DE1601113C - Vorrichtung zur Regelung der Kon densationsleistung und des Dampfdruckes in Kondensatoren - Google Patents

Description

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Dampfpolster unterschiedliche spezifische Gewichte Hauptdampfleitung 2 in einen mit konstantem haben, so daß sich im Gasspeicher das leichtere der Dampfdruck arbeitenden Dampfverbraucher 91, in

beiden Medien über das schwerere schichtet. dem er kondensiert. Das dabei anfallende Kondensat

Während das Verhältnis der spezifischen Ge- fließt durch die Kondensatleitungen 22 zum Dampfwichte von Gas und Dampf auf die Wirksamkeit der 5 kessel 1 zurück und wird dort erneut verdampft. Kühlfläche des Gasspeichers Einfluß ausübt, ist dies Überschreitet die im Dampfkessel 1 erzeugte Dampfim Kondensator nicht der Fall. Vielmehr wird im menge die vom Dampfverbraucher 91 abgenommene, Kondensator befindliches Gas unabhängig von sei- so strömt der überschüssige Dampf durch die nem spezifischen Gewicht durch die Dampfströmung Dampfzuführungsleitung 3 zum Kondensator über stets in jenen Teil des Kondensators gefördert, in io die Rückschlagklappe 4 in den als Rückflußkondendem der Strömungsweg des Dampfes endet. Es ist sator geschalteten, luftgekühlten Kondensator 21. darum notwendig, die vom Gasspeicher kommende Der Kondensator besteht aus zwei Reihen paralleler, Gasleitung auch in diesen Teil des Kondensators in bekannter Weise dachförmig gegeneinander gemünden zu lassen. neigter Rippenrohrbündel 23, deren Eintrittsenden

Vom Speisewasser für Dampfkessel wird im In- 15 über Dampfverteilerleitungen 24 mit der Dampfzuteresse eines störungsfreien Betriebes eine sehr hohe führungsleitung 3 verbunden sind, und deren Rohr-Reinheit verlangt, was hohe Kosten für die Aufberei- enden in die Sammler 25 münden. Ein oder mehrere tung von Kesselspeisewasser aus Rohwasser verur- durch Antriebsaggregate 26 angetriebene Kühlluftsacht. Man bemüht sich darum, möglichst alles bei Ventilatoren 27 saugen Kühlluft von unten an und den Dampfverbrauchern anfallende Kondensat un-* 20 fördern sie in Richtung des Pfeile L durch die Rohrverschmutzt als Kesselspcisewasser zurückzugewin- bündel an der Außenseite der Kondensatorrohre nen. Dabei ist es allgemein üblich, das Kondensat vorbei.

vor Rückführung in den Speisewasser-Vorratsbehäl- Der Dampf tritt aus der Dampfzuführungsleitung 3

ter in einem thermischen Entgaser durch Erhitzen in die Dampfverteilerleitungen 24 und strömt von

auf Siedetemperatur von den in ihm gelösten Gasen 25 hier gleichmäßig verteilt von unten in die Rohre der

zu befreien. Die ausgeschiedenen Gase entweichen Rippenrohrbündel 23. Durch Kondensation an der

dabei in die Atmosphäre. Dementsprechend kann inneren Oberfläche der Rohre vermindert sich der

man das im Gasspeicher anfallende Kondensat in Dampfstrom durch die Rohre mit fortschreitendem

den Speisewasser-Entgaser abfließen lassen, um es Strömungsweg des Dampfes ständig, bis in den Quer-

dort gemeinsam mit dem übrigen Kondensat entga- 30 schnitten E der Kondensatorrohre aller Dampf kon-

sen zu lassen. Diese Lösung hat indessen den Nach- densiert ist. Das im Kondensator anfallende Konden-

teil, daß mit dem aus dem Gasspeicher abfließenden sat fließt über die Dampfvcrteilerleitungen 24 und

Kondensat ständig auch ein in ihm gelöster Anteil die Kondensatleitung 22 zum Dampfkessel 1 zurück,

des im Gasspeicher befindlichen Gases verloren geht In den Kondensatorrohren zwischen den Querschnit-

und darum im Gasspeicher ersetzt werden muß. 35 ten ,E und den Sammlern 25, sowie in den Sammlern

Demgegenüber ist es vorteilhafter, das im Gas- 25, der Gasleitung 42 und im unteren Teil des Gasspeicher anfallende Kondensat vor seiner Rückfüh- Speichers 41 befindet sich ein unter dem gleichen rung in den Strom des übrigen Kondensates getrennt Druck wie der Kondensator stehendes Gaspolster aus in einem nur dafür vorgesehenen kleinen Entgaser zu nicht kondensierbarem Gas, welches spezifisch entgasen und das ausgeschiedene Gas in den Gas- 40 schwerer ist, als der aus dem Dampferzeuger 1 kornspeicher zurückzuführen. Das so entgaste Kondensat mende Dampf. Der obere Teil des Gasspeichers 41 kann dann entweder direkt oder über den Speisewas- ist mit einem Dampfpolster gefüllt, welches über die ser-Entgaser dem Speisewasser-Vorratsbehälter des Dampfleitung 43, das Regelventil 44 und die RückDampferzeugers zugeleitet werden. schlagklappe 45 aus der Dampfzuführungsleitung 3

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt be- 45 gespeist wird. Im Inneren des Gasspeichers 41 befin-

steht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung det sich ein sich über einen wesentlichen Teil der

auf einfache und billige Weise eine stufenlose Lei- Höhe des Gasspeichers 41 erstreckender Oberflä-

stungsregelung des Kondensators ohne unerwünschte chenkühler 46, welcher von einem Kühlmittel in

Druckschwankungen im Dampfnetz und im Konden- Richtung vom Gasraum zum Dampfraum des Gas-

sator bis herunter zu Teillasten unterhalb von 3% 50 Speichers 41 durchströmt wird. Dabei wirkt der vom

der Normalleistung des Kondensators ermöglicht. Im Dampf umspülte obere Teil des Oberflächenkühlers

Gegensatz zu bekannten Konstruktionen werden da- 46 derart als Kondensator für das Dampfpolster, daß

bei keine komplizierten und teueren Regeleinrichtun- die als Kondensator wirkende Kühlfläche proportio-

gen und Armaturen benötigt, sondern nur normale, nal mit der Größe des Dampfpolsters wächst, so daß

seit langem bekannte und billige Bauelemente. 55 auch die anfallende Kondensatmenge mit wachsen-

Gegenüber dem dargelegten Stand der Technik hat der Größe des Dampfpolsters steigt und umgekehrt, die Erfindung darum einen wesentlichen Vorteil, Das Regelventil 44 regelt den von der Dampfzuwelcher geeignet ist, die Konstruktion und den Be- führungsleitung 3 in den Gasspeicher 41 fließenden trieb von solchen Dampfnetzen stark zu vereinfa- Dampfstrom derart, daß der Druck im Gasspeicher chen, welche auch dann ohne Dampfverluste ihren 60 auf seinem Sollwert bleibt. Das im Gasspeicher vorgesehenen Dampfdruck halten sollen, wenn ihre niedergeschlagene Kondensat fließt über die Konden-Dampferzeuger wenigstens zeitweise mehr Dampf er- satleitung 47 zum Dampferzeuger zurück,
zeugen, als von den Dampf Verbrauchern des Netzes Zur Erläuterung der Funktion der Anlage sei anabgenommen werden kann. genommen, daß der Druck im Kondensator 21 und

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an 65 in dem mit ihm durch die Gasleitung 42 verbundenen

Hand der Zeichnung näher erläutert. Gasspeicher 41 bei einem gegebenen, in den Konden-

In der schematisch dargestellten Anlage strömt der sator strömenden Dampfstrom seinem Sollwert ent-

im Dampferzeuger 1 erzeugte Dampf durch die spreche. Er ist dabei um den von der Rückschlag-

klappe 4 verursachten, geringen Druckverlust niedriger als der Druck in der Dampfzuführungsleitung 3. Der in den Kondensator 21 eintretende Dampf wird an den zwischen den Dampfverteilerleitungen 24 und den Querschnitten £ liegenden Teil der Wärmeaustauschfläche des Kondensators niedergeschlagen. Er füllt dabei den senkrecht schraffierten Teil des Kondensators aus. Parallel zum Hauptdampfstrom strömt durch die Dampfleitung 43 und das Regelventil 44 ein Dampfstrom in den Gasspeicher 41, welcher genau so groß ist, wie die vom Oberflächenkühler 46 niedergeschlagene Dampfmenge. Der Nebendampfstrom hält dabei in dem senkrecht schraffierten Teil des Gasspeichers 41 ein Dampfpolster aufrecht.

Erhöht nun der Dampfverbraucher 91 seine Dampfentnahme aus der Hauptdampfleitung 2, ohne daß der Dampfkessel 1 die Dampferzeugung in gleichem Maße steigert, so sinkt der Dampfdruck in der Hauptdampfleitung 2 und der Dampfzuführungsleitung 3 ab, was eine ebenso große Drucksenkung im Kondensator 21 und im Gasspeicher 41 zur Folge hat. Auf diese Drucksenkung reagiert das Regelventil 44 derart, daß der in den Gasspeicher 41 fließende Dampfstrom erhöht wird. Dadurch vergrößert sich das im oberen Teil des Gasspeichers 41 befindliche Dampfpolster und schiebt das Gas durch die Gasleitung 42 und die Sammler 25 in die Kondensatorrohre der Rohrbündel 23. Bei diesem Vorgang wandern die das Ende des Dampfströmungsweges im Kondensator 21 kennzeichnenden Querschnitte E entlang den Kondensatorrohren in Richtung auf die Dampfverteilerleitungen 24, was eine Verringerung der vom Dampf benetzten Wärmeaustauschfläche zur Folge hat. Dieser Verringerung seiner wirksamen Wärmeaustauschfläche paßt sich der Kondensator dadurch an, daß er das bei der Kondensation wirksame Gefälle zwischen der Temperatur des Dampfes und der des Kühlmittels erhöht, was mit einer Steigerung des Dampfdruckes verbunden ist. Der Regelvorgang kommt zum Stillstand, sobald der Druck im Gasspeicher 41 und im Kondensator 21 wieder seinen Sollwert erreicht hat.

In dem nun wieder stationären Betriebszustand hat sich die Kondensatoranlage bei unverändertem Kondensatordruck der veränderten Dampfmenge mittels Veränderung der Größe des in den Gasspeicher fließenden Dampf stromes und damit einer Veränderung der Größe des Dampfpolsters im Gasspeicher durch Veränderung der wirksamen Wärmeaustauschfläche des Kondensators angepaßt.

Umgekehrt reagiert die Anlage, wenn sich die zum Kondensator 21 fließende Dampfmenge beispielsweise infolge einer verminderten Entnahme des Dampfverbrauchers 91 erhöht. Die dabei in der Anlage auftretende, sehr schwache Drucksteigerung bewirkt über das Regelventil 44 eine Drosselung des in den Gasspeicher fließenden Dampfstromes und damit eine Verkleinerung des Dampfpolsters im Gasspeicher. Dabei schiebt der Dampf ein entsprechendes Gasvolumen aus dem Kondensator 21 in den Gasspeicher 41 zurück und vergrößert die wirksame Wärmeaustauschfläche des Kondensators 21 so lange, bis der Druck im Gasspeicher und im Kondensator wieder seinen Sollwert erreicht hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Kondensators durch Veränderung der Größe von Patentansprüche: nicht kondensierbaren zusammenhängenden Gaspolstern im Dampf raum des Kondensators.

1. Vorrichtung zur Regelung der Kondensa- Es sind Kondensatoren bekannt, bei welchen die tionsleistung und des Dampfdruckes in Konden- 5 Regelung des Druckes und der Kondensationsleisatoren mittels Veränderung der Größe der wirk- stung auf die beschriebene Weise dadurch erreicht samen Wärmeaustauschfläche des Kondensators wird, daß der Dampfraum des Kondensators mit der durch Veränderung der Größe von nicht konden- Atmosphäre in Verbindung steht. Dadurch kann bei sierbaren zusammenhängenden Gaspolstern im einem Absinken des Druckes im Kondensator unter Dampfraum des Kondensators, dadurch ge- ίο den Druck der Atmosphäre Luft in den Dampfraum kennzeichnet, daß ein gekühlter Gasspei- des Kondensators einströmen und einen Teil der eher (41), welcher mit dem Bereich des Konden- Wärmeaustauschfläche des Kondensators unwirksam sators (21) verbunden ist, der in bezug auf den machen. Diese Lösung der Aufgabe hat indessen den Strömungsweg des Dampfes im Kondensator dem Nachteil, daß sie nur dann funktioniert, wenn der Dampfeintritt entgegengesetzt ist, vorgesehen ist, 15 Sollwert des Dampfdruckes genau gleich dem Druck aus dem bei einer Leistungsverminderung des der Atmosphäre ist und daß die vom Dampf benetzte Kondensators durch ein. aus der Dampfzufüh- Oberfläche des Kondensators mit Rücksicht auf den rungsleitung (3) zum Kondensator entnommenes Korrosionsangriff durch die in den Kondensator ein- und in den Gasspeicher eingespeiste Dampfpöl- tretende Luft aus einem korrosionsbeständigen teuester das Gaspolster des Gasspeichers (41) in den 20 ren Werkstoff bestehen muß.

Dampf raum des Kondensators drückbar ist, und Bekannt sind ferner Kondensatoren, bei welchen

daß bei einer Leistungssteigerung des Kondensa- eine Druckregelung dadurch vorgenommen wird, daß

tors das Dampfpolster im Gasspeicher kühlbar bei einem Absinken des Dampfdruckes unter seinen

ist. Sollwert nicht kondensicrbarcs Gas in den Dampf-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 raum des Kondensators gedruckt und bei einem Ankennzeichnet, daß ein Regelventil (44) zur Rege- steigen des Dampfdruckes über seinen Sollwert hinlung des Druckes im Gasspeicher (41) durch aus das Gas wieder in die Atmosphäre abgeblasen gleichsinnige Regelung und Veränderung der wird. Diese Kondensatoren können zwar auch bei Stärke des in das Dampfpolster des Gasspeichers einem vom Atmosphärendruck abweichenden fließenden Dampfstromcs und der Größe des 30 Dampfdruck betrieben werden. Sie haben jedoch den Dampfpolsters im Gasspeicher vorgesehen ist. Nachteil, daß ihre Regelvorrichtung ständig Druck-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- gas verbraucht. Kondensatoren dieser Art finden durch gekennzeichnet, daß das Gaspolster und darum nur dort Anwendung, wo Versorgungsnetze das Dampfpolster im Gasspeicher (41) entsprc- für Stickstoff oder andere geeignete Gase ohnehin chend ihren unterschiedlichen spezifischen Ge- 35 vorhanden sind, so daß eine besondere Installation wichten übereinander geschichtet angeordnet zur Versorgung des Kondensators mit Druckgas sind. nicht benötigt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspei- teln eine kontinuierliche Regelung der Kondensacher (41) mit einem Entgaser zur gemeinsamen 40 tionsleistung und des Dampfdruckes in Kondensato-Entgasung des im Gasspeicher anfallenden und ren zu schaffen, weiche die Nachteile der bekannten des von anderen Dampfverbrauchern stammen- Lösungen vermeidet.

den Kondensats verbunden ist, welcher die aus- Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der

geschiedenen Gase in die Atmosphäre ableitet. eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I 45 gelöst, daß ein gekühlter Gasspeicher, welcher mit bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspei- dem Bereich des Kondensators verbunden ist, der in eher (41) mit einem Entgaser zur Entgasung nur bezug auf den Strömungsweg des Dampfes im Kondes im Gasspeicher anfallenden Kondensats ver- densator dem Dampfeintritt entgegengesetzt ist, vorbunden ist, durch welchen die ausgeschiedenen gesehen ist, aus dem bei einer Leistungsvermindc-Gase in den Gasspeicher (41) zurückführbar sind. 50 rung des Kondensators durch ein aus der Dampf-zu-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- führungsleitung zum Kondensator entnommenes und kennzeichnet, daß der Gasspeicher (41) und der in den Gasspeicher eingespeistes Dampfpolster das Entgaser untereinander und mit der Dampfzufüh- Gaspolster des Gasspeichers in den Dampfraum des rungsleitung (3) zum Kondensator (21) so ver- Kondensators drückbar ist, und daß bei einer Leibunden sind, daß der zur Bildung und zum Auf- 55 stungssteigerung des Kondensators das Dampfpolster rechterhalten des Dampfpolsters im Gasspeicher im Gasspeicher kühlbar ist. Die Regelung des im (41) notwendige Dampfstrom durch den Entgaser Kondensator herrschenden Druckes erfolgt dabei , für das aus dem Gasspeicher (41) stammende vorteilhaft indirekt dadurch, daß ein Regelventil zur Kondensat in den Gasspeicher strömt. Regelung des Druckes im Gasspeicher durch gleich- j

60 sinnige Reaeluns und Veränderung der Stärke des in das Dampfpolster des Gasspeichers fließenden Dampf-

stromes und der Größe des Dampfpolsters im Kondensator vorgesehen ist.

Für die praktische Ausführung ist es dabei zweck- ι

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rege- 65 mäßig, wenigstens einen Teil des das Dampfpolster ι

lung der Kondensationsleistung und des Dampfdruk- im Gasspeicher bildenden Dampfes im Gasspeicher j

kes in Kondensatoren mittels Veränderung der ständig kondensieren zu lassen. Diese Forderung läßt !

Größe der wirksamen Wärmeaustauschflächc des sich besonders leicht erfüllen, wenn das Gas- und das j