CH344426A - Verfahren zum Betreiben einer Dampfkraftanlage mit Zwischenüberhitzung durch Frischdampf - Google Patents

Description

  Verfahren zum Betreiben einer Dampfkraftanlage mit Zwischenüberhitzung durch     friscampf       Es ist bei Dampfkraftanlagen mit mehreren hin  tereinandergeschalteten Turbinen bekannt, zwischen  verschiedene Turbinen als     Zwischenüberhitzer    die  nende     Wärmeaustauscher    einzuschalten, um den Ab  dampf der jeweils vorhergehenden Turbine mittels  überhitzten Frischdampfes zu überhitzen. Der bei  der Zwischenüberhitzung     herabgekühlte    Frischdampf  wird bei derartigen Anlagen abermals einer über  hitzung unterworfen, bevor er in die Hochdruck  turbine geleitet wird.  



  Um zu erreichen, dass der     Prozessverlauf    im       T-s-Diagramm    ein Maximum an Flächeninhalt um  schliesst, wird erfindungsgemäss ein Verfahren zum  Betreiben einer Dampfkraftanlage mit Zwischen  überhitzung durch Frischdampf vorgeschlagen, nach  dem der überhitzte Frischdampf vor Eintritt in die  Hochdruckturbine einen Teil seiner     überhitzungs-          wärme    über mindestens einen     Wärmeaustauscher    an  den zu nachfolgenden Turbinen strömenden Dampf  abgibt, damit der zur Hochdruckturbine strömende  Dampf die gleiche Temperatur besitzt wie jener  Dampf, der zu mindestens einer nachgeschalteten  Turbine strömt.  



  Dabei ist es vorteilhaft, die Wärmeabgabe in  mehreren     hintereinandergeschalteten        Wärmeaustau-          schern    vorzunehmen, wobei die     Wärmeaustauscher     in der durch die Höhe der Temperaturdifferenzen  gegebenen Reihenfolge durchströmt werden. Dabei  kann zu Regelzwecken den     Wärmeaustauschern    oder  einem Teil derselben eine     Bypassleitung    parallel ge  schaltet sein, so dass jeweils Dampf höherer und min  derer Temperatur vor Eintritt in die Hochdruck  turbine gemischt bzw. die Zwischenüberhitzung ge  regelt werden kann.  



  Ist die Dampftemperatur durch Abgabe der  Überhitzungswärme in dem oder den     Wärmeaustau-          schern    so weit herabgesunken, dass die geforderte    Eintrittstemperatur für die Hochdruckturbine unter  schritten wird, so kann der Frischdampf nochmals im  Kessel zwischenüberhitzt werden und wiederum über  hitzungswärme über     Wärmeaustauscher    an den zu  vorgeschalteten Turbinen strömenden Dampf abge  ben, bevor er in die Hochdruckturbine eintritt. Um  die Temperatur des Frischdampfes vor Eintritt in die  Hochdruckturbine zu regeln, empfiehlt es sich, den       Zwischenüberhitzer    durch eine weitere regelbare       Bypassleitung    zu überbrücken.  



  Der     Wärmeaustauscher    kann in einem über  strömteil von einem Turbinengehäuse zum nächst  folgenden liegen und eine     Wärmeaustauschfläche    be  sitzen, die aus Rohren gebildet ist. Besonders vor  teilhaft ist, bei     zweischaliger    Gehäuseausbildung der  Turbinen die     Wärmeaustauscher    in die vom Arbeits  dampf durchströmten Ringkanäle zu legen und ins  besondere in Form eines halbringförmigen Rohr  systems auszubilden.  



  Eine andere Lösung ist die, die     Wärmeaustau-          scher    ausserhalb aber unmittelbar an dem Turbinen  gehäuse vorzusehen und selbst als     überströmelement     von einer Turbine zur nachfolgenden auszubilden.  Die     Wärmeübertragungsfläche    ist dann derart unter  zubringen, dass sich eine um 90 , dann um l80  und  schliesslich wieder eine um 90  abgelenkte Strömung  des     zwischenzuüberhitzenden    Arbeitsdampfes ergibt.  



  An Hand der Zeichnung wird das erfindungs  gemässe Verfahren beispielsweise näher erläutert.       Fig.    1 zeigt eine gemäss der Erfindung ausgebil  dete Dampfkraftanlage.  



       Fig.    2 zeigt den     Dampfprozess    der Dampfkraft  anlage nach     Fig.    1 im     T-s-Diagramm.     



       Fig.    3 zeigt die Anwendung der Zwischenüber  hitzung durch strömenden Frischdampf in dem       Überströmteil    zwischen zwei Turbinengehäusen  schematisch.      Die     Fig.    4, 5 und 6 zeigen die Zwischen  überhitzung durch strömenden Frischdampf im Ring  kanal von     zweischaligen    Turbinen.  



  Die     Fig.    7, 8 und 9 zeigen die     Anbringung    der       Wärmeaustauschfläche    in einem Gehäuse, das unmit  telbar am Turbinengehäuse angeflanscht ist.  



  In     Fig.    1 sind verschiedene Turbinen einer Tur  binenanlage mit 1, 2, 3 und 4 bezeichnet, zwischen  denen die     Wärmeaustauscher    I,     1I    und     III    liegen.  Die Turbinen treiben einen Generator 6 an. Der  Dampf wird durch einen Kessel 5 erzeugt. Der  Frischdampf durchströmt die beiden     Wärmeaustau-          scher    I und     1I    unter Abgabe eines Teils seiner Über  hitzungswärme und wird im     Zwischenüberhitzer    des  Kessels 5 wieder aufgeheizt, bevor er über den       Wärmeaustauscher        III    in die Hochdruckturbine 1  gelangt.

   Der     überströmdampf    zwischen den einzel  nen Turbinen wird jeweils durch die entsprechenden       Wärmeaustauscher    aufgeheizt.  



  Das     T-s-Diagramm    nach     Fig.    2 veranschaulicht  den     Dampfkraftprozess    mit mehrfacher Zwischen  überhitzung durch hochüberhitzten Frischdampf, wo  bei die überhitzten Dampfströme zu den einzelnen  Turbinen gleiche Temperatur besitzen. Damit wird,  wie bereits vorstehend bemerkt, erreicht, dass der       Prozessverlauf    im     T-s-Diagramm    ein Maximum an  Flächeninhalt umschliesst.

   Wenn in dem im     T-s-          Diagramm    eingezeichneten Ausführungsbeispiel der  Dampf nicht von 600, sondern von 700  C aus  expandieren würde, ergäbe sich zwar ein im Tempe  raturmassstab höheres, aber im Flächeninhalt klei  neres     Prozessdiagramm.    In dem eingezeichneten Aus  führungsbeispiel verlässt der Frischdampf den Kessel  mit 700  C, strömt nacheinander durch die     Wärme-          austauscher    I und     II,    führt zum Kessel zurück, wird       dort    auf 650  C zwischenerhitzt und strömt dann  schliesslich über den     Wärmeaustauscher        III    der  Hochdruckturbine 1 zu.

   Auf diese Weise wird er  reicht, dass die Temperatur des Dampfes am Eintritt  in die Turbinen 1, 2, 3 und 4 jeweils 600  C be  trägt, wobei die Zwischendrücke     p2,    p3 und     p4    im  Verhältnis zum Druck     p1    optimal zu wählen sind.  



  In der     Fig.    3 ist eine Dampfkraftanlage darge  stellt, bei der nur ein     Wärmeaustauscher    IV, der an  der     überströmleitung    zwischen zwei Turbinen liegt,  vorgesehen ist.  



  In     Fig.    4 ist die Zwischenüberhitzung durch strö  menden Frischdampf im Ringkanal von     zweischali-          gen    Turbinen gezeigt. Die äussere Schale 5 der einen  Turbine erhält, wie der in     Fig.    5 dargestellte Quer  schnitt zeigt, oben und unten je eine Erweiterung;  welche die Sammler 7 für die     Wärmeaustauscher    8  aufnehmen. Die     Wärmeaustauschfläche    wird durch       schlangenförmige    Rohre gebildet, welche von dem  einen Sammler 7 zu dem andern Sammler 7 führen.

    Der Arbeitsdampf verlässt das innere Gehäuse 9 der  vorgenannten Turbine, strömt durch den Ringkanal  zwischen den beiden Gehäusen 5 und 9 und durch  die     Wärmeaustauscher    8 der zweiten Turbine zu.  Nach Abnehmen des obern Teils des äussern Ge-         häuses    5 lässt sich der betreffende     Wärmeaustauscher     8 nach Lösung der     Flanschverbindung    von aussen  (siehe     Fig.    6) leicht ausfahren. Das gleiche gilt auch  für den untern Teil des äussern Gehäuses 5.  



  Die     Fig.    7 und 8 zeigen einen aus Rohrschlangen  bestehenden und Sammler aufweisenden     Wärme-          austauscher;    welcher in einem Gehäuse 10 liegt, das       ober-    oder unterhalb der Turbinenanlage 11 zwi  schen den zwei Turbinen 12 und 13 an das gemein  same Turbinengehäuse angeflanscht ist. Das Turbi  nengehäuse besitzt an der     Flanschstelle    eine durch  Stege 14 überbrückte und durch einen zentralen  Quersteg 15 geteilte durchgehende Öffnung.

   Der von  der ersten Turbine 12 kommende und     zwischenzu-          überhitzende    Arbeitsdampf strömt durch die eine       Stutzenöffnung    in die Heizfläche des     Wärmeaustau-          schers,    kehrt in diesem um die eingebaute Trennwand  16 um, durchströmt die zweite Hälfte der Wärme  austauschfläche und tritt durch die zweite Stutzen  öffnung wieder in das Turbinengehäuse 10 und in  die zweite Turbine 13 ein. Im     Wärmeaustauscher     besteht zwischen     Arbeits-    und Frischdampf stets  Querströmung.

   Nach Abbau des Gehäuses 10 kann  der     Wärmeaustauscher    durch Aufschneiden der  Schweissverbindungen von aussen (siehe     Fig.    9) nach  unten ausgefahren werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Betreiben einer Dampfkraft anlage mit Zwischenüberhitzung durch Frischdampf, dadurch gekennzeichnet, dass der überhitzte Frisch dampf vor Eintritt in die Hochdruckturbine einen Teil seiner Überhitzungswärme über mindestens einen Wärmeaustauscher an den zu nachfolgenden Turbinen strömenden Dampf abgibt, damit der zur Hochdruckturbine strömende Dampf die gleiche Temperatur besitzt wie jener Dampf, der zu min destens einer nachgeschalteten Turbine strömt.

   1I. Dampfkraftanlage zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wärmeaustauscher mit aus Rohren gebildeter Wärmeübertragungsfläche in einen über strömteil von einem Turbinengehäuse zum nächst folgenden liegt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wärmeabgabe in mehreren hintereinandergeschalteten Wärmeaustauschem er folgt, wobei die Wärmeaustauscher in der durch die Höhe der Temperaturdifferenzen gegebenen Reihen folge durchströmt werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu Regel zwecken den Wärmeaustauschern eine Bypassleitung parallel geschaltet ist, so dass Dampf höherer und minderer Temperatur vor Eintritt in die Hochdruck turbine gemischt und die Zwischenüberhitzung ge regelt werden kann. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch 1 und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischdampf nach Abgabe eines Teils seiner LJberhitzungswärme an den zu nachgeschalteten Tur binen strömenden Dampf im Kessel zwischenüber hitzt wird und wiederum Überhitzungswärme über einen Wärmeaustauscher an den zu einer vorgeschal teten Turbine strömenden Dampf abgibt, bevor er in die Hochdruckturbine eintritt. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen zweischalig sind, und dass die Wärmeaustauscher je ein Rohrsystem bilden, das in den vom Arbeitsdampf durchströmten und von den zweischaligen Gehäusen der Turbinen gebildeten Ringkanälen liegt. 5. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauscher ausser halb am Turbinengehäuse liegen und selbst als über strömelement von einer Turbine zur nachfolgenden dienen. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche derart untergebracht ist, dass sich eine um 90 , dann um l80 und schliesslich wieder eine um 90 abge lenkte Strömung des zwischenzuüberhitzenden Ar beitsdampfes ergibt.