Verfahren zum Überlastbetrieb von Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt.. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überlastbetrieb von Wärmekraftanla gen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt, wobei das durch äussere Wärmezufuhr erhitzte Arbeitsmittel unter äusserer Leistungsabgabe in mindestens einer Turbine expandiert, um hierauf in min destens einem Turboverdichter wieder auf höheren Druck gebracht zu werden, und wo bei ferner die Dichte des umlaufenden Ar beitsmittels angenähert proportional zur jeweiligen äussern Leistungsabgabe der Tur bine geändert wird.
Anlagen dieser Art werden für normale oder maximale Belastung ausgelegt, wobei die zulässigen maximalen Temperaturen bei gegebenen Drücken von den Materialeigen schaften abhängig sind. Sie weisen dabei den nur ihnen zukommenden, Vorteil auf, dass sich die durch Überlasten bedingten höheren Leistungsabgaben bei sich gleich- bleibender Drehzahl der Turbinen, lediglich durch Heben. des Druckniveaus im geschlos senen Kreislauf erzeugen lassen. Um nun diese Eigenschaft ausnutzen zu können, wird gemäss vorliegender Erfindung die Tempe ratur des Arbeitsmittels mit zunehmender Überlast immer mehr gesenkt.
Dadurch muss allerdings bei Überlasten eine Verschlechte rung des Wirkungsgrades der Wärmekraft anlage in Kauf genommen werden, da der in Anlagen der umschriebenen Art vorhandene Kreislauf die Eigenschaft aufweist; dass bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen der thermische Gesamtwirkungsgrad unabhängig vom Absolutdruck und bei gegebenem Druck verhältnis zwischen Hoch- und Niederdruck seite nur von der Temperatur abhängig ist. Dafür erlaubt aber das neue Verfahren, zu erreichen, dass auch bei Überlasten, wo das Druckniveau im Kreislauf höher ist als bei Normallast, die Dauerstandsfestigkeit der Bauteile, welche für die Verhältnisse bei NTormallast in Rechnung gesetzt worden ist, nicht überschritten wird.
Die durch den höheren Druck bedingte grössere Beanspru chung der Teile der Anlage wird nämlich durch die von der Temperaturseite her zu folge Absenkung der Temperatur erlaubte höhere Dauerstandsfestigkeit der Baustoffe wieder zulässig. Die Möglichkeit. bei sich gleichbleibender Drehzahl der Maschinen auch mit Überlast arbeiten zu können, ist aber in vielen Fällen. von solcher Bedeu tung, da.ss sich ein etwas schlechterer Wir kungsgrad bei Überlasten wohl in Kauf nehmen lässt. In diesem Zusammenhange wirkt sich der Umstand besonders günstig aus, dass in den hohen Temperaturbereichen (etwa<B>500'</B> bis<B>7000</B> C), für welche die An wendung des vorliegenden Verfahrens in Frage kommt.
Senkungen der Temperatur eine. verhältnismässig starke Verschiebung der Dauerstandsfestigkeit nach oben zur Folge haben. So gibt es Spezialstähle, bei denen die Dauerstandsfestigkeit bei<B>600'</B> C um etwa 20% grösser ist als bei<B>650'</B> C und bei 550" um etwa 33% grösser als bei <B>600'</B> C. In letzterem Falle erlaubt somit eine Temperatursenkung von 50 C eine Erhöhung des Druckniveaus im Kreislauf um<B>33%.</B>
Beim Auftreten von Überlasten wird die Temperatur des Arbeitsmittels zweckmässig in dem Masse gesenkt, dass die den erhöhten Arbeitsdrücken entsprechenden Spannungen in den Teilen der Anlage, insbesondere in ihren Apparaten und Leitungen, an keiner Stelle die zulässige Dauerbeansprucbung überschreiten.
Method for the overload operation of thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a circuit under excess pressure. The invention relates to a method for the overload operation of thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, continuously describes a circuit under excess pressure, The working medium heated by external heat supply expands with external power output in at least one turbine in order to be brought back to higher pressure in at least one turbo-compressor, and where the density of the circulating working medium is approximately proportional to the respective external power output of the turbine will be changed.
Systems of this type are designed for normal or maximum loads, the maximum permissible temperatures at given pressures depending on the material properties. They have the advantage that they only have, that the higher power outputs caused by overloads are only reduced by lifting the turbine at a constant speed. of the pressure level in the closed circuit. In order to be able to take advantage of this property, according to the present invention, the temperature of the working fluid is lowered more and more with increasing overload.
As a result, however, a deterioration in the efficiency of the thermal power plant must be accepted in the event of overloads, since the circuit present in plants of the type described has the property; that with otherwise constant conditions, the overall thermal efficiency is independent of the absolute pressure and, for a given pressure ratio between the high and low pressure sides, only depends on the temperature. In return, however, the new process allows to achieve that even with overloads, where the pressure level in the circuit is higher than with normal load, the durability of the components, which has been taken into account for the conditions with N normal load, is not exceeded.
The greater stress on the parts of the system caused by the higher pressure is in fact permitted again due to the lowering of the temperature, which is permitted by the temperature side. The possibility. In many cases, however, it is possible to work with an overload while the machine speed remains constant. Of such importance that a somewhat poorer degree of efficiency can be accepted in the event of overloads. In this context, the fact that in the high temperature ranges (approximately <B> 500 '</B> to <B> 7000 </B> C) for which the application of the present method is possible has a particularly favorable effect .
Temperature drops one. result in a relatively strong upward shift in fatigue strength. There are special steels for which the fatigue strength at <B> 600 '</B> C is around 20% greater than that of <B> 650' </B> C and at 550 "it is around 33% greater than that of < B> 600 'C. In the latter case, a temperature reduction of 50 C allows the pressure level in the circuit to increase by <B> 33%. </B>
When overloads occur, the temperature of the working medium is expediently reduced to the extent that the stresses corresponding to the increased working pressures in the parts of the system, especially in its apparatus and lines, do not exceed the permissible continuous load at any point.