Dampfkraftanlage mit Speisewasserspeicher und mehrstufiger Vorwärmung des Speisewassers. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage mit Speisewasser speicher und mehrstufiger Vorwärmung des Speisewassers.
Sie besteht darin, dass nicht nur die Speisewasservorwärmung derjenigen Stufe, in welcher die Speichertemperatur er reicht wird, durch eine Dampfmenge erfolgt, die in Abhängigkeit mindestens einer Grösse des Betriebszustandes der Anlage eingestellt wird, sondern dass auch eine zur Vorwär- mung einer untern Stufe dienende Dampf menge in Abhängigkeit von einer Grösse des Betriebszustandes des Speichers eingestellt wird.
Es ist zweckmässig, die Vorwärmung des Speisewassers derjenigen Stufe, bei welcher die Heisswassertemperatur des Speichers er reicht wird, im Dampfraum desselben mittels in diesen eingeleiteten Frischdampfes und die Vorwärmung der niedrigeren Stufen in Vor wärmern vorzunehmen. Die durch die Vor wärmer strömende Speisewassermenge kann durch ein vom Dampfdruck des Speichers beeinflusstes PLegelorgan gesteuert sein.
Die der letzten Stufe der Vorwärmer zugeführte Anzapfdampfmenge ist zweckmässigerweise unter Berücksichtigung der durchgeleiteten, veränderlichen Speisewassermenge derart ge regelt. dass die Temperatur des aus dem Vor wärmer strömenden Speisewassers einen unterhalb der Heisswassertemperatur des Speichers liegenden Grenzwert nicht über schreitet.
Eine Veränderung der dem Heiss- wasserspeicher zugeführten Dampfmenge kann eine gleichsinnige Veränderung der an die Turbine abgegebenen Dampfmenge zur Folge haben, zu welchem Zwecke die ent sprechenden Regelorgane über ein Rücl-,führ- gestänge miteinander gekuppelt sein können.
Die dem Heisswasserspeicher zugeführte - Dampfmenge könnte Anzapfdampf mit einem auch bei Teillast über dem Speicherdruck liegenden Druck sein. Zweckmässigerweise ist ein By-pass-Ventil, über welches Frischdampf dem Speicher zugeleitet wird,
in Abhängig keit vom Frischdampfdruck geregelt. Bei Verwendung von Anzapfdampf kann die dem Heisswasserspeicher zugeleitete Dampf menge aber auch in Abhängigkeit vom Frisch dampfdruck und zusätzlich von der Frisch- d.ampfmenge gesteuert sein. Bei unter die Solldrehzahl sinkender Drehzahl der Kraft maschine könnte wenigstens eine durch ein automatisches Entnahmeventil gesteuerte An zapfung mittels eines zusätzlichen Impulses des Geschwindigkeitsreglers abgestellt wer den.
Es ist vorteilhaft, den Dampfraum des Speichers über eine Leitung und ein Sicher heitsventil mit dem Kondensator zu verbin den, um bei Überschreiten des zulässigen Druckes im Speicher Dampf in den Kon densator abblasen zu können.
Bei einer mit den angegebenen Regel organen ausgeriisteten Anlage lässt sich der Vorteil erzielen, eine dem Heisswasser speicher im Beharrungszustände zugeführte Dampfmenge und die - ebenfalls der Speise- wasservorwärmung dienenden Anzapfdampf- mengen bei Belastungsstössen zur Mehr leistung in der Kraftmaschine heranzuziehen bezw. bei Entlastung der Kraftmaschine zum Aufladen des Speichers verwenden zu können. Dabei bleibt auch bei Teil- und
sogar bei ganz kleinen Lasten die endgültige Speisewassertemperatur unverändert, obwohl in solchen Fällen der Druck an den Anzapf- stellen und damit die zugehörige Sattdampf- temperatur des den Vorwärmern zugeleiteten Dampfes fällt.
Vorteilhaft in Erscheinung tritt hierbei der Umstand, dass der prozentuale Anteil der dem Heisswasserspeicher zugeleiteten Dampfmenge im Verhältnis zur gesamten Frischdampfmenge bei ganz kleinen Lasten ansteigt, weil in diesem Falle die Speise- ,
wasservörwärmung mittels Turbinenanzapf- dampfes geringer ist. Dadurch ist es möglich, bei Teillasten einen betriebstechnisch wünsch baren, verhältnismässig grösseren Laststoss aufzunehmen als bei Vollast. Lassen sich grössere positive Belastungsstösse von z. B.
<B>1570</B> und mehr voraussehen, so kann durch Senkung des Dampfdruckes im letzten Vor wärmer die der Aufwärmung des Speise wassers im Speicher dienende Dampfmenge entsprechend vergrössert werden, um diese vergrösserte Menge bei auftretendem Be lastungsstoss der Turbine zuzuführen.
Der Erfindungsgegenstand ist an Hand des in der Zeichnung schematisch darge stellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Vom Dampferzeuger 1. beispielsweise einem Zwangsdurchlauf- oder einem Umlauf kessel, führt die Frischdampfleitung 2 über das Einlassventil 3 zur Dampfturbine 4, die z. B. als zwei- oder mehrgehäusige, viel stufige Turbine mit oder ohne Zwischen überhitzung ausgeführt; sein kann. Die Tur bine 4 ist mit einem elektrischen Generator 5 gekuppelt und mit einem Geschwin.dig- keitsregler 6, beispielsweise einem Flieh kraftregler, ausgerüstet.
Der aus der letzten Stufe der Turbine 4 ausströmende expan- dierte Dampf gelangt über die Abdampf- leitung 7 in, den Kondensator 8 und wird in diesem niedergeschlagen. Aus dem Konden sator 8 wird das kalte Kondensat mittels der Kondensatpumpe 9 über die Leitung 10 in den untern Teil des z.
B. als Gleichdriick- speicher ausgebildeten Speisewasserspeichers 11 gefördert, aus welchem dasselbe über die S.peicherumwälzpumpe 12 durch mehrere Vorwärmer 13, 13a gefördert und über die Leitung 14 und das Umwälzregelventil 15 in die Kaskade 16 gelangt, welche im Dampf raum 17 des Speichers 11 angeordnet ist.
Aus dem obern Teil des Speichers 11 fliesst das auf seine endgültige Temperatur vor gewärmte Speisewasser über die Speise leitung 18 zur Kesselspeisepumpe 19 und wird von dieser über die Leitung 20 dem Kessel 1 wieder zugeführt, wodurch der Hauptkreislauf geschlossen ist.
Über das an der Frischdampfleitung 2 angeschlossene By-pass-Ventil 21 und die Dampfleitung 22 wird dem Dampfraum 17 des Speichers 11 Frischdampf zugeführt, der in der Kaskade 16 kondensiert. Der Vor- wärmer 13a wird mit Dampf beheizt, wel cher über die Leitung 23 und das Entnahme- ventil 24 der Turbine 4 an der Anzapfstelle 25 entnommen ist.
Die Beheizung\ der Vor wärmer 13 erfolgt mit Anzapfdampf, wel cher denselben über die Leitungen 26 bezw. 27 von den beiden ungesteuerten Anzapf- stellen 28, 29 der Turbine 4 zugeleitet wird.
Der Dampfraum 17 des Speichers 11 ist über eine Leitung 30 und ein Sicherheits ventil 31 mit dem Kondensator 8 verbunden, so dass bei Drucküberschreitungen im Dampfraum 17 Dampf in den Kondensator 8 abgeblasen wird.
Der Frischdampfdruck im Kessel 1 \wird mittels des By-pass-Ventils 21 geregelt, das zu diesem Zweck mit dem Servomotor 32 aus gerüstet ist. Der Servomotor 32 wird mit Drucköl betätigt, dessen Zu- und Ablauf mittels des über die Leitung 33 vom Frisch dampfdruck beeinflussten Steuerschiebers 34 geregelt wird, so dass der Betriebsdruck im Kessel 1 nicht. über eine einstellbare Maximal- höhe, z. B. 108 at, steigen kann.
Das Einlass- ventil 3 zur Turbine 4 steht in erster Linie unter der Wirkung des Geschwindigkeits reglers 6. Zu diesem Zweck erzeugt dieser mit Hilfe des Druckölschiebers 35 einen 01- druck, welcher über die Leitung 36 den Steuerschieber 37 beeinflusst. Unter der Wir kung der über die Leitung 36 gegebenen Druckimpulse und einer einstellbaren Feder steuert der Steuerschieber 37 die Zufuhr und den Abfluss des Drucköls vom und zum Servomotor 38.
Das Einlassventil 3 ist über das Rückführgestänge 39 mit dem By-pa.ss- Ventil 21 gekuppelt, und zwar derart, dass die Offnungs- und Schliessbewegungen des letzteren eine verhältnisabhängige, gleich sinnige Bewegung des Einlassventils 3 ver ursachen, während die Bewegungen des Ein lassventils 3 über das Rückführgestänge 39 nicht auf das By-pass-Ventil 21 übertragen werden.
Das Entnahmeventil 24 hält den Heiz- dampfdruck im Vorwärmer 13a durch Drosselung des an der Anzapfstelle 25 ent nommenen Anzapfdampfes konstant, bei spielsweise auf 18 at. Zu diesem Zweck ist das Entnahmeventil 24 mit einem Servo motor 40 ausgerüstet, welcher mit Drucköl betätigt wird, dessen Zu- und Abfluss vom Steuerschieber 41 geregelt wird.
Der Steuer schieber 41 steht. über die Leitung 42 unter dem Einfluss des in der Leitung 23 und im Vorwärmer 13a herrschenden Druckes und unter demjenigen einer verstellbaren Feder belastung.
Das in die Leitung 14 eingeschaltete Um- wälzventil 15 beeinflusst die über die Vor wärmer 13, 13a in den Gleichdruckspeicher 11 eingeführte Speisewassermenge derart, dass der Druck in letzterem konstant bleibt und beispielsweise 20 at beträgt. Zu diesem Zweck ist das Umwä.lzventil 15 mit. einem Servomotor 45 ausgerüstet, der mit vom Steuerschieber 43 geregeltem Drucköl be tätigt ist. Über die Leitung 44 wird die Stel lung des Steuerschiebers 43 von dem im Gleiehdruckspeicher 11 herrschenden Druck entgegen der Wirkung einer verstellbaren Feder beeinflusst.
Die Funktionsweise der Regelorgane wird anschliessend an Hand einiger Betriebs zustände erläutert.
Während des Beharrungszustandes fliesst die gesamte, von der Kondensatpumpe 9 ge förderte Kondensatmenge über die Leitung 10 zur Speicherumwälzpumpe 12 und wird von dieser über die Vorwärmer 13, 13a. in den Dampfraum 17 des Speichers 11 einge speist. Beim Austritt aus dem Vom,-ärmer 13a ist die Temperatur des Speisewassers ent sprechend dem in der Leitung 23 vor herrschenden Saudampfdruck von 18 at auf zirka 200 C gestiegen.
Zufolge der mit 'dem Ventil 24 erfolgten Drosselung des an der Anzapfstelle 25 entnommenen Dampfes wird die Vorwärmung auf 200 C auch bei schwan kender Last annähernd konstant gehalten.
Erst bei vollgeöffnetem, ausgesteuertem Ventil 24 und entsprechend kleiner Turbinen- bela.stung wird die Temperatur des aus dem Vorwärmer 13a ausfliessenden Speisewassers unter 200 C sinken.
Das meistenteils mit einer Temperatur von 200 C in die Kaskade 16 gelangende Speisewasser wird von dem über die Leitung , 22 zuströmenden Frischdampf auf eine Satt dampftemperatur von z. B. 214 C aufge heizt, welche dem im Dampfraum 17 des Speichers 11 herrschenden Druck von 20 at entspricht.
Die durch das By-pass-Ventil 21 in den Dampfraum 17 gelangende Frischdampf menge muss für die endgültige Aufheizung des Speisewassers von 200 C oder weniger auf 214 C genügen. Andernfalls sinkt der Druck im Dampfraum 17, so dass die Regel vorrichtungen in Funktion treten und die Entladung des Speichers einleiten. Der Heizer muss in diesem Falle die Feuerinten sität des Kessels 1 zur Wiedererreichung des Beharrungszustandes erhöhen.
Die angeführten Betriebsgrössen sind derart aufeinander abgestimmt, dass im Be reich der Normalbelastung der günstigste Wirkungsgrad bei einer Temperatur von zirka 200 C im Vorwärmer 13a erzielt wird, wobei die Vorwärmüng des Speisewassers im Gleichdruckspeicher 11 auf die endgültige Temperatur von 214 C mittels des in diesen eingeleiteten Frischdampfes den Wirkungs- grad praktisch nicht beeinträchtigt.
Läuft der mit der Turbine 4 gekuppelte Generator 5 unabhängig von einem grossen und von weiteren Turboeinheiten gespeisten elektrischen Netz, so wird ein Belastungs- stoss unter Heranziehung des Gleichdruck speichers 11 in folgender Weise ausreguliert:
Durch die zum Sinken neigende Drehzahl der Turbine 4 bewirkt der Gesebwindigkeits- regler 6 über den Druckölschieber 35 und den Steuerschieber 37 ein vermehrtes Öffnen des Einlassventils 3, wodurch die Turbine 4 unverzüglich mehr Dampf erhält. Dadurch sinkt der Druck im Kessel 1.
Diese Druck- verminderung bewirkt über den Steuerschie ber 34 und den Servomotor 32 eine Bewe gung des By-pass-Ventils 21 in der Schliess richtung, wodurch sich die in den Dampf raum 17 einströmende Dampfmenge ver ringert. Die dadurch verursachte Druck verminderung im Dampfraum 17 hat über den Steuerschieber 43 und den Servomotor 45 die Bewegung des Umwälzventils 15 in der Schliessrichtung zur Folge, so dass die von der Umwälzpumpe 12 durch die Vor wärmer 13 geförderte Speisewassermenge kleiner wird.
Der Dampfdruck in der Lei tung 23 neigt zum Steigen, wodurch über den Regelschieber 41 und den Servomotor 40 das Entnahmeventil 24 in Tätigkeit tritt und die Drosselung des an der Anzapfstelle 25 entnommenen Heizdampfes verstärkt.
Auch in den Leitungen 26 und 27 steigt zu folge des verminderten Speisewasserdurch- flusses der Dampfdruck, so dass alle drei Entnahmedampfmengen reduziert werden und folglich mehr Dampf bis in den Kon densator 8 expandiert und die Turbine 4 eine demzufolge entsprechend grössere Leistung abgibt.
Die Speisung des Kessels 1 mit auf die endgültige Temperatur vorgewärmtem, dem Gleichdruckspeicher 11 entnommenen Speise wasser von. 214_ C bleibt aufrechterhalten. Infolge der verminderten, durch die Vorwär- mer 13 geförderten Speisewassermenge ge langt ein Teil des von der Kondensatpumpe 9 geförderten kalten Kondensates über die Leitung 10 in den Unterteil des Gleichdruck speichers, wodurch die Trenuschicht zwi schen kaltem und warmem Speisewasser ge hoben und der Speicher 11 entladen wird.
Nach Massgabe des Ladezustandsanzeigers vergrössert nun das Heizpersonal die Feuer intensität, so dass die im Kessel 1 erzeugte Frischdampfmenge vergrössert und ein neuer Beharrungszustand erreicht wird. Eine Ent lastung der Turbine wird in entsprechender Weise ausreguliert, wobei der Speicher 11 aufgeladen und durch Verminderung der Feuerintensität der neue Beharrungszustand erreicht werden kann.
Ist der mit der Turbine 4 gekuppelte Ge nerator an ein grosses, von weiteren Turbo einheiten gespeistes elektrisches Netz mit konstanter Frequenz geschaltet, so gestaltet sich die Ausregelung z. B. bei einer Ver grösserung der Dampferzeugung im Kessel 1 ohne Beeinflussung der Turbinenleistung folgendermassen: Der Druck im Kessel 1 steigt, wodurch das By-pass-Ventil 21 über den Steuerschieber 34 und den Servomotor 32 stärker öffnet.
Das mit dem By-pass-Ventil 21 verbundene Rückführgestänge 39 führt zwangläufig eine Auslenkung durch und bewegt das Einlass- ventil 3 zur Turbine 4 in der Offnungsrich- tung, und zwar in einem bestimmten, vom Übersetzungsverhältnis des Rückführgestän- ges 39 abhängigen Verhältnis. Durch die vermehrte Öffnung der Ventile 21 und 3 wird eine Drucksteigerung im Kessel 1 ver mieden.
Die über die Leitung 22 in den Dampfraum 17 des Speichers 11 strömende vergrösserte Frischdampfmenge bewirkt einen Druckanstieg im Raum 17, welcher ein ver mehrtes Öffnen des Umwälzventils 15 ver ursacht, so dass die von der Umwälzpumpe 12 geförderte Wassermenge steigt.
Die Kon- densatpumpe 9 bringt aber nicht wesentlich mehr Kondensat über die Leitung 10 heran, so dass aus dem untern Teil des Gleichdruck- speichers 11 Kaltwasser entnommen und zu sammen mit dem Kondensat durch die Vor wärmer 13, 13a gefördert wird: In den Lei tungen 23, 26, 27 sinkt der Dampfdruck, wodurch das Entnahmeventil 24 über den Regelschieber 41 und den Servomotor 40 mehr öffnet. Die an den drei Entnahmestel len 25, 28, 29 aus der Turbine 4 abströmen den Vorwärmedampfmengen vergrössern sich.
Die Bewegungen der über das Rückführ- gestänge 39 miteinander gekuppelten Ventile 21 und 3 lassen sich ohne Schwierigkeiten durch entsprechende Anordnung der Dreh punkte derart aufeinander abstimmen, dass die einer vergrösserten FrischJampfmenge an sieh entsprechende Leistungssteigerung in der Turbine 4 ausgeglichen wird durch eine gleichzeitige Vergrösserung der Anzapf- dampfmenge. Die vermehrte Frischdampf menge lässt -sich damit ausschliesslich zur Aufladung des Speichers 11 verwenden,
ohne dass die Turbine 4 zu einer höheren Lei stungsabgabe veranlasst -wird. Unter Beobach tung des sich erhöhenden Ladezustandes im Gleichdruckspeicher 11 kann die Feuer intensität im Kessel 1 verringert und ein neuer Beharrungszustand erreicht werden.
Wird umgekehrt die Dampferzeugung im Dampferzeuger 1 ohne Herabsetzung der Turbinenleistung verringert, anstatt erhöht, so leitet die Regeleinizchtung eine entspre chende Entladung des Speichers 11 ein, wel cher durch Erhöhung der Feuerintensität entgegenwirkt und ein neuer Beharrungs zustand erreicht werden kann.
Die Dampfkraftanlage gemäss der Erfin dung ist nicht auf die im Ausführungs- beispiel im einzelnen gezeigte Ausbildung beschränkt und kann daher zur Erzielung oder Verstärkung weiterer gewünschter Wir kungen mit entsprechenden Elementen, wie beispielsweise Grenzregler, Schnellschluss- ventile, automatische Kessel- und Feuerungs- regelungen usw., ausgerüstet sein.
Auch die Umwälzpumpe 12 und das LTmwälzregel- organ 15 könnten in ihrer Wirkung ersetzt sein durch eine Schaltung mit reb lb,a-ren Dreiweg- und andern Ventilen, welche vom Servomotor 43 an Stelle des Ventils 15 ge steuert sein könnten.
Es wäre ferner möglich, das Entnahme ventil 24 für den dem Vorwärmer 13a zuzu führenden Anzapfdampf, zusätzlich dem Geschwindigkeitsregler 6 der Turbine zu unterstellen, um dasselbe beim Auftreten eines positiven Laststosses noch rascher zum Schliessen zu bringen als durch die Einwir kung des By-pass-Ventils 21 und des Speise wasserumwälzventils 15 allein.
Das Tur- bineneinlassventil 3 könnte zusätzlich auch der Wirkung eines Admissionsreglers unter- worfen sein, der ein. zu starkes Absinken des Druckes im Kessel 1 bei ausgesteuertem Ventil 21 verhindern würde.
Das Ventil 21 könnte zusätzlich zu der Steuerung in Abhängigkeit vom Frisch dampfdruck auch von derFrischdampfmenge beeinflusst werden. Zu diesem Zweck könnte in der Leitung 2 in bekannter Weise eine Drosselblende angeordnet sein. Der Unter schied zwischen den Drücken vor und nach der Blende, der zugleich ein Mass für die durch die Blende durchströmende Dampf menge ist, kann als Impulsgeber für die Be einflussung des Ventils 21. verwendet werden.
Anstatt, wie dies zu der Abbildung be schrieben ist, nur eine Anzapfstelle durch ein Ventil zu beeinflussen, könnten selbst= verständlich auch mehrere Anzapfstellen steuerbar ausgebildet sein.
Steam power plant with feed water storage and multi-stage preheating of the feed water. The present invention relates to a steam power plant with feed water storage and multi-stage preheating of the feed water.
It consists in the fact that not only the feed water preheating of the stage in which the storage temperature is reached is carried out by an amount of steam that is set as a function of at least one variable of the operating state of the system, but also one that serves to preheat a lower stage Steam amount is set depending on a size of the operating state of the memory.
It is advisable to preheat the feed water of the stage at which the hot water temperature of the storage tank is sufficient, in the steam room of the same by means of live steam introduced into this and to preheat the lower stages in pre-warmers. The amount of feed water flowing through the pre-warmer can be controlled by a control element influenced by the steam pressure of the storage tank.
The amount of bleed steam supplied to the last stage of the preheater is expediently regulated in this way, taking into account the variable amount of feed water that is passed through. that the temperature of the feed water flowing out of the pre-heater does not exceed a limit value below the hot water temperature of the storage tank.
A change in the amount of steam supplied to the hot water storage tank can result in a change in the amount of steam delivered to the turbine in the same direction, for which purpose the corresponding control elements can be coupled to one another via a return linkage.
The amount of steam supplied to the hot water storage tank could be bleed steam with a pressure above the storage tank pressure even at partial load. It is advisable to use a by-pass valve, via which live steam is fed to the storage tank,
Regulated as a function of the live steam pressure. When using bleed steam, the amount of steam supplied to the hot water storage tank can also be controlled as a function of the fresh steam pressure and also the amount of fresh steam. When the engine speed drops below the target speed, at least one tap controlled by an automatic extraction valve could be turned off by means of an additional pulse from the speed controller.
It is advantageous to connect the vapor space of the memory via a line and a safety valve with the condenser in order to be able to blow off steam into the condenser when the permissible pressure in the memory is exceeded.
In the case of a system equipped with the specified control elements, the advantage can be achieved that a quantity of steam fed to the hot water storage tank in the steady state and the quantities of bleed steam, which are also used to preheat the feed water, can be used for increased power in the engine in the event of load surges. to be able to use when relieving the engine for charging the memory. This also applies to partial and
the final feed water temperature remains unchanged even with very small loads, although in such cases the pressure at the taps and thus the associated saturated steam temperature of the steam fed to the preheaters falls.
The fact that the percentage of the amount of steam supplied to the hot water storage tank increases in relation to the total amount of live steam at very small loads is advantageous because in this case the feed,
water preheating by means of turbine extraction steam is lower. This makes it possible, with partial loads, to absorb an operationally desirable, relatively larger load surge than at full load. Can larger positive impact surges of z. B.
Foresee <B> 1570 </B> and more, by lowering the steam pressure in the last pre-warmer, the amount of steam used to heat the feed water in the storage tank can be increased accordingly in order to supply this increased amount to the turbine when a load surge occurs.
The subject matter of the invention is explained using the exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
From the steam generator 1. For example, a forced flow or a circulation boiler, the live steam line 2 leads via the inlet valve 3 to the steam turbine 4, which z. B. designed as a two- or multi-housing, multi-stage turbine with or without intermediate overheating; can be. The turbine 4 is coupled to an electrical generator 5 and equipped with a speed controller 6, for example a centrifugal force controller.
The expanded steam flowing out of the last stage of the turbine 4 reaches the condenser 8 via the exhaust steam line 7 and is deposited therein. From the condenser 8, the cold condensate by means of the condensate pump 9 via line 10 in the lower part of the z.
B. is promoted as a constant pressure storage tank 11, from which the same is promoted via the storage pump 12 through several preheaters 13, 13a and via the line 14 and the circulation control valve 15 in the cascade 16, which in the steam chamber 17 of the storage 11 is arranged.
From the upper part of the memory 11, the feed water, heated to its final temperature, flows through the feed line 18 to the boiler feed pump 19 and is fed from this via line 20 to the boiler 1 again, whereby the main circuit is closed.
Via the by-pass valve 21 connected to the live steam line 2 and the steam line 22, live steam is fed to the steam space 17 of the store 11 and condenses in the cascade 16. The preheater 13a is heated with steam, which is taken via the line 23 and the extraction valve 24 of the turbine 4 at the tapping point 25.
The heating \ of the pre-warmer 13 takes place with bleed steam, wel cher the same via the lines 26 respectively. 27 is fed from the two uncontrolled taps 28, 29 of the turbine 4.
The vapor space 17 of the store 11 is connected to the condenser 8 via a line 30 and a safety valve 31, so that if the pressure in the vapor space 17 is exceeded, steam is blown into the condenser 8.
The live steam pressure in the boiler 1 \ is regulated by means of the by-pass valve 21, which is equipped with the servomotor 32 for this purpose. The servomotor 32 is operated with pressurized oil, the inflow and outflow of which is regulated by means of the control slide 34, which is influenced by the fresh steam pressure via the line 33, so that the operating pressure in the boiler 1 is not. via an adjustable maximum height, e.g. B. 108 at, can rise.
The inlet valve 3 to the turbine 4 is primarily under the action of the speed regulator 6. For this purpose, the latter generates an oil pressure with the aid of the pressure oil slide 35, which influences the control slide 37 via the line 36. Under the action of the pressure pulses given via the line 36 and an adjustable spring, the control slide 37 controls the supply and discharge of the pressure oil from and to the servomotor 38.
The inlet valve 3 is coupled to the By-pa.ss- valve 21 via the return linkage 39, in such a way that the opening and closing movements of the latter cause a ratio-dependent, identical movement of the inlet valve 3, while the movements of the inlet valve 3 cannot be transmitted to the by-pass valve 21 via the return linkage 39.
The extraction valve 24 keeps the heating steam pressure in the preheater 13a constant, for example at 18 atm, by throttling the extraction steam withdrawn at the extraction point 25. For this purpose, the extraction valve 24 is equipped with a servo motor 40 which is operated with pressurized oil Inflow and outflow from the control slide 41 is regulated.
The control slide 41 is. via line 42 under the influence of the pressure prevailing in line 23 and in preheater 13a and under that of an adjustable spring load.
The circulation valve 15 switched on in the line 14 influences the amount of feed water introduced into the constant pressure accumulator 11 via the pre-heaters 13, 13a in such a way that the pressure in the latter remains constant and is, for example, 20 atm. For this purpose, the circulation valve 15 is included. a servomotor 45 equipped, which is operated with controlled by the spool 43 pressure oil be. Via line 44, the position of the control slide 43 is influenced by the pressure prevailing in the balancing pressure accumulator 11 against the action of an adjustable spring.
The functioning of the control organs is then explained using some operating states.
During the steady state, the entire amount of condensate conveyed by the condensate pump 9 flows via the line 10 to the storage circulation pump 12 and is from this via the preheater 13, 13a. in the steam chamber 17 of the memory 11 is fed. When exiting the vomer-poorer 13a, the temperature of the feed water has risen from 18 at to about 200 C in accordance with the steam pressure prevailing in line 23.
As a result of the throttling of the steam withdrawn at the tapping point 25 with 'the valve 24, the preheating to 200 C is kept approximately constant even with a fluctuating load.
The temperature of the feed water flowing out of the preheater 13a will only drop below 200.degree. C. when the valve 24 is fully open and controlled and the turbine load is correspondingly low.
Most of the feed water coming into the cascade 16 at a temperature of 200 C is heated by the live steam flowing in via line 22 to a saturated steam temperature of z. B. 214 C is heated up, which corresponds to the pressure of 20 atm in the steam chamber 17 of the memory 11.
The amount of live steam passing through the bypass valve 21 into the steam space 17 must be sufficient for the final heating of the feed water from 200 ° C. or less to 214 ° C. Otherwise, the pressure in the vapor space 17 drops, so that the control devices come into operation and initiate the discharge of the accumulator. In this case, the heater must increase the fire intensity of the boiler 1 in order to regain the steady state.
The specified operating parameters are coordinated in such a way that, in the normal load area, the most favorable efficiency is achieved at a temperature of around 200 C in the preheater 13a, with the preheating of the feed water in the constant pressure accumulator 11 to the final temperature of 214 C by means of the temperature introduced into it Live steam practically does not affect the efficiency.
If the generator 5 coupled to the turbine 4 runs independently of a large electrical network fed by other turbo units, a load surge is regulated in the following manner using the equal pressure accumulator 11:
As a result of the decreasing speed of the turbine 4, the speed regulator 6 causes the inlet valve 3 to open more via the pressure oil slide 35 and the control slide 37, whereby the turbine 4 immediately receives more steam. This reduces the pressure in boiler 1.
This pressure reduction causes the bypass valve 21 to move in the closing direction via the control slide 34 and the servomotor 32, whereby the amount of steam flowing into the steam chamber 17 is reduced. The pressure reduction in the steam chamber 17 caused by this causes the circulation valve 15 to move in the closing direction via the control slide 43 and the servomotor 45, so that the amount of feed water conveyed by the circulation pump 12 through the pre-heater 13 becomes smaller.
The steam pressure in the line 23 tends to rise, whereby the extraction valve 24 comes into operation via the control slide 41 and the servomotor 40 and the throttling of the heating steam withdrawn at the tap 25 increases.
The steam pressure also rises in lines 26 and 27 as a result of the reduced feedwater flow, so that all three extraction steam quantities are reduced and consequently more steam expands into the condenser 8 and the turbine 4 delivers a correspondingly greater power.
The feed of the boiler 1 with preheated to the final temperature, the constant pressure reservoir 11 taken from feed water. 214_ C is maintained. As a result of the reduced amount of feed water conveyed by the preheater 13, part of the cold condensate conveyed by the condensate pump 9 reaches the lower part of the constant pressure storage via line 10, whereby the separation layer between cold and warm feed water is lifted and storage 11 is discharged.
According to the charge status indicator, the heating staff increases the fire intensity so that the amount of live steam generated in the boiler 1 increases and a new steady state is achieved. A discharge of the turbine is regulated in a corresponding manner, the memory 11 being charged and the new steady state can be achieved by reducing the fire intensity.
If the generator coupled to the turbine 4 is connected to a large electrical network fed by other turbo units at a constant frequency, the compensation is e.g. B. with an increase in the steam generation in boiler 1 without influencing the turbine performance as follows: The pressure in boiler 1 increases, whereby the by-pass valve 21 via the spool 34 and the servo motor 32 opens more.
The return linkage 39 connected to the bypass valve 21 inevitably performs a deflection and moves the inlet valve 3 to the turbine 4 in the opening direction, in a specific ratio dependent on the transmission ratio of the return linkage 39. The increased opening of the valves 21 and 3, an increase in pressure in the boiler 1 is avoided ver.
The increased amount of live steam flowing through the line 22 into the steam space 17 of the memory 11 causes a pressure increase in the space 17, which causes the circulation valve 15 to open more and more, so that the amount of water delivered by the circulation pump 12 increases.
The condensate pump 9 does not bring in significantly more condensate via the line 10, so that cold water is taken from the lower part of the constant pressure accumulator 11 and conveyed together with the condensate through the preheaters 13, 13a: In the lines 23, 26, 27, the vapor pressure drops, as a result of which the extraction valve 24 opens more via the control slide 41 and the servomotor 40. The amounts of preheating steam flowing out of the turbine 4 at the three withdrawal points 25, 28, 29 increase.
The movements of the valves 21 and 3, which are coupled to one another via the return rod 39, can be coordinated with one another without difficulty by appropriate arrangement of the pivot points in such a way that the increase in power in the turbine 4 corresponding to an increased amount of fresh steam is compensated by a simultaneous increase in the tap - amount of steam. The increased amount of live steam can thus only be used to charge the storage tank 11,
without causing the turbine 4 to deliver higher power. While observing the increasing state of charge in the constant pressure accumulator 11, the fire intensity in the boiler 1 can be reduced and a new steady state can be achieved.
Conversely, if the steam generation in the steam generator 1 is reduced instead of increased without reducing the turbine output, the Regeleinizchtung initiates a corresponding discharge of the memory 11, which counteracts wel cher by increasing the fire intensity and a new steady state can be achieved.
The steam power plant according to the invention is not limited to the training shown in detail in the exemplary embodiment and can therefore be used to achieve or reinforce other desired effects with appropriate elements, such as limit regulators, quick-closing valves, automatic boiler and firing controls, etc. ., be equipped.
The effect of the circulation pump 12 and the circulation control element 15 could also be replaced by a circuit with reb lb, a-ren three-way and other valves, which could be controlled by the servomotor 43 instead of the valve 15.
It would also be possible to place the extraction valve 24 for the bleed steam to be supplied to the preheater 13a, in addition to the speed controller 6 of the turbine, in order to bring it to close even more quickly when a positive load surge occurs than by the effect of the bypass Valve 21 and the feed water circulation valve 15 alone.
The turbine inlet valve 3 could additionally also be subjected to the action of an admissions regulator, which is a. would prevent the pressure in boiler 1 from dropping too much when valve 21 is actuated.
In addition to the control as a function of the fresh steam pressure, the valve 21 could also be influenced by the fresh steam quantity. For this purpose, a throttle orifice could be arranged in the line 2 in a known manner. The difference between the pressures before and after the diaphragm, which is also a measure of the amount of steam flowing through the diaphragm, can be used as a pulse generator for influencing valve 21.
Instead of influencing only one tapping point by means of a valve, as described in relation to the figure, several tapping points could of course also be designed to be controllable.