Vorrichtung zum Betrieb einer vereinigten Ièsselspeise- und Vorwärmeranlage für mehrere parallel arbeitende Dampfturbinen. Vorrichtungen, bei denen die Regelung des Kondensates mittelst Schwimmer erfolgt, und das Kesselspeisewasser entlüftet wird, sind bekannt. Die Kondensat- und Kessel speisepumpe können unmittelbar hintereinan der geschaltet werden, so dass das Speise wasser auf dem Wege vorn Kondensator zum Kessel mit der Luft auf keine Weise in Berührung kommt und sich somit eine weitere Entlüftung des Speisewassers erübrigt. Diese Vorrichtung ist auch anwendbar, wenn das Speisewasser durch Anzapfdampf der Turbine in Vorw ärmern vorgewärmt wird.
Arbeiten aber mehrere Turbinen dampf- und wasserseitig parallel, das heisst bekommen sie den Dampf aus einer gemeinschaftlichen Kesselgruppe und sind sie mit Schwimmer regulierung versehen, so verlangt ein . unge störter Betrieb, dass sie einen gemeinschaft lichen- Speisewasserausgleichbehälter haben, weshalb die Kondensatoren untereinander über die Schwimmerregulierungen in -Verbin- dung stehen.
Bei diesem Parallelbetrieb be steht die Gefahr ungewollter Wasserumläufe, indem die besser arbeitenden Pumpen darnach trachten, das Wasser den weniger gut arbei tenden Pumpen wegzuschöpfen. Um diese Möglichkeit falscher Wasserumläufe zu er läutern, wird in Fig. 1 der Zeichnung der Dampf- und Wasserumlauf für zwei Turbi nen mit je einem Vorwärmer und Schwim merregulierung des Kondensates nach Art, wie er bis dahin bekannt war, dargestellt.
Dieser Anordnung wird in Fig. 2 ein Beispiel der Betriebsweise, so wie sie sich auf Grund vorliegender Erfindung ergibt, gegenüber ge stellt. Irn Betriebe nach Fig. 2 ist es ausge schlossen, dass die Brennstoffersparnisse, die durch die Speisewasservorwärmung zu errei chen sind, durch falsche Wasserumläufe ver loren gehen.
In Fig. 1 seien 1 und 2 die Turbinen mit zugehörigen Kondepsatpumpen 3 und 4 den Kesselspeisepumpen 5 und 6, und den Vorwärmern 7 und 8, sowie den Kondensat- schWimmerTegulierungen 9 und 10 mit dem gemeinschaftlichen Ausgleichbehälter 11 und dem gemeinschaftlichen Kessel 12. Die Speise pumpen sind vor den Vorwärmern angeordnet, so dass sie nur kaltes Wasser anzusaugen haben, womit eine Dampfbildung in den Vor wärmer möglichst verhütet wird.
Der Heiz- dampf für die Vorwärmer wird jeweilen der zugehörenden Turbine wie in der Zeich nung angedeutet ist, angezapft. Es schwankt deshalb der Druck und somit die Sattdampf- temperatur des Heizdampfes mit der Tur binenbelastung.
Bekanntlich ist der Druck des Dampfes im Innern der Turbine und also an der Anzapfstelle ungefähr proportio nal der Belastung, und da für die Vorwär- mung die Sättigungstemperatur des Heiz- dampfes in Frage kommt, ist die Wärme, die die Vorwärmer an das Speisewasser ab geben können, abhängig von der augenblick lichen Belastung der Turbine.
Damit der Vorteil der Brennstoffersparnis, der durch die Vorwärmung erreicht wird, erhalten bleibt, ist es also nötig, dass durch jeden Vorwärmer ungefähr soviel Kondensat fliesst, als der zugehörigen Turbinenbelastung entspricht. Dieser Betrieb ist aber in der An ordnung nach Fig. 1 gestört, sobald die Saug fähigkeit der Pumpen einer Turbine die der andern übertrifft, was in Wirklichkeit nicht zu verhüten ist. Es möge zum Beispiel die Turbine 1 stark, die Turbine 2 schwach be lastet sein, während die Pumpen 4 und 6 besser arbeiten als die Pumpen 3 und 5.
In diesem Falle steigt das Kondensat im Kon densator der Turbine 1, so dass die Konden- satpumpe 3 das Kondensat über die Schwim mer 9 und 10 den Pumpen 4 und 6 zuführt. Die Folge ist, dass das Speisewasser haupt sächlich durch den Vorwärmer 8 statt durch den Vorwärmer 7 strömt und entsprechend der kleinen Temperatur des Heizdampfes sich schlecht erwärmt, der Kessel also nur wenig vorgewärmtes Wasser erhält und also die er wartete Ersparnis an Brennstoff nicht eintritt.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 werden die genannten Nachteile verhütet und dennoch die Vorteile der Vorwärmung und der Schwim merregulierung, das heisst der Möglichkeit des Speisens der Kessel mit entlüftetem Wasser erhalten. Sie besteht in der Hauptsache in der Massnahme, die Kesselspeisepumpen druck- seitig untereinander durch eine Rohrleitung zu verbinden, so dass die Vorwärmer 7 un-_ 8 ihr Wasser aus dem gemeinschaftliche: Drucksystem entnehmen.
Jedem Vorwärme systern ist ferner in die Kondensatleitu, ein Drosselschieber 13 und 14 mit selbsttätig Steuerung eingebaut, der dem Speisewas; eine freie Öffnung gibt, die der augenblicki eben Belastung der zugehörigen Turbir_ entspricht. Die Öffnung hat also bei LeerlaF ihren kleinsten<I>Wert</I> und nimmt gleichmässi; mit der Belastung zu.
Damit ist erreicht, dass durch den Vorwärmer der stark bela s teten Turbine, der die Fähigkeit hat, vL--\ Wärme abzugeben, auch entsprechend vie- Speisewasser fliesst, das sich auf die ge wünschte Temperatur vorwärmt. Der selbst tätige Drosselschieber in der Speiseleitung kann auf verschiedene Weise gesteuert wer den. Zum Beispiel: a) elektrisch, indem ein Elektromagnet die Schieberstellung entsprechend der elektri schen Leistung eines durch die Turbine angetriebenen Generators, das heisst ent sprechend der Belastung der Turbine ein stellt.
L) durch einen federbelasteten Kolben, auf den der Dampfdruck der Turbine wirkt, die an irgend einer Stelle angezapft wird.
c) durch einen federbelasteten Kolben, auf den das Drucköl des Steuersystems der Turbine wirkt.
Diese letztere Anordnung eignet sich sehr gut bei Turbinen mit Druckölsteuerung, weil der Druck im Ölsystem ein Mass für die Be lastung der Turbine ist. Es wäre auch mög lich, den Drosselschieber durch einen Ther mostaten, der in die Speiseleitung mach dem Vorwärmer eingebaut ist, zu steuern. Allein eine solche Steuerung wird stets mit einer gewissen Trägheit behaftet sehr und hat ferner den Nachteil, dass kein direkter Zusammen hang besteht zwischen der Belastung der 'j-'urbine und der durch den Vorwärmer durch fliessenden Kondensatmenge.
Der erfinderische Gedanke, vor den Vor- .värmern einen Druckausgleich im Speise -asser zu schaffen und in den Speiseleitungen :-..i den Vorwärmern selbsttätige Drosselorgane, Jeren Stellung von der Belastung der zuge- "örigen Turbine abhängig ist, vorzusehen, ann selbstverständlich auch in Fällen an- etwendet werden, wo keine Kondensat- i:',wimmerregulierung vorhanden ist.
In die- #-Ip Falle ist ein Mitteldruckbehälter mit Iiittteldruckpumpen und eventuell einem Ent- @fter nötig, was einen selbsttätigen Betrieb :hr erschwert und wodurch die Einfachheit ,tid Betriebssicherheit der Anlage nicht mehr L.rhalten bleibt. Die in Fig.2 dargestellte Inordnung ist somit als einen besonders t,infachen Fall zu betrachten.
Device for operating a combined Ièssel feed and preheater system for several steam turbines working in parallel. Devices in which the control of the condensate takes place by means of floats and the boiler feed water is vented are known. The condensate and boiler feed pumps can be switched directly one behind the other, so that the feed water does not come into contact with the air on the way from the condenser to the boiler, thus eliminating the need for further venting of the feed water. This device can also be used if the feed water is preheated in preheaters by bleeding steam from the turbine.
But if several turbines work in parallel on the steam and water sides, that is, they get the steam from a common boiler group and if they are equipped with float regulation, a request is made. undisturbed operation that they have a common feedwater expansion tank, which is why the condensers are connected to each other via the float controls.
With this parallel operation, there is a risk of unwanted water circulations, as the better working pumps try to scoop the water away from the less well working pumps. In order to explain this possibility of incorrect water circulations, the steam and water circulation for two Turbi NEN with a preheater and float merregulierung the condensate of the type, as it was known until then, is shown in Fig. 1 of the drawing.
This arrangement is shown in Fig. 2, an example of the mode of operation, as it results on the basis of the present invention, compared to ge. In companies according to FIG. 2 it is excluded that the fuel savings that are to be achieved by preheating the feed water are lost through incorrect water circulation.
In Fig. 1, 1 and 2 are the turbines with the associated condensate pumps 3 and 4, the boiler feed pumps 5 and 6, and the preheaters 7 and 8, as well as the condensate float regulation 9 and 10 with the common expansion tank 11 and the common boiler 12. The food pumps are arranged in front of the preheaters so that they only have to suck in cold water, which prevents the formation of steam in the preheaters as much as possible.
The heating steam for the preheater is tapped from the associated turbine as indicated in the drawing. The pressure and thus the saturated steam temperature of the heating steam therefore fluctuates with the turbine load.
It is well known that the pressure of the steam inside the turbine and therefore at the tapping point is roughly proportional to the load, and since the saturation temperature of the heating steam is used for preheating, this is the heat that the preheaters give off to the feed water depending on the current load on the turbine.
In order to maintain the advantage of fuel savings achieved by preheating, it is necessary that approximately as much condensate flows through each preheater as corresponds to the associated turbine load. However, this operation is disturbed in the arrangement according to FIG. 1 as soon as the suction capacity of the pumps of a turbine exceeds that of the other, which in reality cannot be prevented. For example, turbine 1 may be heavily loaded, turbine 2 lightly loaded, while pumps 4 and 6 work better than pumps 3 and 5.
In this case, the condensate rises in the condenser of the turbine 1, so that the condensate pump 3 feeds the condensate to the pumps 4 and 6 via the floats 9 and 10. The result is that the feed water mainly flows through the preheater 8 instead of through the preheater 7 and heats up poorly according to the low temperature of the heating steam, so the boiler only receives little preheated water and the fuel savings it was waiting for does not occur.
In the arrangement according to FIG. 2, the disadvantages mentioned are prevented and the advantages of preheating and float regulation, that is, the possibility of feeding the boiler with deaerated water, are still obtained. The main thing is that the boiler feed pumps are connected to one another on the pressure side by a pipeline so that the preheaters 7 and 8 draw their water from the common pressure system.
Each preheating system is also built into the condensate line, a throttle slide 13 and 14 with automatic control, the feed water; there is a free opening that corresponds to the momentary load on the associated Turbir_. The opening has its smallest <I> value </I> when idling and increases evenly; with the burden too.
This means that the preheater of the heavily loaded turbine, which has the ability to give off vL - \ heat, also flows a corresponding amount of feed water, which is preheated to the desired temperature. The self-acting throttle slide in the feed line can be controlled in various ways. For example: a) electrically, in that an electromagnet sets the slide position according to the electrical power of a generator driven by the turbine, that is, according to the load on the turbine.
L) by a spring-loaded piston on which the steam pressure of the turbine acts, which is tapped at some point.
c) by a spring-loaded piston, on which the pressure oil of the control system of the turbine acts.
This latter arrangement is very suitable for turbines with pressure oil control, because the pressure in the oil system is a measure of the load on the turbine. It would also be possible, please include to control the throttle slide by a thermostat that is built into the feed line mach the preheater. Such a control alone is always afflicted with a certain inertia and also has the disadvantage that there is no direct connection between the load on the 'j' turbine and the amount of condensate flowing through the preheater.
The inventive idea of creating pressure equalization in the feed water in front of the preheaters and of providing automatic throttling devices in the preheaters, the position of which depends on the load on the associated turbine, can of course Can also be used in cases where there is no condensate regulation.
In the- # -Ip case, a medium-pressure tank with medium pressure pumps and possibly a ventilator is necessary, which makes automatic operation more difficult and which means that the simplicity and operational safety of the system are no longer maintained. The arrangement shown in FIG. 2 is thus to be regarded as a particularly simple case.