DD139879A1

DD139879A1 - Verfahren zur abwaermenutzung in kraftwerken mit gegendruckdampfturbinen

Info

Publication number: DD139879A1
Application number: DD78208848A
Authority: DD
Inventors: Volkmar Porezag; Herbert Vollmer
Original assignee: Volkmar Porezag; Herbert Vollmer
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1978-11-01
Publication date: 1980-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise bei industriellen Dampf- und Elektroenergieerzeugungsanlagen anwendbares Verfahren zur Abwärmenutzung beim Betrieb von Gegendruckturbinen mit zeitweilig beaufschlagtem Hilfskondensator. Durch eine Kombination dieser Einrichtung mit einem Heißwasser-Wärmespeicher wird es ermöglicht, die vom Kondensatorkühlwasser aufgenommene Wärme im Kraftwerksbereich zu nutzen. - Figur

Description

Heidenau, 21. 2. 1979 822P-2301/Be

Verfahren zur Abwärmenutzung in Kraftwerken mil; Gegendruckdampfturbinen __________„

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Dampfturbinen-Kraftwerksbetrieb anwendbar - vorzugsweise in ineiustrieilen Dampf- und Elektroenergieerzeugungsanlagen - und ermöglicht beim Betreiben von Gegendruck-Dampfturbinen den Einsatz von Dampfkondensationseinrichtungen, die hauptsähclich dem zeitweiligen Belastungsausgleich dienen_s unter Nutzung der im Kondensat or kühl v/a sser enthaltenen Abwärme.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Dampfkraftwerken ist es bei der kombinierten Erzeugung von Wärme- und Elektroenergie (Wärme-Kraft-Kopplung) üblich, im Pall des angestrebten Ausgleiches von Dampf- oder Elektroenergiebedarfsschwankungen Dampfturbinen zu installieren, die im Entnahme-Kondensationsbetrieb arbeiten, oder bei einem Verzicht auf den Ausgleich von Bedarfsschwankungen Gegendruckturbinen zu verwenden« Verschiedentlich wurde zur Anpassung an veränderliche Bedarfsverhältnisse auch die Lösung benutzt, Gegendruckturbinen mit einem Hilfskondensator auszustatten, wobei die im niederzu-

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schlagenden Dampf enthaltene Wärme mit dem Kühlwasser verloren geht. .

Bei sehr kurzzeitigem Einsatz besitzt diese Betriebsweise infolge geringeren Anlagenaufwandes wirtschaftliche Vorteile gegenüber dem Entnahme-Kondensationsbetrieb, jedoch stellt in energetischer Hinsicht die im Kondensatorkühlwasser abgeführte Wärme immer noch einen beträchtlichen Verlust dar. Hierdurch wird gegenüber dem reinen Gegendruckbetrieb der thermische Wirkungsgrad vermindert.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung wird bezweckt, die beim Betreiben einer Gegendruckturbine mit Hilfskondensator eintretenden Kühlwasser-Wärmeverluste zu vermeiden, indem die dem Hilfskondensator zugeführte V/ärme wieder nutzbar gemacht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem dem Hilfskondensator ein Wärmespeichersystem in Form eines Warmwasser- oder Heißwasser-Kreislaufsyst ems nachgeschaltet wird. Als Umlaufwasser dient vorzugsweise das aufbereitete und enthärtete Zusatzspeisewasser der Dampfkesselanlage, jedoch ist gegebenenfalls auch die Verwendung eines anderen, geeignet aufbereiteten Brauchv/assers möglich. Die Wärmeabgabe aus dem Speichersystem erfolgt entweder durch direkte Abgabe von erwärmten Wasser in die thermische Aufbereitungsstufe der Kesselspeisewasserversorgung - unter laufender Ergänzung durch zugeführtes kaltes Zusataspeisewass6x - oder durch

indirekte Wärmeabgabe mil; Hilfe von Wärmetauschern (Rohrbündel-V/ärmeaustauscher oder ähnliches). Hierdurch kann die Ausnutzung der Speicherwärme neben der Vorzugs v/eisen Verwendung für die Speisewasservorwärmung erweitert werden auf die Aufheizung oder Vorwärmung von Heizungs-Umlaufwasser und Gebrauchswarmwasser, wenn diese Verbraucher an den Kraftwerkskomplex versorgungsgünstig angeschlossen werden können. Durch eine solche Verfahrensweise wird es im Gegendruck-Turbinenbetrieb ermöglicht, zeitweilige Vermin-' derungen des Dampfdurchsatzes, die durch gewissen, technologische Eigenheiten des Wärraeverbrauchssystems verursacht werden, durch eine gesteuerte Beaufschlagung des Hilfskondensators auszugleichen und hiermit eine vergleichmäßigte Stromerzeugung des Turboaggregat es ohne Beeinflussung des Gesamtwärmeaufwandes aufrecht zu erhalten.

Ausführungsbeispiel

Die Anwendung der Erfindung wird an Hand eines technologischen Schemas erläutert, das für das Zusammenwirken eines G-MW-Gegendruck-Turbinenaggregates mit einer Hochdruckkesselanlage als Wärmeverbraucher dargestellt ist.

Der vereinfachte Wärmegrundschaltplan zeigt ein Versorgungsnetz eines Industriekraftwerkes mit zwei Dampfbedarf sdruckstuf en für die Wärmeverbraucher der Produktionsabteilungen 12, 13. Im Regelfall tritt eine relativ konstanter Dampfverbrauch bei relativ konstantem Elektroenergieverbrauch auf. Der Betrieb wird mit Elektroenergie durch einen Entnahmegegendruck-Turbosatz 2 sowie Fremdstromanschluß versorgt« Durch eine technologisch bedingte plötzliche Verminderung des DampfVerbrauches eines Wärmeverbrauchers

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ζ. B. als Folge eines Bahnrisses einer Papiermaschine, geht, kurzzeitig (15 - 30 min) der Wärme ve r-. brauch um 20 % des Gesatntbedarfes bzw. um 90 % des Papiermaschinenverbrauches auf den Pausensollwert zurück, während der Elektroenergieverbrauch relativ konstant bleibt. · ·

Ohne ein Abfangen des ausgefallenen Wärmeverbrauches würde die zulässige Laständerungsgeschwindigkeit in den Dampferzeugern überschritten und der Fremdstrombezugsanteil der elektrischen Leistung würde durch den durch die Turbine verminderten Dämpfdurchsatζ auf einen Spitzenwert ansteigen und zu hohen 'Leistungspreiskosten für die Elektroenergie bzw. zu Problemen der Belastungsdynarnik des Elektroenergienetzes führen. Zum Ausgleich des kurzzeitig verminderten Dampfverbrauches wird zur Beherrschung bzw. Einhaltung der Laständerungsgeschwindigkeit der Dampferzeuger und im Interesse einer relativ gleichbleibenden Elektroener— gieerzeugung (damit auch des Fremdstrombezüges) der kurzzeitige "Überschußdampf" durch Ansteuerung des tfberströmventiles 10 in einen Hilfskondensator 3 geleitet. Die Kühlung des Dampfes erfolgt durch einen in die Zusatzspeisewasserversorgung eingebundenen Wasserspeicherkreislauf (aufbereitetes Deionat von 25⁰C). Der Hilfskondensator ist in seiner Kapazität (t/h) so ausgelegt, daß die plötzliche Wärmelaständerung von ihm übernommen wird.

Der Wasserspeicherkreislauf besteht aus einem Deionatspeicher 7, und einer nicht.dargestellten Umwälzpumpe und ist"so dimensioniert, daß mit dem ständig zu- und abfließendem Zusatzspeisewasser die geforderte Dampfkondensation im Hilfskondensator 8 trotz Aufheizung für ca. 1 Stunde ununterbrochen erfolgen kann.

Das Ausführungsbeispiel kann außerdem durch die zusätzliche Einbeziehung eines Elektroenergie-Bezugs-

3 -sr- ;

regiere und Aufschaltung auf das Übers"tröraveniiil 10 ergänzt werden, um bei größeren Elektroenergie-Verbrauchsschwankungen während des Betriebes ein Überschreiten des Elektroenergie-Leistungsbezuges zu verhindern.

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Abwärmenutzung in Kraftwerken mit Gegendruck-Dampfturbinen mit zeitweilig beaufschlagtem Hilfskondensator, gekennzeichnet durch die Verbindung des Hilfskondensators mit einem Wärmespeichersystem»

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