Dampfturbinenanlage mit mindestens zweifacher Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage mit mindestens zweifacher Zwischenüberhitzung des Arbeits dampfes bei verschiedenen Drücken zwischen aufeinan derfolgenden Entspannungsstufen der Turbine, mit einem durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer für die Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes beim höheren Druck und einem Wärmeaustauscher, in wel chem Dampf, der der Entspannungsstufe entströmt, die dem durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer vor angeht, als Heizdampf für die Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes beim niedrigen Druck dient.
Anlagen dieser Art besitzen den Vorteil, dass nur der Dampf hohen Druckes mit verhältnismässig kleinem Volumen für die Zwischenüberhitzung zum Kessel ge führt werden muss, während für die Zwischenüberhit zung des Dampfes niederen Druckes, der ein verhält nismässig grosses Volumen aufweist, nur verhältnismässig kurze, im Bereich der Turbinen liegenden Leitungen erforderlich sind. Beim hohen Druck bleibt dabei die Möglichkeit einer Zwischenüberhitzung auf hohe Tem peratur gewahrt.
Bei einer bekannten Dampfturbinenanlage dieser Art strömt der Arbeitsdampf von der Entspannungs stufe, die dem durch Feuergase beheizten Zwischen überhitzer vorangeht, unmittelbar zu diesem Zwischen- überhitzer, und der Wärmeaustauscher für die Zwi schenüberhitzung des Arbeitsdampfes niedrigeren Druk- kes ist heizdampfseitig an eine Entnahmeleitung ange schlossen, die vom Ende jener Entspannungsstufe aus geht.
Die durch diese Entnahmeleitung abgezweigte, im Wärmeaustauscher als Heizdampf dienende Dampf menge wird nachher nicht mehr zur<B>*</B> Arbeitsleistung herangezogen. Sie ist verhältnismässig klein im Ver gleich zur gesamten Menge des Arbeitsdampfes, die im Wärmeaustauscher ihre Zwischenüberhitzung erhal ten soll. Bei dieser bekannten Anordnung vermag daher der Heizdampf, der hernach kondensiert, nur wenig eigene Überhitzungswärme an den Arbeitsdampf niedri geren Druckes abzugeben, so dass dieser nur wenig über die Sättigungstemperatur des Heizdampfes überhitzt werden kann.
Es lässt sich zwar auf diese Weise im allgemeinen immer noch eine Zwischenüberhitzung des Dampfes niederen Druckes auf eine Temperatur von etwa 330 C erreichen, was bei einem Druck von etwa 3,5 atü beim Eintritt in die letzte Entspannungsstufe noch ge nügen könnte. Ist dieser Druck jedoch höher, z. B. etwa 6 ata, so ist es wünschenswert, die zweite Zwi schenüberhitzung auf mindestens 350 C zu erhöhen, um so die Dampfnässe im Bereich der letzten Entspan nungsstufe der Turbine herabzusetzen und auch einen günstigen Wärmeverbrauch zu erzielen.
Gemäss der Erfindung wird nun bei einer Anlage der eingangs beschriebenen Art eine solche Erhöhung der Zwischenüberhitzungstemperatur des Arbeitsdampfes niedrigeren Druckes dadurch ermöglicht, dass der Wärmeaustauscher heizdampfseitig im Strömungsweg des Arbeitsdampfes eingeschaltet ist, der von der Ent spannungsstufe, die dem durch Feuergase beheizten Zwi- schenüberhitzer vorangeht, zu diesem durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer führt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Dampfturbinenanlage gemäss der Erfindung schematisch dargestellt.
Die Turbine weist drei aufeinanderfolgende Ent spannungsstufen, nämlich einen Hochdruckteil 1, einen Mitteldruckteil 2 und einen zweiflutigen Niederdruckteil 3 auf. In einem Kessel 4 wird Dampf unter einem Druck von beispielsweise 250 ata erzeugt und in einem Überhitzer 5 auf beispielsweise 540 C überhitzt. Die ser Dampf gelangt über eine Leitung 6 in den Turbi nenteil 1.
Eine Leitung 7 führt den den Turbinenteil 1 verlassenden, auf beispielsweise etwa 80 ata entspann ten Arbeitsdampf in einen zwischen die Turbinenteile 1 und 2, das heisst zwischen die ersten beiden Entspan nungsstufen, geschalteten, durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer 8, in welchem der Dampf beispiels weise wieder auf die ursprüngliche Temperatur von 540= C gebracht wird, bevor er über eine Leitung 9 dem Turbinenteil 2 zugeleitet wird.
Der Arbeitsdampf erfährt eine zweite Zwischen- überhitzung bei niedrigerem Druck, z. B. bei etwa 6 ata, in einem durch Dampf beheizten Wärmeaustauscher 10, dessen einer Strömungsweg Bestandteil einer Ver bindungsleitung 11 zwischen den durch die Turbinen teile 2 und 3 gebildeten Entspannungsstufen ist, und der aus zwei Teilen 10' und 10" besteht.
Heizdampf- seitig ist der Wärmeaustauscherteil 10' in der Leitung 7 eingeschaltet, die den Strömungsweg für den Arbeits dampf bildet, der vom Turbinenteil 1 zu dem durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer 8 führt. Nach Durchströmen des Wärmeaustauscherteils 10' wird von dem als Heizdampf dienenden Arbeitsdampf höheren Druckes ein kleiner Teil durch eine Leitung 12 in den Wärmeaustauscherteil 10" abgezweigt, in welchem er kondensiert, wobei seine Kondensationswärme zur Vor- wärmung des durch die Leitung 11 strömenden Ar beitsdampfes niederen Druckes dient.
Der Abdampf des Turbinenteils 3 wird schliesslich in einem Kondensator 13 niedergeschlagen. Mit 14 ist ein von der Turbine 1, 2, 3 angetriebener elektrischer Stromerzeuger bezeichnet. Mit 15, 16, 17, 18, 19 sind ferner der Vollständigkeit halber Entnahmeleitungen an gedeutet, die zu nicht dargestellten Speisewasservorwär- mern oder auch zu Hilfsturbinen führen können.
Bei der beschriebenen Anlage ist die durch den Wärmeaustauscherteil 10' strömende Heizdampfmenge höheren Druckes etwa gleich gross wie die aufzuheizende Dampfmenge niedrigeren Druckes. Verlässt z. B. der Arbeitsdampf den Turbinenteil 1 mit einer Temperatur von 375 C, so enthält er genügend überhitzungswärme, um den dem Turbinenteil 3 zuströmenden Dampf auf etwa 350 C zu überhitzen. Die durch die Leitung 12 in den Wärmeaustauscher 10" abgezweigte Dampfmenge hat dabei die Aufgabe, durch Abgabe ihrer Kondensa tionswärme den z.
B. mit einer Temperatur von etwa 225 C den Turbinenteil 2 verlassenden Arbeitsdampf auf die Sättigungstemperatur des, wie angenommen, un ter dem Druck von etwa 80 ata stehenden Heizdampfes vorzuwärmen.
Steam turbine system with at least double reheating of the working steam The invention relates to a steam turbine plant with at least two reheating of the working steam at different pressures between successive relaxation stages of the turbine, with a reheater heated by fire gases for reheating the working steam at higher pressure and a heat exchanger Steam that escapes from the expansion stage, which affects the reheater heated by flue gases, serves as heating steam for reheating the working steam at low pressure.
Systems of this type have the advantage that only the high pressure steam with a relatively small volume for reheating needs to be carried to the boiler, while for reheating the steam at low pressure, which has a relatively large volume, only a comparatively short, in Lines located in the area of the turbines are required. At high pressure, the possibility of reheating to a high temperature is preserved.
In a known steam turbine system of this type, the working steam flows from the expansion stage, which precedes the intermediate superheater heated by flue gases, directly to this intermediate superheater, and the heat exchanger for the intermediate superheating of the working steam at lower pressure is connected to an extraction line on the heating steam side that starts at the end of that relaxation stage.
The amount of steam branched off through this extraction line and serving as heating steam in the heat exchanger is no longer used for the <B> * </B> work. It is relatively small compared to the total amount of working steam that is supposed to be reheated in the heat exchanger. In this known arrangement, the heating steam that condenses afterwards is therefore able to give off little of its own superheating heat to the working steam at lower pressure, so that it can only be overheated slightly above the saturation temperature of the heating steam.
In this way, it is generally still possible to reheat the low-pressure steam to a temperature of about 330 ° C., which at a pressure of about 3.5 atmospheres when entering the last expansion stage could still suffice. If this pressure is higher, e.g. B. about 6 ata, it is desirable to increase the second inter mediate overheating to at least 350 C, so as to reduce the steam wetness in the area of the last relaxation stage of the turbine and also to achieve low heat consumption.
According to the invention, in a system of the type described at the outset, such an increase in the reheating temperature of the working steam at lower pressure is made possible in that the heat exchanger is switched on on the heating steam side in the flow path of the working steam from the relaxation stage which precedes the reheater heated by flue gases , leads to this reheater heated by flue gases.
In the drawing, an embodiment of a steam turbine system according to the invention is shown schematically.
The turbine has three successive relaxation stages, namely a high-pressure part 1, a medium-pressure part 2 and a double-flow low-pressure part 3. In a boiler 4 steam is generated under a pressure of, for example, 250 ata and is superheated in a superheater 5 to, for example, 540 ° C. The water steam enters the turbine part 1 via a line 6.
A line 7 leads the turbine part 1 leaving, for example, about 80 ata th working steam in a between the turbine parts 1 and 2, that is between the first two relaxation stages, switched, heated by fire gases reheater 8, in which the steam for example is brought back to the original temperature of 540 = C before it is fed to the turbine part 2 via a line 9.
The working steam undergoes a second reheating at a lower pressure, e.g. B. at about 6 ata, in a steam-heated heat exchanger 10, one flow path of which is part of a Ver connecting line 11 between the parts 2 and 3 formed by the turbines expansion stages, and which consists of two parts 10 'and 10 ".
On the heating steam side, the heat exchanger part 10 'is switched on in the line 7, which forms the flow path for the working steam which leads from the turbine part 1 to the reheater 8 heated by flue gases. After flowing through the heat exchanger part 10 ', a small part of the higher pressure working steam serving as heating steam is branched off through a line 12 into the heat exchanger part 10 ", in which it condenses, its heat of condensation being lower to preheat the working steam flowing through the line 11 Pressure is used.
The exhaust steam from the turbine part 3 is finally deposited in a condenser 13. With a driven by the turbine 1, 2, 3 electric power generator is designated. With 15, 16, 17, 18, 19, for the sake of completeness, extraction lines are also indicated, which can lead to feedwater preheaters (not shown) or to auxiliary turbines.
In the system described, the amount of heating steam of higher pressure flowing through the heat exchanger part 10 'is approximately the same as the amount of steam of lower pressure to be heated. Leaves z. B. the working steam the turbine part 1 with a temperature of 375 C, it contains enough superheating heat to superheat the steam flowing to the turbine part 3 to about 350 C. The amount of steam "branched off through line 12 in the heat exchanger 10" has the task of providing the z.
B. with a temperature of about 225 C, the turbine part 2 leaving working steam to the saturation temperature of the, as assumed, un ter the pressure of about 80 ata standing heating steam preheat.