clock that adjusts the setpoints for the regulator of the overflow valves. Into consideration printed publications: German Patent No. 895 770; Swiss patent specification No. 185 244; "Energie" magazine, Volume 8, No. 6, June 15, 1956, p. 197, image 14 and 15.