CH621187A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Kondensator der Dampfturbine. Die Regelgrösse ist hierbei der

1. Speisewasser-Mischvorwärmer mit Regeleinrichtung, ins- Dampfdruck. Der bauliche Aufwand für diese Regeleinrichtung besondere für kombinierte Gas-/Dampfturbinenkraftwerke, bei ist beträchtlich, sie erfordert diverse Absperrorgane, Leitungen, denen die Abgase einer Gasturbine zur Dampferzeugung für einen Kondensatoreinlass und anderes.

eine Dampfturbine ausgenützt werden, mit einem Speisewasser- s Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Regeleinrichtung behälter (12) mit einem Entgasungsdom (34), mit Leitungen geschaffen werden, die bei geringem baulichen Aufwand eine (28,31) für die Zuführung von Dampf aus einer ND-Dampf- einwandfreie Regelung der Speisewassereintrittstemperatur er-trommel ( 18) in den Speisewasserbehälter (12) zwecks Vorwär- möglicht.

mung und Entgasung des Speisewassers bzw. für die Zuführung Der erfindungsgemässe Speisewasser-Mischvorwärmer mit von Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter (12) in die ND- m Regeleinrichtung besitzt einen Speisewasserbehälter mit einem Dampftrommel (18) mit Pumpen (23,30; 26) für die Zufüh- Entgasungsdom, Leitungen für die Zuführung von Dampf aus rung von Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter (12) in die einer ND-Dampftrommel in den Speisewasserbehälter zwecks ND-Dampftrommel (18) bzw. für die Förderung von Speise- Vorwärmung und Entgasung des Speisewassers bzw. für die wasser durch einen ND-Verdampfer (17) sowie mit Mitteln (29) Zuführung von Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter in zur Regelung des Wasserstandes in der ND-Dampftrommel 15 die ND-Dampftrommel mit Pumpen für die Zuführung von (18), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Speisewasserbe- Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter in die ND-Dampf-hälter (12) und ND-Dampftrommel (18) eine Verbindungslei- trommel, bzw. für die Förderung von Speisewasser durch einen tung (28) für Dampf vorgesehen ist, die ein vom Druck im ND-Verdampfer sowie Mittel zur Regelung des Wasserstandes

Speisewasserbehälter (12) beaufschlagtes Druckregelventil (32) in der ND-Dampftrommel und ist dadurch gekennzeichnet, dass aufweist, das die Aufgabe hat, den Druck und damit die Satt- 20 zwischen Speisewasserbehälter und ND-Dampftrommel eine dampftemperatur im Speisewasserbehälter (12) auf eine Verbindungsleitung für Dampf vorgesehen ist, die ein vom bestimmte, einstellbare Grösse zu begrenzen. Druck im Speisewasserbehälter beaufschlagtes Druckregelventil

2. Speisewasser-Mischvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch aufweist, das die Aufgabe hat, den Druck und damit die Sattgekennzeichnet, dass für die Speisung der ND-Dampftrommel dampftemperatur im Speisewasserbehälter auf eine bestimmte, (18) eine eigene Speisewasserpumpe (30) vorgesehen ist. 25 einstellbare Grösse zu begrenzen.

3. Speisewasser-Mischvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist je eine Speisegekennzeichnet, dass zur Speisung der ND-Dampftrommel (18) wasserpumpe für die Speisung der ND-Dampftrommel und des eine Nebenstromleitung (35) vorgesehen ist, die stromabwärts HD-Dampferzeugers vorgesehen.

einer Speisewasserpumpe (23) für eine HD-Dampftrommel Eine vereinfachte Variante weist lediglich eine HD-Speise-

(15) von einer Speiseleitung (24) abzweigt, so dass die ND- 30 wasserpumpe auf, die durch eine Abzweigleitung auch die ND-Dampftrommel (18) ebenfalls von der Speisewasserpumpe (23) Dampftrommel mit Speisewasser versorgt.

für die HD-Dampftrommel (15) gespeist wird. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

35 Fig. 1 das Schema eines kombinierten Gas-/Dampfturbi-Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speisewasser- nenkraftwerkes mit einer erfindungsgemässen Regeleinrich-

Mischvorwärmer mit Regeleinrichtung, insbesondere für kom- tung,

binierte Gas-/Dampfturbinenkraftwerke, bei denen die Abgase Fig. 2 ein Diagramm, das die Druck- und Temperaturvereiner Gasturbine zur Dampferzeugung für eine Dampfturbine hältnisse in der Vorwärmerschleife und im Abgasstrom zeigt, ausgenützt werden. 40 und

In Abhitzkesseln ist es wünschenswert, die Speisewasser- Fig- 3 ein Diagramm, das das Verhalten der Vorwärmer temperatur am Eintritt in den Abhitzekessel im Interesse eines schleife und des Mischvorwärmers in Abhängigkeit von der möglichst hohen thermodynamischen Wirkungsgrades tief zu Generatorleistung veranschaulicht.

halten. Wegen der Gefahr der Kaltkorrosion am Ende des Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Gas-/Dampftur-

Verdampfers ist sie aber nach unten begrenzt. Um einen Korro- 45 binenkraftwerk besteht die Gasturbogruppe aus einer Gastur-sionsangriff mit Sicherheit zu verhüten, sollte daher die Speise- bine 1, einem Verdichter 2, einer Brennkammer 3 und einem wassereintrittstemperatur auch im Teillastbereich konstant Generator 4. Über eine Abgasleitung 5 gelangen die Abgase der gehalten werden. Je nach Zusammensetzung des Gasturbinen- Gasturbine 1 in einen Abhitzekamin 6, in dem die Heizflächen brennstoffes liegt sie zwischen 100 und 150° C, in Einzelfällen der Dampfanlage liegen. Letztere weist eine Dampfturbine 7, auch darunter. 50 einen Generator 8, einen Kondensator 9 und eine Kondensat-

Die Vorwärmung des Speisewassers im Mischvorwärmer rückförderpumpe 10 auf, die das Kondenswasser über eine kann entweder mit Anzapfdampf aus der Dampfturbine oder Leitung 11 in einen Speisewasserbehälter 12 pumpt, mit Dampfwärme aus einem ND-Abhitzekessel, der dem HD- Im Abhitzekamin 6 liegen eine Überhitzerheizfläche 13,

Abhitzekessel im Abgasstrom nachgeschaltet ist, erfolgen. Die eine HD-Verdampferheizfläche 14 einer Hochdruckkessel-Verdampferschlange des ND-Abhitzekessels wird im folgenden 55 trommel 15, eine Ekonomiserheizfläche 16 und eine ND-Ver-als Vorwärmerschleife bezeichnet. dampferheizfläche 17 einer Niederdruckkesseltrommel 18.

Bei der Vorwärmung mit Anzapfdampf muss die Dampf- Zum Hochdruckdampferzeuger gehören neben den Heizflächen temperatur hoch gewählt werden, um einen ausreichenden 13 und 14 noch eine Umwälzpumpe 19, Dampfleitungen 20,21

Regelungsabstand für den Teillastbetrieb zu haben. Dies ver- und 22 sowie eine Speisewasserpumpe 23 und Leitungen 24 und schlechten den Wirkungsgrad. 60 25 zwischen der Pumpe 23 und dem Ekonomiser 16 bzw.

Dies wird bei der Vorwärmung mit Vorwärmerschleife ver- zwischen letzterem und der HD-Dampftrommel 15.

mieden, da hierbei Abwärme ausgenützt wird, die ansonsten Zur Vorwärmeinrichtung gehören neben dem schon verloren ist. Es stellt sich dabei aber das Problem, die Speise- erwähnten Speisewasserbehälter 12, der ND-Verdampferheiz-wassereintrittstemperatur auf den für die jeweilige Anlage gün- fläche 17 und der ND-Kesseltrommel 18 eine Umwälzpumpe stigsten Wert zu regeln. 65 26 für die Verdampferheizfläche 17, Dampfleitungen 27 und

Bei einer bekannten Ausführung eines kombinierten Gas-/ 28, eine Niveauregeleinrichtung 29 bekannter Bauart für die Dampfturbinenkraftwerks erfolgt die Regelung durch Ablassen Regelung des Wasserstandes in der ND-Kesseltrommel 18, eine von überschüssigem Dampf aus dem Mischvorwärmer in den Speisewasserpumpe 30 für die Speisung der Kesseltrommel 18,

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eine Leitung 31 für die Zuführung von Speisewasser zu den Pumpen 23 und 30, sowie eine Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Speisewassertemperatur über den ganzen Betriebsbereich. Diese Regeleinrichtung besteht aus einem in der Dampfleitung 28 vorgesehenen Druckregelventil 32 bekannter Bauart, das über eine Leitung 33 mit einem Dampfdom 34 des Speisewasserbehälters 12 in Verbindung steht und über diese mit dem im Speisewasserbehälter herrschenden Druck beaufschlagt wird.

Um Druck und Temperatur im Speisewasserbehälter 12 konstant zu halten, muss die in der Vorwärmerschleife 17 an das Wasser übergehende Wärmemenge der jeweiligen Leistung der Dampfturbine 7 angepasst werden. Diese Regelung besorgt das Ventil 32, indem es bei ansteigendem Druck im Speisewasserbehälter in schliessendem Sinne verstellt wird, worauf auch der Druck und somit die Dampftemperatur in der ND-Kesseltrom-mel 18 ansteigen und infolgedessen wegen des verringerten Temperaturgefälles gegenüber den Abgasen die in der Vorwärmerschleife übergehende Wärmemenge reduziert wird. Diese Verhältnisse sind in Fig. 2 dargestellt, in der pb1[ den Druck bzw. die Temperatur vor einem Regeleingriff (schliessende Verstellung des Ventils 32) und p2, t2 die entsprechenden Werte nach beendetem Regeleingriff bedeuten. Infolge des kleineren Temperaturgefälles gegenüber der Abgastemperatur tG im letzteren Falle nimmt hierbei die in der Vorwärmerschleife von den Abgasen an den Dampf übergegangene Wärmemenge von Q] auf Q2 ab. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Regelung in der gewünschten Weise arbeitet.

In Fig. 2 bedeuten noch E die Ekonomiserstrecke, V die Vorwärmerstrecke und tE den Temperaturverlauf über den Ekonomiser.

Die Fig. 3 zeigt das Verhalten der Vorwärmerschleife und 5 des Mischvorwärmers in Abhängigkeit von der Generatorleistung. In diesem Diagramm bedeuten pvs den Druck in der Vorwärmerschleife, pMV den Druck im Mischvorwärmer und A p den Drosselverlust im Regelventil 32. Man erkennt daraus, dass der Druck im ND-Verdampfer 17 und damit in der ND-Ki Kesseltrommel 18 immer über dem Druck im Speisewasserbehälter 12 liegt, so dass immer ein Drucküberschuss zur Regelung der Temperatur im Mischvorwärmer auf einen konstanten Wert zur Verfügung steht.

Eine Vereinfachung der Einrichtung besteht darin, dass die 15 Speisewasserpumpe 30 nebst zugehörigen Leitungen für die Speisung der ND-Kesseltrommel 18 weggelassen wird, wobei die ND-Trommel von der Speisewasserpumpe 23 für die HD-Kesseltrommel 15 mitversorgt wird. Hiezu ist nach der Pumpe 23 die in Fig. 1 strichliert gezeichnete Leitung 35 vorzusehen. :o Die Pumpe 23 versorgt also die ND-Trommel im Nebenstrom.

Besonders vorteilhaft ist die beschriebene Einrichtung für Kraftwerke, die mit schwefelhaltigen Brennstoffen betrieben werden, bei denen also die Speisewassertemperatur zwecks Vermeidung von Korrosion hoch gewählt werden muss. Sie ist 25 für diesen Fall einer mit Anzapfdampf arbeitenden Regelung der Temperatur im Mischvorwärmer thermodynamisch überlegen.

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2 Blatt Zeichnungen.