CS213440B1

CS213440B1 - Downfall hot water accumulator

Info

Publication number: CS213440B1
Application number: CS823180A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kadrnozka
Original assignee: Jaroslav Kadrnozka
Priority date: 1980-11-27
Filing date: 1980-11-27
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Účelem vynálezu je vytvořeni akumulátoru, který by ae dal použít v případě potřeby zmenšení výkonu parní turbiny v mimošpičkové době při konstantním výkonu zdroje teple. Akumulátor sestává z akumulačních nádrží, ze soustavy nabíjecích ohříváků, z nabíjecího čerpadla a z regulačních ventilů, přičemž horní prostor akumulačních nádrží je prvním vývodem připojen přes regulační ventil na parní turbínu, druhý vývod ze spodní čésti akumulačních nádrží je připejen přes armaturu a čerpadle na napájecí nádrž, třetí vývod ze spodní části ekumulačr nich nádrží je připojen přes armaturu, nabíjecí čerpadlo, soustavu nabíjecích ohříváků a regulační ventil na čtvrtý vývod akumulačních nádrží, přičemž tento čtvrtý vývod je zaveden pod hladinu vody v akumulačních nádržích. Soustava nabíjecích ohříváků může být napojena potrubími na odběry parní turbiny nebo též na přívodní parní potrubí.The purpose of the invention is to create an accumulator that could be used in case of need to reduce the steam turbine output during off-peak hours at a constant heat source output. The accumulator consists of storage tanks, a charging heater system, a charging pump and control valves, whereby the upper space of the storage tanks is connected to the steam turbine via a control valve via the first outlet, the second outlet from the lower part of the storage tanks is connected via a fitting and pump to the supply tank, the third outlet from the lower part of the storage tanks is connected via a fitting, charging pump, a charging heater system and a control valve to the fourth outlet of the storage tanks, whereby this fourth outlet is introduced below the water level in the storage tanks. The charging heater system can be connected via pipes to the steam turbine outlets or also to the steam supply pipe.

Description

Vynález se týká spádového horkovodního akumulátoru pro zvětšení regulačního rozsahu a zvýšeni provozní pružnosti parních elektráren.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a hot-water gravity accumulator for increasing the control range and increasing the operating flexibility of steam power stations.

V elektrizační soustavě musí být v rovnováze výrobs a spotřeba elektrická energie a proto se výkon elektráren musí trvele přizpůsobovat změnám zatížení elektrizační soustavy. Část změn zstížení lze předvídat s zdrojová část elektrizační soustavy se na ně může předem připravit najetím nebe odstavením vhodných elekráren. Jiné změny zatížení jsou však nahodilého charakteru, zejména změny zatížení vyvolaná poruchami. Vzrůstající požadavky na kvalitu elektrické energie a spolehlivost provozu elektrizační soustavy zvyšují nároky na dynamické vlastnosti elektráren a ne rychlé nasazování rezervního výkonu. Hospodárná regulace v elektrizační soustavě a regulace předávanéhs výkonu vyžaduje, aby pokud možno všechny elektrárny byly schopny rychle měnit výkon a nikoli jen speciální špičkové a regulační elektrárny. To se týká i jaderných elektráren, nebol jejich podíl na celkovém výkonu elektrizační soustavy se bude zvyšovat.In the electricity grid, the production and consumption of electricity must be balanced, and therefore the power of the power plants must be constantly adapted to changes in the grid load. Part of the changeover can be foreseen with the source part of the power system being prepared in advance by approaching or shutting down the appropriate power plants. However, other load variations are of a random nature, in particular load variations due to failures. Increasing demands on the quality of electricity and reliability of operation of the power system increase the demands on the dynamic properties of power plants and not the rapid deployment of reserve power. Economical regulation in the power system and regulation of power transmission requires that, as far as possible, all power plants are able to change power quickly and not just special peak and control power plants. This also applies to nuclear power plants, as their share in the overall power of the electricity system will increase.

Pro rychlé zvýšení výkonu elektrárenského bloku je známé odpojení vysokotlakových regeneračních ohříváků, odpojení nízkotlakových regeneračních ohříváků, využití akumulace tepla v kotli snížením tlaku páry, zvětšení hmotnostního toku páry z kotle výkonovým vstřikem apod.It is known to disconnect high-pressure regenerative heaters, to disconnect low-pressure regenerative heaters, to use heat accumulation in the boiler by reducing steam pressure, to increase the mass flow of steam from the boiler through power injection, etc.

V elektrárnách, které spalují kapalné nebo plynné palivo je možno použít i zvýšení přívodu paliva do ohniště. Při spalování tuhého paliva je dosažitelná rychlost výkonových změn podstatně menší. U jaderných elektráren nelze počítat s ryclými změnami výkonu primárního okruhu.In power plants that burn liquid or gaseous fuel, it is also possible to use an increase in the fuel supply to the fireplace. In solid fuel combustion, the achievable rate of power change is substantially less. For nuclear power plants, it is not possible to expect swift changes in the output of the primary circuit.

Některé uvedené způsoby se vyznačují snížením hospodárnosti výreby elektrické energie, jiné nevyhovují z hlediska požadavku velmi jednoduchého zásahu při změně výkonu, nebo je lze použít jen ic ’’3-áť-odobé zvýšení výkonu. Při použiti akumulace tepla v rovnotlakových horkovodních akumulátorech je třeba udržovat horkovodní okruhy, případně i špičkovou turbínu v prohřátém stavu. Nevýhodou známých spádových horkovodných akumulátorů je složité nabíjení a potřeba zásobní nádrže na ochlazenou vodu.Some of these methods are characterized by a reduction in the economy of electricity production, others do not meet the requirement of a very simple intervention in changing power, or they can only be used in an ic ´3-time-consuming power increase. When using heat accumulation in equal-pressure hot-water accumulators, it is necessary to keep the hot-water circuits, or even the peak turbine in the warmed-up state. The disadvantage of the known hot-water gravity accumulators is the complicated charging and the need for a cold water storage tank.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněna spádovým horkovodním akumulátorem podle vynálezu. Jeho podstata je, že sestává z akumulačních nádrží, ze soustavy nabíjecích ohříváků, z nabíjecího čerpadla a z regulačních ventilů, přičemž horní prostor akumulačních nádrží je prvním vývodem připojen přes regulační ventil na parní turbínu, druhý vývod ze spodní části akumulačních nádrží je přes armaturu a čerpadlo připojen na napájecí nádrž, třetí vývod ze spodní části akumulačních nádrží je připojen přes armaturu, nabíjecí čerpadlo, soustavu nabíjecích ohříváků a regulační ventil na čtvrtý vývod akumulačních nádrží, a tento čtvrtý vývod je zaveden pod hladinu vody v akumulačních nádržích.The above-mentioned drawbacks are overcome by the hot-water accumulator according to the invention. Its essence is that it consists of storage tanks, a set of charging heaters, a charging pump and control valves, the upper space of the storage tanks being connected via a control valve to the steam turbine through the first outlet, the second outlet from the bottom of the storage tanks through the valve and pump connected to the supply tank, the third outlet from the bottom of the storage tanks is connected via the fitting, the charging pump, the charging heater assembly and the control valve to the fourth outlet of the storage tanks, and this fourth outlet is routed below the water level in the storage tanks.

Dále je podle vynálezu účelné, jestliže soustava nabíjecích ohříváků je nepojena potrubími na odběry perní turbíny, resp. též ne přívsdní parní potrubí před turbínou.Furthermore, according to the invention, it is expedient if the charging heater system is not connected by means of ducts for withdrawing the turbine, respectively. not even the steam line upstream of the turbine.

Nabíjení akumulátoru se provádí stupňovým ohříváním vody v nabíjecích ohřívácích parou z neregulovatelných odběrů parní turbíny nebo též vstupní parou.Charging of accumulator is done by step heating of water in charging heating steam from unregulated steam turbine draws or also by input steam.

Výhodou tohoto uspořádání je zmenšení výkonu parní turbíny v mimošpičkové době při konstantním výkonu tareje tepla, to jest parního kotle nebo jaderného reaktoru, ťři vybíjení akumulátoru se uvolněná pára zavádí přes regulační ventil do turbíny, čímž se zvyšuje její výkon při kenststtním výkonu zdroje tepla. Výhodou je rychlá změna výkonu turbíny, jednoduchý zásah pro dosažení potřebné změny výkonu, při změně výkonu turbíny nedochází k ovlivnění zdroje tepla.The advantage of this arrangement is to reduce the power of the steam turbine during peak hours at a constant heat rate, i.e. a steam boiler or a nuclear reactor, by discharging the accumulated steam through the control valve into the turbine, thereby increasing its power at the heat source's constant output. The advantage is a quick change of turbine output, simple intervention to achieve the necessary change of output, while the turbine output does not affect the heat source.

213 440213 440

Vynález je blíže objasněn pomocí připojeného výkresu, kde je nakresleno záklední schéma spádového horkovodního akumulátoru a jeho připojení k parní turbině v jaderné elektrárně.The invention is illustrated in more detail with the aid of the accompanying drawing, in which a schematic diagram of a hot water accumulator and its connection to a steam turbine in a nuclear power plant is shown.

Spádový horkovodní akumulátor sestává z několika paralelně zapojených akumulačních nádrží 1, ze .soustavy nabíjecích ohříváků 2, z nabíjecího čerpadla 2 ^{8 z} regulačních ventilů 4 a 2· Herní prostor akumulsčních nádrží 1 je prvním vývodem připojen přes regulační ventil 4 na parní turbínu 8. V příkladném zapojení jsou akumulační nádrže 1 připojeny prvním vývodem na převáděcí potrubí mezi vysokotlakým dílem a nízkotlakými díly parní turbíny 8. Druhý vývod ze spodní části akumulačních nádrží 1 je připojen přes armaturu 2 ⁸ čerpadlo 2 na napájecí nádrž 10. Třetí vývod ze spodní části akumulačních nádrží 1 je připojen přes armaturu 6, nabíjecí čerpadlo 2» soustavu nabíjecích ohříváků 2 a regulační ventil 2 na čtvrtý vývod akumulačních nádrží 1., přičemž tento čtvrtý vývod je zaveden pod hladinu vody v akumulačních nádržích 1. Soustava nabíjecích ohříváků 2 je napojena potrubími 11 na odběry parní turbíny 8 nebo též na přívodní parní potrubí 12.The hot water accumulator consists of several accumulation tanks 1 connected in parallel, a set of charging heaters 2, a charging pump 2 ^{8 of} control valves 4 and 2. The play area of the accumulation tanks 1 is connected via a control valve 4 to a steam turbine 8. By way of example, the accumulation tanks 1 are connected by a first outlet to a transfer line between the high pressure part and the low pressure parts of the steam turbine 8. A second outlet from the bottom of the storage tanks 1 is connected via a fitting 2 ^{8 to} pump 2 to the feed tank 10. 1 is connected via a fitting 6, a charging pump 2, a charging heater assembly 2, and a control valve 2 to a fourth outlet of the storage tanks 1. the fourth outlet is introduced below the water level in the storage tanks 1. The charging heater assembly 2 is The steam turbine 8 or the steam supply line 12 is also used to draw the steam turbine.

tepelná energie je akumulována v horké vodě v akumulačních nádržích 1. Při pootevření regulačního ventilu 4 proudí pára z horního prostoru akumulačních nádrží JL do turbíny 8 a tím zvyšujej její výkon. *řitom klesá tlak v akumulsčních nádržích 1.» čímž se část vody v celém objemu horké vody odpařuje a vzniklé parní bubliny stoupají vzhůru. Na odpaření části vody se spotřebuje teplo a teplota vody v akumulačních nádržích 1 klesá. Akumulační nádrže 1 jsou vybity, jakmile tlak v nich poklesne ne hodnotu blízkou tlaku v turbíně 8 v místě, kde je připojen prvni vývod z akumulsčních nádrží 1 ns turbínu 8, Při vybíjení akumulačních nádrží 1 se část vody zavádí do pracovního okruhu turbíny 8. ^Aroto je stejné množství vody z napájecí nádrže 10 dopravováno čerpadlem 2 přes otevřenou armaturu 2 do spodní části akumulačních nádrží 1. Přitom je armatura 6 uzavřena a nabíjecí čerpadle 2 odstaveno.thermal energy is stored in hot water in the accumulation tanks 1. When the control valve 4 is opened, steam flows from the upper space of the accumulation tanks 11 to the turbine 8 and thus increases its output. * thereby decreasing the pressure in the accumulation tanks 1. », whereby part of the water in the entire hot water volume evaporates and the resulting steam bubbles rise upwards. Heat is consumed to evaporate part of the water and the temperature of the water in the storage tanks 1 decreases. Storage tanks 1 are discharged, when the pressure therein drops not a value close to the pressure in the turbine 8 in the place where it is connected to the first outlet of the tank 1 ns akumulsčních turbine 8, discharging storage tanks 1, part of the water introduced into the working circuit of the turbine 8 ^and Therefore, the same amount of water from the feed tank 10 is conveyed by the pump 2 through the open fitting 2 to the bottom of the storage tanks 1. The fitting 6 is closed and the charging pump 2 is shut down.

Při nabíjení akumulačních nádrží 1 je vedena ochlazená veda ze spodní části těchto nádrží pomocí nabíjecího čerpadla 2 přes otevřenou armaturu 6 do soustavy nabíjecích ohříváků 2, kde se ohřívá parou z turbíny 8, resp. táž parou z přívodního parního potrubí 12 a je zaváděna čtvrtým vývodem pod hladinu vody v akumulačních nádržích 1. Odběrem části vstupní páry o odběrové páry z turbíny 8 se sníží výkon turbíny 8. V první fázi nabíjení je regulačním ventilem 2 udržován v nabíjecích ohřívácích 2 takový tlak, aby nedošlo k odpařování ohřáté vody. Jakmile se prohřeje vrstva vody v akumulačních nádržích 2 mezi vyústěním čtvrtého vývodu pod hladinou a hladinou, zvýší se v akumulačních nádržích tlak na tlak sytosti odpovídající teplotě vody na výstupu ze soustavy nabíjecích ohříváků 2. V této fází nabíjení je regulační ventil 2 zcela nebo téměř úplně otevřen. Při nabíjení akumulačních nádrží se nejdříve ohřívá ochlazená voda ze spodní části akumulačních nádrží 1, která sem byla zavedena při vybíjení akumulátoru druhým vývodem z napájecí nádrže 10. V dsláí fázi nabíjemí oe ohřívá voda ze střední části akumulačních nádrží 1, která se ochladila postupným odpařováním části vody při vybíjení akumulátoru. Akumulační nádrže 1 jsou zcela nabity, jakmile ohřátá voda zaplní celý objem akumulačních nádrži 1. Při nabíjení akumulátoru je regulační ventil 4 uzavřen, armatura 7 je uzavřena a čerpadlo 2 J^e odstaveno.When charging the accumulation tanks 1, cooled water is led from the bottom of these tanks by means of a charging pump 2 through an open fitting 6 to a system of charging heaters 2, where it is heated by steam from the turbine 8, respectively. the steam from the inlet steam line 12 and is introduced through a fourth outlet below the water level in the accumulation tanks 1. By removing a portion of the inlet steam from the exhaust steam from the turbine 8, the turbine 8 is reduced. pressure to avoid evaporation of heated water. As soon as the water layer in the accumulation tanks 2 between the outlet of the fourth outlet below the surface and the water has warmed up, the pressure in the accumulation tanks increases to the saturation pressure corresponding to the water temperature at the outlet of the charging heater system. opened. When charging the storage tanks, the cooled water from the lower part of the storage tanks 1, which was introduced here when the battery was discharged by the second outlet of the supply tank 10, is first heated. water during battery discharge. Storage tanks 1 are fully charged, when the heated water fills the entire volume of the storage tank 1. When charging the accumulator control valve 4 is closed, the armature 7 is closed and the pump 2 ^e J parked.

Claims

1. Hot-water accumulator characterized in that it consists of storage tanks (1), eeustevy charging heaters (2), charging pump (3) and control valves (4) and (5), the upper space of the storage tanks (Γ). ) is connected via a control valve (4) to the steam turbine (8), the second outlet from the bottom of the accumulation tanks (1) is connected via a fitting (7) and a pump (9) to the feed tank (10); the lower part of the storage tanks (1) is connected via the fitting (6), the charging pump (3), aeustevu of the charging heaters (2) and the control valve (5) to the fourth outlet of the storage tanks (1); water storage tanks (1).

2. The hot-water accumulator according to claim 1, characterized in that the charging heater assembly (2) is not connected by pet-rubies (11) to the turbine draw (8) or also to the steam supply pipe (12).