CH357415A - Steam power plant - Google Patents

Steam power plant

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CH357415A
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    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/08Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating with fixed point of final state of complete evaporation
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    • F22D11/00Feed-water supply not provided for in other main groups
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Description

  

      Dampfkraftanlage       Die Erfindung betrifft     eins    Dampfkraftanlage mit  einem Kreislauf eines Arbeitsmittels, das     in    einem       Zwangsdurchlaufdampferzeuger    unter hohem Druck  zunächst verdampft und anschliessend überhitzt wird,  worauf der überhitzte Dampf in ein einer Turbinen  anlage unter Leistungsabgabe entspannt und danach  durch Kondensation wieder in die flüssige Phase  umgewandelt wird, um als Speisewasser erneut dem       Durchlaufdampferzeuger    zugeführt zu werden, mit  mehreren in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels       hintereinanderliegenden,

      von aus mehreren Druck  stufen der Turbinenanlage entnommenem Dampf  beheizten     Speisewasservorwärmern    und ferner mit  einer zwischen der     Verdampferheizfläche    und der       Überhitzerheizfläche    des Dampferzeugers angeordne  ten Entnahmevorrichtung für Arbeitsmittel mit meh  reren in Serie     hintereinandergeschalteten    Trennorga  nen, in     welchen    das dem Dampferzeuger entnommene  Arbeitsmittel in mehreren Druckstufen entspannt  und bei jeder Entspannungsstufe in Wasser und  Dampf getrennt wird.  



  Bei einer Dampfkraftanlage mit     Zwangsdurch-          laufdampferzeuger    wird     bekanntlich    mit     Vorteil        eine     Entnahmevorrichtung zwischen der     Verdampferheiz-          fläche    und der     überhitzerheizfläche    des Dampferzeu  gers angeordnet, welcher die doppelte Aufgabe zu  fällt, einerseits den Aggregatzustand des Arbeitsmit  tels an einer bestimmten Stelle des Dampferzeuger  rohrsystems     eindeutig    festzuhalten, und anderseits  den im Restwasser durch den     Verdampfungsvorgang     konzentrierten Salzgehalt mit diesem abzuschläm  men.

   Die hierbei in Betracht kommenden Zusam  menhänge sind beispielsweise in der     Technischen     Rundschau     Sulzer    Nr. 1, 1951, in dem Aufsatz     eDie     Wirkung des     Wasserabscheid'ers    des     Sulzer-Einrohr-          kessels     veröffentlicht worden. In dieser Literatur-    stelle ist in Abbildung 6 gezeigt worden, dass bei stei  gendem Druck im Dampferzeuger     das    Konzentra  tionsverhältnis vom     Salzgehalt    des abgeschlämmten  Wassers zum Speisewasser abnimmt.

   So     verringert     sich das Maximum der     Konzentration    bei einer Stei  gerung des Druckes von 50 auf 200     ata    ungefähr  im Verhältnis 4 zu 1, wobei sich das Maximum bei  höheren Drücken     ungünstigerweise    auch noch in  den Bereich relativ höherer     Abschlämmengen    ver  schiebt.

   Das bedeutet, dass beim Betrieb eines Dampf  erzeugers zur Erzielung einer gleichbleibenden Ent  salzung mit steigendem Betriebsdruck wesentlich  grössere     Abschlämmengen    abzuführen sind als bei  niedrigerem     Druck.    Es     stellt    sich somit als     eine    erste  der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe das mit  höherem Betriebsdruck schwieriger werdende Pro  blem der Abführung relativ grosser     Abschlämmengen     unter Vermeidung von thermodynamischen Verlu  sten.

   Die zweite, ebenfalls der Erfindung zugrunde  gelegte Aufgabe ist das bekannte Problem der Auf  bringung der --     ebenfalls,    mit grösserem Druck sich  erhöhenden - Wärmemengen zur     Vorwärmung    des  Speisewassers. Es ist allgemein üblich, das Speise  wasser eine Kette     hintereinanderliegender        Speisewas-          servorwärmer    passieren zu lassen,     welche    mindestens  zum Teil von aus der     Turbinenanlage    entnommenem  Dampf beheizt werden.

   Dieser Dampf befindet sich  je nach der Entnahmestelle im Zustandsgebiet     einer     mehr oder weniger grossen     überhitzung,    wobei be  kanntlich der     Wärmeübergangskoeffizient    a     zwischen     Dampf und einer     Kondensationsfläche        mit    zuneh  mender Überhitzung bei     gleichbleibender    Tempera  turdifferenz abnimmt.

   Das     würde,    im     vorliegenden     Fall der     Speisewasserheizung    mittels     überhitzten     Dampfes relativ grosse     Wärmeübergangsflächen    der       Speisewasservorwärmer    zur Folge haben, was wie-           derum    bei zunehmenden Drücken zu     einem    beacht  lichen Aufwand an Material- und Baukosten führen  würde.  



  Die Erfindung gibt eine technische Lehre, um die  beiden aufgezeigten, mit zunehmendem     Dampferzeu-          gerbetriebsdruck    relativ grösser werdenden Probleme  gemeinsam zu lösen. Sie ist dadurch gekennzeichnet,  dass     Dampfentnahmeleitungen    der Trennorgane mit  auf gleichem Druckniveau liegenden     Anzapfdampf-          leitungen    der Turbinenanlage     zusammengeführt    sind.  



  Mit der Anordnung nach der Erfindung werden  die im     abgeschlämmten    Arbeitsmittel enthaltenen  Wärmemengen durch Vermeidung einer Drosselung  mindestens der     dampfförmigen    Phase     mit    den     ge-          ringstmöglichen    Verlusten in den     Wärmekreislauf    des  Arbeitsmittels     zurückgeführt.    Weiterhin erreicht man  bei der stufenweisen Verdampfung eine wirksame       Konzentrationszunahme    des     Salzgehaltes    im Rest  wasser und schliesslich wird der für die Grösse der       Wärmeübergangsfläche    massgebende Wärmekoeffi  zient a des überhitzten Dampfes aus 

  der Turbine  durch Mischen mit dem     Brüden    -     Sattdampf    aus  den Trennorganen     heraufgesetzt.     



  Bei einer Dampfkraftanlage nach der Erfindung  kann dabei mit Vorteil von der Anordnung Gebrauch  gemacht sein, dass das     in    der     letzten    Entspannungs  stufe     anfallende    Restwasser durch     eine        Entsalzungs-          anlage    wieder in den     Arbeitsmittel'kreislauf    zurück  geführt wird.  



  Im folgenden wird die -Erfindung anhand von  Ausführungsbeispielen, welche in den     Fig.    1 und 2  schematisch dargestellt sind,     näher    erläutert.  



       Fig.    1 zeigt eine     Dampfkraftanlage    nach der Er  findung mit dem     Anfahrgefäss    1, der Speisepumpe 2,  einem     Hochdruck-Speisewasservorwärmer    3, dem  Dampferzeuger 4 mit der Entnahmevorrichtung 5  für     Arbeitsmittel    und dem     Endüberhitzer    6. Die An  lage weist     ferner    das     Bypassventil    7, das Frischdampf  ventil 8, die Turbine 9, den Kondensator 10, die       Kondensatpumpe    11 und die     Speisewasservorwärmer     22, 23, 24, 25, 26 auf.  



  Das aus der Entnahmevorrichtung 5 abge  schlämmte Wasser wird während des     Anfahrvorgan-          ges    über das     Bypassventil    12 zum     Anfahrgefäss    1  zurückgeleitet, während es beim Normalbetrieb über  das Ventil 13     zu    stufenförmiger     Entspannung    in  die Trennorgane 14, 15, 16 und von dort über den       Speisewasservorwärmer    26 zur     Entsalzungsanlage     17 und wieder zurück in den Kondensator 10 geführt  wird. Das gekühlte Wasser kann auch über das Ven  til 32 abgelassen werden.

   Der in den Trennorganen  freiwerdende     Sattdampf        gelangt    über die Ver-         bindungsleitungen    18, 19, 20 in die     Anzapf-          dampfleitungen    29, 30, 31, wo er sich mit dem  überhitzten Turbinendampf mischt, worauf der ge  mischte Dampf anschliessend in die     Speisewasservor-          wärmer    23, 24, 25 eingeleitet wird.  



  Wenn das auf höchster Druckstufe angeordnete  Trennorgan 14 einen höheren     Brüdendampfdruck          aufweist        ass    beispielsweise die     Turbinenanzapfdampf-          leitung    27, so kann die Anordnung nach     Fig.    2 von  Vorteil sein, bei welcher der     Brüdendampf    des Trenn  organs 14 mit der Dampfleitung 33 in den Hoch  druckvorwärmer 3 geleitet wird. Das sich in diesem       Vorwärmer    3 sammelnde     Kondensat    gelangt durch  das     Kondensatsammelgefäss    34 und die Kondensat  leitung 35 in das Trennorgan 16 zur weiteren Ent  spannung.

   Für die Erfindung ist im übrigen die in  den Figuren gezeigte Grundschaltung der Dampf  kraftanlage nicht ausschliesslich bindend.



      Steam power plant The invention relates to a steam power plant with a circuit of a working medium, which first evaporates in a once-through steam generator under high pressure and is then superheated, whereupon the superheated steam is expanded in a turbine system with output and then converted back into the liquid phase by condensation, to be fed back to the once-through steam generator as feed water, with several one behind the other in the flow direction of the working medium,

      from several pressure stages of the turbine system removed steam heated feed water preheaters and also with a between the evaporator heating surface and the superheater heating surface of the steam generator arranged extraction device for working fluid with several separators connected in series in which the working fluid withdrawn from the steam generator relaxes and at several pressure levels each relaxation stage is separated into water and steam.



  In a steam power plant with a once-through steam generator, it is known that a removal device is advantageously arranged between the evaporator heating surface and the superheater heating surface of the steam generator, which has the double task of clearly recording the physical state of the working fluid at a certain point in the steam generator pipe system, and on the other hand, the salt content concentrated in the residual water due to the evaporation process is removed with this.

   The relationships that come into consideration here have been published, for example, in the Technischen Rundschau Sulzer No. 1, 1951, in the article eThe effect of the water separator of the Sulzer single-tube boiler. In this reference it has been shown in Figure 6 that with increasing pressure in the steam generator the concentration ratio of the salt content of the drained water to the feed water decreases.

   The maximum concentration decreases with an increase in pressure from 50 to 200 ata approximately in a ratio of 4 to 1, with the maximum at higher pressures, unfavorably, also shifting into the range of relatively higher blowdown quantities.

   This means that when operating a steam generator, in order to achieve constant de-salting, with increasing operating pressure, significantly larger amounts of blowdown have to be removed than at lower pressure. A first problem underlying the invention is thus the problem, which becomes more difficult with higher operating pressure, of removing relatively large amounts of blowdown while avoiding thermodynamic losses.

   The second task, also on which the invention is based, is the known problem of applying the - likewise, increasing with greater pressure - amounts of heat to preheat the feed water. It is common practice to let the feed water pass through a chain of feed water preheaters, which are at least partially heated by steam taken from the turbine system.

   Depending on the extraction point, this steam is located in the area of more or less overheating, with the heat transfer coefficient a between steam and a condensation surface decreasing with increasing overheating at a constant temperature difference.

   In the present case of the feed water heating by means of superheated steam, this would result in relatively large heat transfer surfaces of the feed water preheater, which in turn would lead to considerable material and construction costs with increasing pressures.



  The invention provides a technical teaching to jointly solve the two identified problems, which become relatively greater with increasing steam generator operating pressure. It is characterized in that the steam extraction lines of the separating elements are brought together with the bleed steam lines of the turbine system, which are at the same pressure level.



  With the arrangement according to the invention, the amounts of heat contained in the drained working medium are returned to the heating circuit of the working medium with the lowest possible losses by avoiding throttling of at least the vapor phase. Furthermore, with the step-by-step evaporation, an effective increase in the concentration of the salt content in the residual water is achieved and finally the heat coefficient a of the superheated steam, which is decisive for the size of the heat transfer surface, is obtained

  the turbine by mixing with the vapor - saturated steam from the separating elements increased.



  In the case of a steam power plant according to the invention, use can advantageously be made of the arrangement that the residual water occurring in the last expansion stage is returned to the working medium cycle by a desalination plant.



  In the following the invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments which are shown schematically in FIGS. 1 and 2.



       Fig. 1 shows a steam power plant according to the invention with the start-up vessel 1, the feed pump 2, a high-pressure feedwater preheater 3, the steam generator 4 with the extraction device 5 for working fluid and the end superheater 6. The system also has the bypass valve 7, the live steam valve 8, the turbine 9, the condenser 10, the condensate pump 11 and the feedwater preheater 22, 23, 24, 25, 26.



  The water drained from the extraction device 5 is returned to the start-up vessel 1 via the bypass valve 12 during the start-up process, while during normal operation it is gradually released into the separating elements 14, 15, 16 and from there via the feed water preheater 26 to Desalination plant 17 and back into the condenser 10. The cooled water can also be drained through the valve 32.

   The saturated steam released in the separating elements reaches the bleeding steam lines 29, 30, 31 via the connecting lines 18, 19, 20, where it mixes with the superheated turbine steam, whereupon the mixed steam then enters the feed water preheater 23, 24, 25 is initiated.



  If the separating element 14 arranged at the highest pressure level has a higher vapor pressure than, for example, the turbine bleeding steam line 27, the arrangement according to FIG. 2, in which the vapor from the separating element 14 is conducted with the steam line 33 into the high pressure preheater 3, can be advantageous becomes. The condensate collecting in this preheater 3 passes through the condensate collecting vessel 34 and the condensate line 35 into the separator 16 for further relaxation.

   In addition, the basic circuit of the steam power plant shown in the figures is not exclusively binding for the invention.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Dampfkraftanlage mit einem Kreislauf eines Ar beitsmittels, das in einem Zwangsdurchlaufdampf- erzeuger unter hohem Druck zunächst verdampft und anschliessend überhitzt wird, worauf der über hitzte Dampf in einer Turbinenanlage unter Lei stungsabgabe entspannt und danach durch Konden sation wieder in die flüssige Phase umgewandelt wird, um als Speisewasser Qrneut dem Durchlaufdampf- erzeuger zugeführt zu werden, mit mehreren in Strö mungsrichtung des Arbeitsmittels hin.tereinanderlie- genden, PATENT CLAIM Steam power plant with a circuit of a working medium, which first evaporates in a once-through steam generator under high pressure and is then superheated, whereupon the overheated steam is expanded in a turbine system with power output and then converted back into the liquid phase by condensation, in order to be fed back to the once-through steam generator as feed water, with several in the direction of flow of the working fluid. von aus mehreren Druckstufen der Turbinen anlage entnommenem Dampf beheizten Speisewas- servorwärmern und ferner mit einer zwischen der Verdampferheiztläche und der L7berhitzerheizfläche des Dampferzeugers angeordneten Entnahmevor richtung für Arbeitsmittel mit mehreren in Serie hintereinandergeschalteten Trennorganen, in welchen das dem Dampferzeuger entnommene Arbeitsmittel in mehreren Druckstufen entspannt und bei jeder Entspannungsstufe in Wasser und Dampf getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, Feed water preheaters heated by steam taken from several pressure stages of the turbine system and also with a removal device for working media arranged between the evaporator heating surface and the superheating heating surface of the steam generator with several separating elements connected in series, in which the working fluid withdrawn from the steam generator is expanded and at several pressure stages each expansion stage is separated into water and steam, characterized in that dass Dampfentnahme- leitungen der Trennorgane mit auf gleichem Druck niveau liegenden Anzapfdampfleitungen der Turbi nenanlage zusammengeführt sind. UNTERANSPRUCH Dampfkraftanlage nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das in der letzten Ent spannungsstufe anfallende Restwasser durch eine Entsalzungsanlage wieder in den Arbeitsmittelkreis- lauf zurückgeführt wird. that the steam extraction lines of the separating elements are brought together with the bleed steam lines of the turbine system, which are at the same pressure level. SUBSTANTIAL CLAIM Steam power plant according to the patent claim, characterized in that the residual water occurring in the last relaxation stage is returned to the working medium cycle by a desalination plant.
CH357415D 1958-04-21 1958-04-21 Steam power plant CH357415A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1200326B (en) * 1962-01-30 1965-09-09 Buckau Wolf Maschf R Procedure for starting up a steam power plant
EP0149677A1 (en) * 1983-06-02 1985-07-31 Hitachi, Ltd. Condensate feed apparatus for steam generator

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