DE1014124B

DE1014124B - Mit einer Kondensations-Dampfturbine arbeitende Dampfkraftanlage

Info

Publication number: DE1014124B
Application number: DES38988A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Biersack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-05-03
Filing date: 1954-05-03
Publication date: 1957-08-22

Description

DEUTSCHES

Bei einer mit Kondensation arbeitenden Dampfkraftanlage besteht, vor allem bei neuzeitiger Auslegung der Anlage, häufig die Notwendigkeit, Dampf an der Turbine oder wenigstens an gewissen Türbinenstufen vorbei unmittelbar in den Kondensator abzuleiten. Arbeitet die Turbine z. B. mit Zwischenüberhitzung und fällt plötzlich die Last aus, so muß die Turbine dampfseitig abgeschaltet werden. Der im Rohrsystem und im Zwischenüberhitzer gespeicherte Dampf muß von der Maschine ferngehalten werden, da sie sich sonst bis zur Schnellschlußdrehzahl beschleunigen würde. Man öffnet deshalb zugleich mit der Absperrung des Dampfes zur Maschine eine Umführungsleitung, über die die vor der Maschine oder vor der dem Zwischenüberhitzer folgenden Turbinenstufe eingeschlossene Dampfmenge abströmen kann. Ins Freie abblasen möchte man diesen Dampf nach Möglichkeit nicht, da sonst sein Kondensat verlorengehen würde. Man öffnet ihm also einen Umweg nach dem Kondensator. Da jedoch sein Druck und seine Temperatur wesentlich höher liegen, als es für den Kondensator zulässig wäre, muß er zunächst gedrosselt und gekühlt werden. Ähnliche Überlegungen gelten für das Anfahren. Auch hier möchte man das Kondensat des Anfahrdampfes zurückgewinnen. Die großen in Frage kommenden Dampfmengen einwandfrei und mit geringem Bauaufwand zu drosseln und zu kühlen ist nicht ganz einfach. Da es sich um außergewöhnliche, verhältnismäßig seltene Betriebsfälle handelt, wird man bestrebt sein müssen, die Zahl der Absperr- und Regelorgane klein zu halten, schon deshalb, weil wegen der längeren Zwischenräume zwischen der Betätigung der betreffenden Vorrichtungen die Gefahr besteht, daß ihre Bewegungsfähigkeit gelitten hat. Unangenehm ist ferner die starke Geräuschbildung, die erfahrungsgemäß bei Verwendung der üblichen Drosselorgane nicht vermieden werden kann.

Die zu lösende Aufgabe geht also dahin, eine Einrichtung für die Entspannung und Kühlung des Dampfes vor dem Kondensat zu schaffen, die nach Möglichkeit überhaupt keine Steuer- und Regelorgane benötigt, die geräuschlos arbeitet und doch den Kondensator sicher vor Schaden schützt. Die Erfindung löst diese Aufgabe unter Verwendung eines an den Abdampfstutzen bzw. Dampfraum des Kondensators angebauten, mit Kondensateinspritzung arbeitenden Kühlentspanners, dessen Entspannungsdruck im Unterdruckgebiet liegt und der mit dem Dampfraum des Kondensators über eine Mehrzahl von Drosselstellen, z. B. Drosselrohren oder Blenden, verbunden ist, in denen der Enddruck des Entspanners bis in die Nähe des Kondensatordruckes gemindert wird.

Es ist bereits ein Oberflächenkondensator vor-Mit einer Kondensations-Dampfturbine
arbeitende Dampfkraftanlage

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Richard Biersack, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

geschlagen worden, bei dem der niederzuschlagende überschüssige Dampf über siebartig mit Öffnungen versehene koaxial zur Kondensatorachse verlaufende und oberhalb der Kühlrohrbündel liegende Rohre in die Einrichtung eingeführt wird. Während bei diesem vorgeschlagenen Oberflächenkondensator die Einrichtung zum Niederschlagen des Dampfes unmittelbar in den Kondensator eingebaut ist, sieht die Erfindung aber eine andere Anordnung vor. Der mit Kondensateinspritzung arbeitende Kühlentspanner ist bei der Anordnung nach der Erfindung an den Abdampfstutzen bzw. Dampfraum des Kondensators angebaut. Die Erfindung sei zunächst an Hand der Fig. 1 erläutert, die einen unmittelbar an den Abdampfstutzen der Maschine anzubauenden Kühlentspanner zeigt. Der Abdampfstutzen ist durch die Begrenzung m nur angedeutet. An ihn ist ein Mantel η mit den Durchbrechungen h angebaut, so daß also der Innenraum e dieses Mantels mit dem Abdampfstutzen und damit mit dem Dampf raum des Kondensators in Verbindung steht. In den Mantel η eingebaut ist zunächst ein Rohr b, an das die nicht gezeichnete Dampfleitung angeschlossen ist. Der zu kühlende und zu drosselnde Dampf gelangt also zunächst in das Rohr b. An das Rohr b, das von Trägern s gehalten ist, ist eine Mehrzahl von Düsen d angesetzt, die in Rohrstücke / münden und zur Drosselung des Dampfes auf einen Zwischendruck dienen. Der Dampf wird beispielsweise mit 9 ata zugeführt und in den Düsen d auf

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1 ata entspannt. Er soll jedoch gleichzeitig gekühlt werden. Hierfür dienen die von einem Zuführungsrohr α ausgehenden Düsenrohre c für Kondensat, das mit einem Druck von 2 bis 3 atü zugeführt wird, jedenfalls mit einem Druck, der unter dem Druck im Rohr b liegt. Die Wahl des Druckes erklärt sich aus der Überlegung, daß man für das Kühlwasser keine Regelung haben will. Man zweigt die Kondensatleitung von einer Stufe entsprechenden Druckes der Kondensatpumpe ab und läßt es ungeregelt zuströmen, wie man es auch bei Kondensationsanlagen tut, bei denen dem Oberflächenkondensator ein Mischkondensator vorgeschaltet ist. Das kann man aber nur, wenn man den Druck entsprechend niedrig hält. Denn die Pumpe fördert dann praktisch nicht gegen einen Gegendruck; vielmehr erzeugt der sich in der Düse entspannende Dampf sogar eine Saugwirkung. Im Rohr/ liegt der Druck des Dampfes noch wesentlich über dem Kondensatordruck. Es muß also eine weitere Drosselung nachgeschaltet werden, die man in einfacher Weise folgendermaßen schafft. An jedes Rohr / ist unten ein Rohrstück 0 angesetzt, das beiderseits durch Deckel i mit den Bohrungen / abgeschlossen ist. Die Bohrungen sind so bemessen, daß sie einerseits im Rohr / den Dampfdruck genügend anstauen und andererseits den durchströmenden Dampf auf den Kondensatordruck entspannen. Etwa ausfallendes Wasser kann durch die Bohrungen p abfließen und wird über eine Schleife in den Wassersack des Kondensators abgeführt.

Fig. 2 zeigt einen nach dem gleichen Grundsatz gebauten Kühlentspanner in einer abgeänderten Zuordnung zum Kondensator. Die Rohre / sind hier über Drosselrohre q mit einem Entspannungsgefäß verbunden, in dem ein Druck von beispielsweise 0,3 ata herrscht. Dieses Entspannungsgefäß steht über eine Anzahl weiterer Drosselrohre r mit dem Abdampfstutzen in Verbindung, so daß der Dampf in den Kondensator nur mit einem geringfügig über dem Kondensatdruck liegenden Druck eintritt.

Wichtig ist bei der neuen Anordnung, daß eine besondere Absperrvorrichtung für das einzuspritzende Kondensat entbehrlich ist, wenngleich sie naturgemäß vorgesehen werden könnte. Die zwischen der Kondensatpumpe und dem Kühlentspanner dauernd umlaufende Kondensatmenge ist nämlich, wie die Nachrechnung zeigt, so unerheblich, daß. sie wirtschaftlich nicht ins Gewicht fällt. Der dauernde Kreislauf hat aber den großen Vorteil, daß man, wenn der Dampfstrom auf den Kühlentspanner geschaltet wird, unter allen Umständen Einspritzwasser zur Verfügung hat und dieses nicht etwa infolge einer Störung der Absperrvorrichtung ausbleibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Mit einer Kondensations-Dampfturbine arbeitende Dampfkraftanlage, bei der bei gewissen Betriebszuständen (Anfahren, plötzliche Entlastung u. dgl.) Dampf unter Umgehung der Kraftmaschine oder von Stufen der Kraftmaschine unter Drosselung und Kühlung unmittelbar in den Kondensator übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abdampfstutzen bzw. Dampfraum des Kondensators ein mit Kondensateinspritzung arbeitender Kühlentspanner angebaut ist, dessen Entspannungsdruck im Unterdruckgebiet liegt und der mit dem Dampfraum des Kondensators über eine Mehrzahl von Drosselstellen (Drosselrohre, Blenden u. dgl.) verbunden ist, in denen der Enddruck des Entspanners bis in die Nähe des Kondensatordruckes gemindert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe des Entspanners durch eine Mehrzahl von Entspannungsdüsen gebildet ist, hinter denen jeweils das Einspritzwasser mit einem Druck zugeführt wird, der zwischen dem Anfangsdruck der Entspannung und deren Enddruck liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einspritzwasser Kondensat dient, das einer entsprechenden Druckstufe der Kondensatpumpe entnommen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungskammer jeder Düse durch ein Rohrstück gebildet ist, das an seinem Ende durch ein weiteres Rohrstück mit Bohrungen abgeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspanner in einen in den Abdampfstutzen eingebauten Mantel eingesetzt ist, der mit dem Dampfraum des Kondensators über öffnungen in Verbindung steht.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kühlentspannungselemente an einen Behälter angeschlossen sind, der über eine Mehrzahl von drosselnden Verteilerstücken mit dem Dampfraum des Kondensators verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlentspanner unabhängig von der Dampfeinführung dauernd von Kondensat beaufschlagt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 102 079.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen