Dampfkraftanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraft anlage mit Zwangdurchlaufdampferzeuger und über- hitzer, mit einer mindestens in zwei Teile verschie denen Druckes unterteilten Dampfkraftmaschine und einem Zwischenüberhitzer zwischen zwei Teilen der Dampfkraftmaschine, sowie mit einem Kondensator.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei Ent nahmevorrichtungen für Arbeitsmittel, von denen die eine im Umwandlungsbereich zwischen flüssigem und dampfförmigem Arbeitsmittel an das Dampferzeuger rohrsystem und die zweite hinter dem überhitzer an dieses Rohrsystem angeschlossen ist, und ferner durch zweierlei an diese Entnahmevorrichtungen angeschlos sene Flüssigkeitsabführleitungssysteme,
von denen das erste System unter Parallelschaltung der beiden Ent nahmevorrichtungen in den Arbeitsmittelkreislauf zwischen Dampfkraftmaschinenaustritt und Dampf erzeugereintritt zurückführt und das zweite System in Hintereinanderschaltung die beiden Entnahmevorrich tungen miteinander verbindet und dann aus dem Ar beitsmittelkreislauf herausführt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung nach stehend beispielsweise erläutert.
Fig. 1 bzw. 2 zeigt das Schaltbild einer bei unter kritischem bzw. bei kritischem oder überkritischem Druck betriebenen Dampfkraftanlage. In beiden Fi guren sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugs ziffern versehen.
Das Rohrsystem eines für den Betrieb bei unter kritischem Druck bestimmten Zwangdurchlaufdampf- erzeugers 1 besteht gemäss Fig. 1 im wesentlichen aus Economiser 8, Verdampfer 9, Überhitzer 12 und Zwischenüberhitzer 5. Eine in zwei Teile 2 und 3 verschiedenen Druckes unterteilte Dampfkraft maschine, die einen Generator 4 antreibt, ist über eine Leitung 13 mit dem überhitzer 12 und über eine Leitung 16 mit einem Kondensator 6 verbunden. Zwischen den beiden Teilen 2 und 3 der Dampfkraft maschine ist der Zwischenüberhitzer 5 eingeschaltet.
Der Kondensator 6 ist über eine Leitung 17 mit einem Speisewassergefäss 19 verbunden. In der Leitung 17 sind eine Kondensatpumpe 18 und ein Kondensatvor- wärmer 19a vorgesehen. In einer das Speisewasser gefäss 19 mit dem Economiser 8 verbindenden Lei tung 45 ist eine Speisepumpe 7 angeordnet. Zwischen Verdampfer 9 und überhizer 12 ist eine erste Ent nahmevorrichtung 10 angeschlossen und hinter dem Überhitzer 12 über eine mit Bypassventil 43 ver sehene Leitung 44 eine zweite Entnahmevorrich tung 21.
Das Arbeitsmittel gelangt nach Fig. 1 mittels der Speisepumpe 7 in den Economiser 8 im Dampf erzeuger 1 und von hier in den Verdampfer 9. Vom Verdampfer 9 strömt das Arbeitsmittel in die Ent nahmevorrichtung 10, von der aus ein Teil des Ar beitsmittels über eine Leitung 11 nach dem über hitzer 12 gelangt und von hier über die mit üblichen Regelventilen 14 ausgerüstete Leitung 13 zum Hoch druckteil 2 der Dampfkraftmaschine. Der den Hoch druckteil 2 verlassende Dampf wird über eine Lei tung 15 dem Zwischenüberhitzer 5 und dann über den Niederdruckteil 3 der Kraftmaschine und die Lei tung 16 dem Kondensator 6 zugeführt.
In der Entnahmevorrichtung 10, die als Wasser- abscheider ausgebildet ist, wird das vom Verdampfer 9 kommende Arbeitsmittel in Wasser und Dampf ge trennt. Das abgeschiedene Wasser verlässt die Ent nahmevorrichtung 10 über eine Leitung 20, die mit der zur zweiten Entnahmevorrichtung 21 führenden Leitung 44 verbunden ist. In der Leitung 20 ist ein Durchflussregelorgan 22 vorgesehen, dessen Öffnung durch eine erste Wasserstandsmessvorrichtung 23 für einen relativ niedrigen Wasserstand in der Entnahme vorrichtung 10 geregelt wird.
Die Impulsübertragungs- leitung dieser Messvorrichtung 23 ist mit 24 bezeich net. Zwischen dem Durchflussregelorgan 22 und dem austritt aus der Entnahmevorrichtung 10 ist eine f@ückschlagklappe 25 angeordnet. Von der Leitung .0 zweigt zwischen der Rückschlagklappe 25 und der Entnahmevorrichtung 10 eine Leitung 26 ab, die über einen Kühler, beispielsweise eine Einspritzvorrich- tung 26a, zu dem Kondensator 6 führt.
In der Lei tung 26 ist ein Durchflussregelorgan 27 vorgesehen, dessen Öffnung von einer zweiten Wasserstandsmess- vorrichtung 28 für einen relativ höheren Wasserstand in der Entnahmevorrichtung 10 über die Impulsüber- tragungsleitung 29 beeinflusst wird.
Das über die Leitung 20 in die Entnahmevor richtung 21 gelangende Arbeitsmittel wird in dieser, die zweckmässig als Anfahrkühler ausgebildet ist und in der ein niedrigerer Druck herrscht als in der Ent nahmevorrichtung 10, nochmals in Dampf und Wasser getrennt. Der Dampfaustritt der Entnahmevorrichtung 21 ist über eine Leitung 30 an die zum Zwischenüber- hitzer 5 führende Leitung 15 angeschlossen.
Die Austrittsseite des Zwischenüberhitzers 5 ist zweck mässig über eine mit einem Absperrorgan versehene Leitung 15a an die zum Einspritzkühler 26a führende Leitung 26 angeschlossen, um beim Anfahren oder bei ähnlichen Betriebszuständen der Anlage den aus der Entnahmevorrichtung 21 zugeführten Kühldampf für den Zwischenüberhitzer 5 auf die im Kondensator 6 herrschende Temperatur bringen zu können.
Das in der Entnahmevorrichtung 21 abgetrennte Wasser wird über eine mit einem Durchflussregelorgan 31 versehene Leitung 32 einem Ausdampfgefäss 33 zu geführt. Die Öffnung des Durchflussregelorgans 31 wird von einer ersten Wasserstandsmessvorrichtung 34 für einen niedrigen Wasserstand der Entnahmevor richtung 21 über eine Impulsübertragungsleitung 35 beeinflusst. Zwischen dem Durchflussregelorgan 31 und der Entnahmevorrichtung 21 ist eine Rückschlag klappe 36 vorgesehen.
Von der Leitung 32 zweigt zwischen der Rückschlagklappe 36 und der Ent nahmevorrichtung 21 eine Leitung 37 ab, die in die zum Kondensator 6 führende Leitung 26 einmündet. Die Leitung 37 ist mit einem Durchflussregelorgan 38 ausgerüstet, dessen Öffnung in Abhängigkeit von einem zweiten Wasserstandsmessgerät 39 für einen höheren Wasserstand der Entnahmevorrichtung 21 über die Impulsübertragungsleitung 40 geregelt wird.
Das Arbeitsmittel, das über die Leitung 32 in das Ausdampfgefäss 33 eintritt, wird in diesem nochmals in Dampf und Wasser getrennt, und der Dampf wird über eine Leitung 41 in das Speisewassergefäss 19 ge leitet. Es ist auch möglich, den Dampf in den Vor wärmer 19a zu leiten. Das aus dem Ausdampfgefäss 33 über eine Blende oder Ablassregelvorrichtung 42 abgeführte, stark salzhaltige Wasser kann aus dem Arbeitsmittelkreislauf herausgeführt oder einer nicht gezeigten Speisewasseraufbereitungs- oder Reinigungs anlage, z. B. Totalentsalzungsanlage, zugeführt wer- den.
Nachdem es diese durchlaufen hat und entsalzt ist, kann es dann dem Arbeitsmittelkreislauf an einer passenden Stelle wieder zugeführt werden.
Während des Normalbetriebes der Dampfkraft anlage regeln die von den Wasserstandsmessvorrich- tungen 23 und 34 beeinflussten Durchflussregelorgane 22 bzw. 31 der Entnahmevorrichtungen 10 bzw. 21 die aus diesen abzuführenden Wassermengen. Das Durchflussregelorgan 22 wird so weit geöffnet, dass es etwa 41,"o des bei Normalbetrieb umlaufenden Ar beitsmittels über die Leitung 20 der Entnahmevor richtung 21 zuführt, wo etwa 1/.# dieser Menge aus dampft.
Dieser Dampf wird über die Leitung 30 vor dem Zwischenüberhitzer 5 dem Arbeitsmittelkreislauf zugeführt. Das in der Entnahmevorrichtung 21 anfal lende Wasser wird in das Ausdampfgefäss 33 geleitet, und der hier abgetrennte Dampf gelangt in das Speise wassergefäss 19. Es ist zweckmässig, wenigstens einen Teil des im Ausdampfgefäss 33 anfallenden Ab- schlämmwassers über die Blende oder Ablassregelvor- richtung 42 und die Aufbereitungsanlage zurückzu führen.
Durch das mehrfache Ausdampfen und durch das Zurückführen der Wärme des aus der Anlage ab geführten Wassers auf einer möglichst hohen Stufe in den Prozess gelingt es, den ökonomischen Betrieb der ganzen Anlage bedeutend zu verbessern.
Beim Anfahren und bei Schwachlast oder bei ab normalem Betrieb fällt eine wesentlich grössere Was sermenge als bei Normalbetrieb in den Entnahmevor richtungen 10 und 21 an. Es ist unzweckmässig, eine derartig grosse Wassermenge auf dem für Normal betrieb des Dampferzeugers üblichen Weg abzuführen, weil durch die dabei in der Entnahmevorrichtung 21 entstehende grosse Dampfmenge die Temperatur vor dem Zwischenüberhitzer 5 zu tief sinken würde und das Speisewassergefäss 19, in das der grösste Teil des aus der Entnahmevorrichtung 21 abgeführten flüssigen Arbeitsmittels zuletzt gelangt, mit zu grossen Sicher heitsventilen oder andern Mitteln zur Abführung des Schwadendampfes ausgerüstet werden müsste.
Um dies zu vermeiden, sind die in den Leitungen 26 und 37 angeordneten Durchflussregelorgane 27 und 38 grösser dimensioniert als die Durchflussregelorgane 22 und 31, so dass sie in der Lage sind, den Abfluss der bei den abnormalen Betriebsfällen anfallenden grossen Wasser- oder Kondensatmengen in den Kondensator ohne weiteres zu bewältigen.
Steigt also der Wasser spiegel in den Entnahmevorrichtungen 10 und 21 über die Höhe hinaus, bis zu welcher die Wasser- standsmessvorrichtungen 23 und 34 die Durchfluss- regelorgane 22 und 31 betätigen, so übernehmen die Wasserstandsmessvorrichtungen 28 und 39 zusam men mit den Durchflussregelorganen 27 und 38 die weitere Regelaufgabe, wobei dann die in den Ent nahmevorrichtungen 10 und 21 anfallenden grossen Wassermengen über den Einspritzkühler 26a in den Kondensator 6 zurückgeführt werden.
Dieser Ein- spritzkühler 26a kann so ausgebildet sein, dass die bei der Entspannung des Wassers entstehenden voluminösen Dampfschwaden in den Abdampfstut- zen des Niederdruckteils 3 der Dampfkraftmaschine und nur das Restwasser in den untern Teil des Kon- densators 6 gelangen.
Während z. B. jedes der Durchflussregelorgane 22 und 31 für die Bewältigung von maximal 10% der Arbeitsmittelmenge eingerichtet sind, werden im Normalbetrieb des Dampferzeugers über das Durch flussregelorgan 22, wie vorerwähnt, etwa 4% der Ar beitsmittelmenge abgeführt. Davon werden über das nachgeschaltete Durchflussregelorgan 31 etwa 2,5% an flüssigem Arbeitsmittel dem Ausdampfgefäss 33 zu geführt und etwa 1,5% strömt in Dampfform dem Zwischenüberhitzer 5 zu. Während des Normalbetrie bes bleiben die Durchflussregelorgane 27 und 38 ge schlossen.
Bei abnormalem Betrieb, bei dem der Ent nahmevorrichtung 21 Arbeitsmittel über die Leitung 44 zuströmt, werden über das Durchflussregelorgan 27 etwa maximal 20 % und über das Durchflussregelorgan 38 maximal etwa 30-50% der Arbeitsmittelmenge abgeführt. Aus dem Ausdampfgefäss 33 strömt etwa 1 \<B>0</B> des Arbeitsmittels ab, um einer Entsalzungs- anlage zugeführt zu werden. Etwa 1,5'1'" der Arbeits- mittelmenge wird in Form von Dampf dem Speise wassergefäss 19 zugeführt.
Die Durchflussregelorgane 22 und 31 sind nor malerweise dauernd in Betrieb, so dass unter Umstän den mit einer früheren Abnützung gerechnet werden muss als bei den Durchflussregelorganen 27, 38. Wäh rend der Zeit, in welcher eine überholung der Durch flussregelorgane 22 und 31 durchgeführt wird, kön nen die Durchflussregelorgane 27 und 38 als Re serve benutzt werden. Die letzteren übernehmen den Betrieb automatisch, sobald die Durchflussregelorgane 22 und 31 durch besondere Absperrventile ausser Betrieb gesetzt worden sind und demzufolge der Wasserstand in den Entnahmevorrichtungen 10 und 21 gestiegen ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Schaltung wird es möglich, zunächst 4 % des im Kreislauf befindlichen Arbeitsmittels, unter Umständen auch mehr, je nach Arbeitsmitteldruck, aus der Anlage abzuführen und dabei auf die günstigste Art die gewünschte Salz konzentration zu erreichen. Von diesen 4% werden dann aber aus ökonomischen Gründen nur etwa 0,5 bis 1 % dauernd zur Wasseraufbereitung abgeführt, während die mit dem abgeführten Wasser anfallende Wärme auf einem möglichst hohen Druckniveau dem Arbeitsmittelkreislauf wieder zugeführt wird. Durch die zweistufige Ausdampfung verdoppelt sich un gefähr die Salzkonzentration im schliesslich abge führten Restwasser.
Auch auf einen bei überkritischem Druck zu be treibenden Dampferzeuger (Fig. 2) lässt sich die er findungsgemässe Schaltung anwenden, wobei sich eine ökonomische Betriebsweise mit stark reduzierten Ab schlämmengen ergibt. Die der Entnahmevorrichtung 10 in Fig. 1 entsprechende Entnahmevorrichtung 52 kann entweder ausserhalb, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder innerhalb des Dampferzeugers angeordnet sein.
Da bei überkritisch betriebenen Dampferzeugern an jeder Stelle ihres Rohrsystems nur eine Phase des Arbeitsmittels vorhanden ist, kann die Regelung für die aus der Entnahmevorrichtung abzuführende Ar beitsmittelmenge nicht mehr in Abhängigkeit des Wasserstandes erfolgen, sondern hierfür wird z. B. die Temperatur des Arbeitsmittels an bestimmten Stel len des Dampferzeugerrohrsystems zu Hilfe gezogen. Die Regelung kann aber auch z. B. in Abhängig keit vom Salzgehalt des Arbeitsmittels geschehen.
Nach Fig. 2 gelangt das Arbeitsmittel vom Teil 8 des Economisers über einen zweiten, in der Brenn- kammer untergebrachten Economiserteil 50 zu einem ersten Teil des überhitzers 51. Zwischen diesen Teilen 50 und 51 befindet sich der Umwandlungs- bereich zwischen flüssigem und dampfförmigem Arbeitsmittel. In diesem Bereich ist die erste Ent nahmevorrichtung 52 angeordnet, die gegebenen falls bei Normalbetrieb z. B. durch Absperrorgane 55 und eine Bypassleitung 56 ausser Betrieb gesetzt werden kann.
An diese Entnahmevorrichtung 52 ist die Entnahmeleitung 20 angeschlossen, die das Durchflussregelorgan 22 enthält und von der die das Durchflussregelorgan 27 enthaltende Leitung 26 ab zweigt. Die Öffnung der Durchflussregelorgane 22 und 27 wird hier von einem Temperaturfühler 53 über eine Impulsleitung 54 beeinflusst. Der Tem peraturfühler 53 ist an einer geeigneten Stelle des Überhitzers 51 angeschlossen.
Während des Normalbetriebes bleiben die beiden Durchflussregelorgane 22 und 27 geschlossen. Beim Anfahren und bei sonstigem abnormalem Betrieb werden sie dagegen entsprechend den vom Tempera turfühler 53 im überhitzer 51 festgestellten Tempera turen betätigt. Wenn z. B. die vom Temperatur fühler 53 festgestellte Temperatur zu tief ist, so öffnet bei kleiner Abweichung von der Solltempera tur das Durchflussregelorgan 22 und lässt eine ge wisse Arbeitsmittelmenge zu der zweiten Entnahme vorrichtung 21 abströmen.
Wird aber die Solltem peratur an der Messstelle des Temperaturfühlers 53 stark unterschritten und werden damit die abzuführen- den Wassermengen sehr gross, so öffnet das Durch flussregelorgan 27 und lässt Flüssigkeit über die Lei tung 26 zu dem Kondensator 6 abströmen. Auch bei dieser überkritisch betriebenen Anlage arbeiten also die verschieden gross dimensionierten Durch flussregelorgane 22 und 27 ebenso wie dies bei dem mit unterkritischem Druck betriebenen Dampf erzeuger der Fall ist, nur dass sie hier temperatur abhängig gesteuert werden.
Bei einem grossen Wasseranfall im Dampferzeuger 1, wie er z. B. beim Anfahren vorkommt und bei dementsprechend sehr niederer Temperatur an der Messstelle des Temperaturfühlers 53, lässt das Durch flussregelorgan 27 eine bestimmte Wassermenge zu dem Kondensator 6 abströmen, bei geringem Was seranfall und dementsprechend etwas höherer Tem peratur an der Messstelle des Temperaturfühlers 53 öffnet das Durchflussregelorgan 22 und gibt den Weg für eine bestimmte kleinere Wassermenge zu der zwei ten Entnahmevorrichtung 21 frei.
Diese Wassermenge wird dort ausgedampft und der Dampf dem Zwischen- überhitzer 5 und die Flüssigkeit dem Ausdampfgefäss 33 zugeführt, wie es auch bei dem bei unterkritisch betriebenen Dampferzeuger nach Fig. 1 der Fall ist. Auch bei dem Beispiel nach Fig. 2 wird daher ein schnelles Hochfahren der Anlage erreicht und über dies die Wärme des abgeführten Wassers dem Ar beitsmittelkreislauf auf möglichst hohem Druckniveau wieder zugeführt.
Ferner werden auch hier, wie beim unterkritisch betriebenen Dampferzeuger, die Nach teile der bei normalem Betrieb sehr ökonomisch wir kenden Schaltung für den abnormalen Betrieb des Dampferzeugers vermieden.
Steam power plant The invention relates to a steam power plant with a once-through steam generator and superheater, with a steam engine divided into at least two parts of different pressure and a reheater between two parts of the steam engine, and with a condenser.
The invention is characterized by two Ent removal devices for working media, one of which is connected to the steam generator pipe system in the conversion area between liquid and vaporous working media and the second is connected to this pipe system behind the superheater, and also by two types of liquid discharge line systems connected to these extraction devices,
of which the first system with parallel connection of the two Ent extraction devices in the working fluid circuit between the steam engine outlet and steam generator inlet returns and the second system in series connects the two extraction devices with each other and then leads out of the Ar beitsmittelkreislauf.
The invention is explained with reference to the drawing after standing, for example.
Fig. 1 and 2 shows the circuit diagram of a steam power plant operated under critical or critical or supercritical pressure. In both Fi gures the same parts are provided with the same reference numerals.
The pipe system of a forced once-through steam generator 1 intended for operation under critical pressure consists essentially of economizer 8, evaporator 9, superheater 12 and reheater 5. A steam power machine divided into two parts 2 and 3 different pressure, the one Generator 4 drives, is connected via a line 13 to the superheater 12 and via a line 16 to a capacitor 6. Between the two parts 2 and 3 of the steam engine, the reheater 5 is switched on.
The condenser 6 is connected to a feed water vessel 19 via a line 17. A condensate pump 18 and a condensate preheater 19a are provided in the line 17. A feed pump 7 is arranged in a line 45 connecting the feed water vessel 19 to the economizer 8. A first removal device 10 is connected between the evaporator 9 and the superheater 12, and a second removal device 21 is connected behind the superheater 12 via a line 44 provided with a bypass valve 43.
1 by means of the feed pump 7 in the economizer 8 in the steam generator 1 and from here in the evaporator 9. From the evaporator 9, the working medium flows into the Ent removal device 10, from which part of the working medium via a line 11 after the heater 12 arrives and from here via the line 13 equipped with conventional control valves 14 to the high-pressure part 2 of the steam engine. The steam leaving the high pressure part 2 is fed via a line 15 to the reheater 5 and then via the low pressure part 3 of the engine and the line 16 to the condenser 6.
In the extraction device 10, which is designed as a water separator, the working medium coming from the evaporator 9 is separated into water and steam. The separated water leaves the Ent sampling device 10 via a line 20 which is connected to the line 44 leading to the second sampling device 21. In the line 20 a flow control member 22 is provided, the opening of which is controlled by a first water level measuring device 23 for a relatively low water level in the extraction device 10.
The pulse transmission line of this measuring device 23 is denoted by 24. A non-return flap 25 is arranged between the flow control element 22 and the outlet from the removal device 10. A line 26 branches off from the line .0 between the non-return valve 25 and the extraction device 10 and leads to the condenser 6 via a cooler, for example an injection device 26a.
A flow control element 27 is provided in the line 26, the opening of which is influenced by a second water level measuring device 28 for a relatively higher water level in the extraction device 10 via the pulse transmission line 29.
The working fluid arriving via line 20 in the Entnahmevor direction 21 is separated again into steam and water in this, which is expediently designed as a start-up cooler and in which the pressure is lower than in the Entnahmevor device 10. The steam outlet of the extraction device 21 is connected via a line 30 to the line 15 leading to the reheater 5.
The outlet side of the reheater 5 is conveniently connected via a line 15a provided with a shut-off device to the line 26 leading to the injection cooler 26a in order to transfer the cooling steam for the reheater 5 from the extraction device 21 to the condenser when the system is started up or in similar operating conditions 6 to bring the prevailing temperature.
The water separated in the extraction device 21 is fed to an evaporation vessel 33 via a line 32 provided with a flow control element 31. The opening of the flow control member 31 is influenced by a first water level measuring device 34 for a low water level of the Entnahmevor device 21 via a pulse transmission line 35. A non-return flap 36 is provided between the flow regulating member 31 and the extraction device 21.
From the line 32 branches off between the non-return valve 36 and the Ent removal device 21 from a line 37 which opens into the line 26 leading to the capacitor 6. The line 37 is equipped with a flow regulating element 38, the opening of which is regulated as a function of a second water level measuring device 39 for a higher water level of the extraction device 21 via the pulse transmission line 40.
The working medium that enters the evaporation vessel 33 via line 32 is again separated into steam and water in this, and the steam is passed through a line 41 into the feedwater vessel 19. It is also possible to direct the steam into the front warmer 19a. The highly salty water discharged from the evaporation vessel 33 via a diaphragm or discharge control device 42 can be led out of the working medium circuit or a feed water treatment or purification system, not shown, e.g. B. total desalination system, are supplied.
After it has passed through this and has been desalinated, it can then be returned to the working fluid circuit at a suitable point.
During normal operation of the steam power plant, the flow regulating elements 22 and 31 of the extraction devices 10 and 21, which are influenced by the water level measuring devices 23 and 34, regulate the water quantities to be discharged from these. The flow control member 22 is opened so far that it supplies about 41, "o of the working medium circulating during normal operation via line 20 of the Entnahmevor direction 21, where about 1 / .# of this amount evaporates.
This steam is fed to the working medium circuit via the line 30 upstream of the reheater 5. The water that accumulates in the extraction device 21 is fed into the evaporation vessel 33, and the steam separated here enters the feed water vessel 19. It is useful to discharge at least part of the drainage water accumulating in the evaporation vessel 33 via the diaphragm or drainage control device 42 and lead back the processing plant.
Due to the multiple evaporation and the return of the heat of the water discharged from the system at the highest possible level in the process, it is possible to significantly improve the economic operation of the entire system.
When starting up and at low load or from normal operation, a much larger amount of water falls than in normal operation in the Entnahmevor devices 10 and 21. It is inexpedient to discharge such a large amount of water in the usual way for normal operation of the steam generator, because the large amount of steam generated in the extraction device 21 would lower the temperature in front of the reheater 5 and the feed water container 19, into which the largest part of the liquid working medium discharged from the extraction device 21 arrives last, would have to be equipped with safety valves that are too large or other means for discharging the vapor.
In order to avoid this, the flow regulating elements 27 and 38 arranged in the lines 26 and 37 are dimensioned larger than the flow regulating elements 22 and 31, so that they are able to control the outflow of the large amounts of water or condensate occurring in the abnormal operating cases Capacitor to deal with without further ado.
So if the water level in the extraction devices 10 and 21 rises above the level to which the water level measuring devices 23 and 34 actuate the flow regulating elements 22 and 31, the water level measuring devices 28 and 39 take over together with the flow regulating elements 27 and 38 the further control task, in which case the large amounts of water occurring in the Ent removal devices 10 and 21 are returned to the condenser 6 via the injection cooler 26a.
This injection cooler 26a can be designed in such a way that the voluminous vapor plumes that arise when the water is expanded enter the exhaust steam connection of the low-pressure part 3 of the steam engine and only the residual water into the lower part of the condenser 6.
While z. B. each of the flow regulating members 22 and 31 are set up to cope with a maximum of 10% of the amount of working fluid, about 4% of the amount of working fluid are discharged during normal operation of the steam generator through the flow control member 22, as mentioned above. Of this, about 2.5% of the liquid working medium is fed to the evaporation vessel 33 via the downstream flow control element 31 and about 1.5% flows to the reheater 5 in vapor form. During normal operation, the flow regulating elements 27 and 38 remain closed.
In abnormal operation, in which the Ent removal device 21 working medium flows in via line 44, a maximum of about 20% of the amount of working medium is discharged via the flow control element 27 and a maximum of about 30-50% of the amount of working medium via the flow control element. About 1 \ <B> 0 </B> of the working medium flows out of the evaporation vessel 33 in order to be fed to a desalination plant. About 1.5'1 '"of the amount of working medium is supplied to the feed water vessel 19 in the form of steam.
The flow regulating elements 22 and 31 are normally in continuous operation, so that earlier wear and tear must be expected than with the flow regulating elements 27, 38. During the period in which the flow regulating elements 22 and 31 are being overhauled, The flow regulators 27 and 38 can be used as a reserve. The latter take over the operation automatically as soon as the flow regulating elements 22 and 31 have been put out of operation by special shut-off valves and consequently the water level in the extraction devices 10 and 21 has risen.
With the help of the circuit according to the invention, it is possible to initially remove 4% of the working fluid in the circuit, and possibly more, depending on the working fluid pressure, from the system and thereby achieve the desired salt concentration in the most favorable way. Of these 4%, however, for economic reasons only about 0.5 to 1% are continuously discharged for water treatment, while the heat generated with the discharged water is returned to the working fluid circuit at the highest possible pressure level. The two-stage evaporation roughly doubles the salt concentration in the residual water that is finally drained off.
The circuit according to the invention can also be applied to a steam generator to be operated at supercritical pressure (FIG. 2), whereby an economical mode of operation with greatly reduced amounts of sludge results. The extraction device 52 corresponding to the extraction device 10 in FIG. 1 can either be arranged outside, as shown in FIG. 2, or inside the steam generator.
Since in supercritically operated steam generators at each point of their pipe system only one phase of the working fluid is available, the control for the amount of Ar to be discharged from the extraction device can no longer be done depending on the water level, but this is z. B. the temperature of the working fluid at certain Stel len of the steam generator pipe system drawn to the aid. The scheme can also, for. B. happen depending on the salinity of the working fluid.
According to FIG. 2, the working medium passes from part 8 of the economiser via a second economiser part 50 accommodated in the combustion chamber to a first part of the superheater 51. Between these parts 50 and 51 is the conversion area between liquid and vaporous working medium. In this area, the first Ent removal device 52 is arranged, the given case in normal operation z. B. can be put out of operation by shut-off devices 55 and a bypass line 56.
The extraction line 20, which contains the flow control element 22 and from which the line 26 containing the flow control element 27 branches off, is connected to this extraction device 52. The opening of the flow regulating elements 22 and 27 is influenced here by a temperature sensor 53 via an impulse line 54. The tem perature sensor 53 is connected to a suitable point of the superheater 51.
During normal operation, the two flow control elements 22 and 27 remain closed. When starting up and other abnormal operation, however, they are operated according to the tempera ture sensor 53 determined in the superheater 51 temperatures. If z. B. the temperature detected by the temperature sensor 53 is too low, the flow control member 22 opens if there is a small deviation from the target temperature and allows a certain amount of working fluid to flow to the second extraction device 21.
If, however, the temperature at the measuring point of the temperature sensor 53 is significantly below the setpoint and the water quantities to be discharged are therefore very large, the flow control element 27 opens and allows liquid to flow off via the line 26 to the condenser 6. In this supercritically operated system, too, the flow regulating elements 22 and 27 of different sizes work in the same way as is the case with the steam generator operated with subcritical pressure, only that they are controlled as a function of temperature here.
When there is a large amount of water in the steam generator 1, as it is, for. B. occurs when starting up and at a correspondingly very low temperature at the measuring point of the temperature sensor 53, the flow control element 27 allows a certain amount of water to flow off to the condenser 6, with a low amount of water and a correspondingly slightly higher temperature at the measuring point of the temperature sensor 53 opens the Flow regulating member 22 and is the path for a certain smaller amount of water to the two th extraction device 21 free.
This amount of water is evaporated there and the steam is fed to the reheater 5 and the liquid is fed to the evaporation vessel 33, as is also the case with the steam generator according to FIG. 1 which is operated subcritically. Also in the example according to FIG. 2, a rapid start-up of the system is achieved and via this the heat of the discharged water is fed back to the Ar beitsmittelkreislauf at the highest possible pressure level.
Furthermore, as in the case of the subcritically operated steam generator, the disadvantages of the very economical we kenden circuit for the abnormal operation of the steam generator in normal operation are avoided.