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Dampfturbinenanlage mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes und
Dampfanzapfungen für die Speisewasservorwärmung Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlag-e
mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes und Dampfanzapfungen für die Speisewasservorwärmung.
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Außer einer Zwischenüberhitzung durch Feuergase oder durch Frischdampf
ist bei solchen Anlagen auch schon vorgeschlagen worden, die Zwischenüberhitzung
des Arbeitsdampfes vermittels Anzapfdampf vorzunehmen. Es ist eine Anlage bekannt,
bei. welcher der Anzapfdampf einer von. der mit Zwischenüberhitzung arbeitenden
Maschine getrenntenDampfkraftmaschirte entnommen wird und im Zwischenüberhitzer
kondensiert. Das dem Zwischenüberhitzer entströmende Kondensat wird sodann zur Spelsewasiserverwärmung
verwendet. Bei einer andern bekannten Anlage, bei welcher Anzapfdampf für die Speisewasservorwärmung
verwendet wird,. gibt dieser Anzapfdampf vorerst in einem Wärmeaustauscher Überhitzungswärme
an den zu überhit#zenden Arbeitsd#ampf ab. Dieser Wärmeaustauscher dient dabei für
die endgültige Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes, unct der Anzapfdampf wird.
einer der Zwischenüberhitzung vorangehenden Turbinenstufe entnommen. Der Anzapfdampf
der dem Zwischenüberhitzer nachfolgenden Stufen wird dagegen unmittelbar in den
zugehörigen Speisewasservorwä,rmer geleitet.
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Da, bei der Speisewasservorwärmung durch Entnahm-edampf dieser Dampf
in den'Speisewasser-vorwärmern kondensiert, ist jeder Temperaturstufe der Speisewasservorwärmung
ein bestimmfer Druck für den zur Heizung zu verwendenden Entnahmedampf und damit
auch eine bestimmte Entnahmestelle an der Turbine zugeordnet. Handelt es sich um.
eine Dampfturbinenanlage mit einer oder mehreren Zwischenüberhitzungen des Arbeitsdampfes
auf verhältnismäßig hohe Temperaturen, so ist- der Arbeitsdampf auch noch in den
dem Zwischenüberhitzer unmittelbar nachfolgenden Turbinenstufen stark überhitzt,
so daß auch der für die Speisewasservorwärmung diesen Stufen entnommene Anzapfdümpf
noch verhältnismäßig viel Überhitzungswärme aufweist. Bei einer Dampfturbinenanlage
mit mindestens einer Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes und Dampfanzapfung für
die. Speisewasservorwärnmng, bei welcher der Anzapfdampf vor der Verwendung zur
Speisewasservorwärmung durch mindestens einen Wärmeaustauscher strömt. in dem er
Überhitzungswärme an den zu überhitzenden Arbeitsdampf abgibt, wird nun gemaß der
Erfindung eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit dadurch erreicht, daß dieser
Wärmeaustauscher von -,#£nzapfd.ampf einer der Zwischenüberhitzung nachfolgenden
Turbinenstufe durchströmt und einem den Arbeitsdampf über die Temperatur dieses
Anzapfdampfes überhitzenden Zwischenüberhitzer vorgeschaltet ist. Durch diese Maßnahme
wird nun nicht nur die Überhitzungswärme der betreffenden dem Zwischenüberhitzer
nachfolgenden Turbinenstufe nutzbringend verwendet, indem diese Wärme an Arbeitsmedium
von höherem Temperaturniveau als jenes des Speisewassers abgegeben wird,
sondern es ergibt sich auch der Vorteil, daß hohe Dampftemperaturen am Eintritt
in den Speisewasservorwärmer oder Speisewasserbehälter bzw. Mischvorwärmer vermieden
werden. In diesen Apparaten sind aus konstruktiven Gründen hohe Temperaturen unerwünscht.
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Die erfindungsgemäße Maßnahme erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft,
wenn der Arbeitsdampf ,im Zwischenüberhitzer auf eine höhere Temperatur überhitzt
wird als jene des der Turbine zuströmenden Frischdampfes.
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In der Zeichnung ist als Beispiel ein Schaltungsschema für die erfindungsgemäße
Anlage dargestellt. Mit 1 und 2 sind Turbinen bezeichnet, welche vom Arbeitsdampf
nacheinander beaufschlagt werden und Leistung an einen elektrischen Stromerzeuger3
abgeben. Der Frischdampf entströrnt einem Kessel 4, wird in einem durch Feuergase
beheizten Überhitzer 5
überhitzt und durch eine Leitung 6 der Turbine
1 zugeführt. Nach Durchströmen der Turbine 1 wird der Dampf über eine
Leitung 7 einem durch Feuergase beheizten Zwischenüberhitzer 8 zugeführt,
um sodann über eine Leitung 9 zum Eintritt der Turbine 2 zu gelangen. Der
Abdampf der Turhine-2 strömt über eine Leitung 10 in einen Kondensator
11. Das Kondensat wird von einer Pumpe 12 über eine Leitung 13
abgezogen
und über Zwischenvorwärmer 14 und 15
einem Speisewasserbehälter
16 zugeleitet. Eine Speisewasserpumpe 17 fördert sodann das Speisewager
Über zwei Vorwärmer 18 und 19 und eine Leitung 20 in den Kessel.
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Zur Vo#wärmung des Spefsewassers sind- fünf Anzapfstellen 21, 22,
23, 24, 25 auf dem Entspannungsweg des - Arbeitsdampfes vorgesehen.
Von den Anzapfstellen 21 und 22 wird derb Anzapfdampf über Leituhgen 26, 27
in den Vorwärmer 14 bzw. den Vor-,värmer 15 geleitet. Eine- äh die Anzapfstelle
23 anschließende Leitung 28 führt ferner in den Speisewasserbehälter bzw.
Mischvorwärmer 16. Die Anzapfstelle'24 ist über eine Leitung 29 mit
dem Speisewasservorwärmer 18 verbünd-ei,"i, und von der Anzapfstelle25 wird
der-Anzapfdampf über eine Leitung30 nach dem Vorwärmer 19 geführt.
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Die Anzapfstelle 25 liegt am Austritt der Hochdruckturbine
1, während die Anzapfstellen 21, 22, 23,
24 Turbinenstufen. zugeordnet
sind, welche der dem Zwischen#berhitze"r 8 nachfolgenden Turbine 2 angehören.
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. # Zur besseren Ausnutzung- der im Anzapfdampf derunmittelbar
dem Zwischenüberhitzer nachfolgenden Stufen 24 und 23 enthaltenen
Überhitzungswärtne wird nun dieser Anzapfdampf nicht unmittelbar dem Vorwärmer
18 bzw. dem , S.pei#e#-vas§erbehälter 16 zugeleitet. Es sind
vielmehr dem. Zwischenüberhitzer 8
zwei mit Bezug auf den #z-ti überhitzenden
Arbeitsdampf nacheinander geschaltete Wärmeaustauscher 31
und 32 vorgeschaltet.
Der von der Stelle 23 angezapfte Dampf strömt nun vor seiner Verwendung zur
Speisewasservorwärmung, d. h. vor seiner Einleitung in den. Speisewasserbehälter
16, -düi7ch den Wärmeaustauscher 31,'iii welchem er mindestens
-einen Teil seiner Überhitzungswärrne an den der Turbine 1 entströmenden
Arbeitsdampf abgibt. Im weiteren strömt der von der Stelle 24 abgezapfte Dampf,
welcher höhere Temperatur aufweist als jener der Stelle 23, vor seiner Verwendung
zur Vorwärmung des Speisewa-ssers im Vor-,#,ärmer 18 durch den zweiten dem
Zwischenüberbitzer 8 vorgeschalteten Wärmeaustanscher 32, wobei er
den Arbeitsdampf vor --dessen Eintritt in den Zwischenüberhitzer- 8 durch
- Abgabe von überhitzungswärme weiter vorerhitzt.
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Durch diese VQrerhitzung- des Arbeitsdampfes in ä--n Wärmeaustauschern
31 und 32 wird die im #_wischenüberhitzer durch Feuergase 'zuzuführende
#Värme vermindert und somit die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert.
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Um die Verhältnisse, wie sie bei einer praktischen Ausführung der
Anlage auftreten können, näher zu #7r1äutern, sei beispielsweis-t- angenommen, daß
der Frischdampf der Turbine 1 -durch die Leitung 6 mit einem Druck
von 180 ata iiiid einer Temperatur von 565' C zuströme. Ferner sei
angenommen, daß der Zwischenüberhitzer 8 so ausgebildet sei, daß er den Arbeitsdampf
nach dessen Teilentspannung in,der Tur-Üine 1 auf 31 ata auf eine
-Temperatur, von 620' C
erhitze, wobei der Arbeitsdampf mit dieser Temperatur
und einem Druck vbn- etwa 28 ata der Niederdruckturbine 2 zuströmen würde.
Die Anzapfstellen 24 und 23 könnten dann - beispielswei
. se Turbinen-. stufen mit dem Dampfzusiand 18 ata 550" C bzw.
#.ata 450' C zugeordnet werden-. Dadurch, daß -der an der Stelle
23 entnommene Dainpf vorerst durch den Wärmeaustauscher31 strömt,könnte er
vor seinem Eintritt in den Speisewasserbehälter 16 auf etwa 340'
C abgekühlt werden,-- wäbei der- der Turbine 1
mit -ewa 330' C
entst-röme'-n-d#--Ä#beitsdampf -auf etwa 335' C vorerhitzt würde.
Der der Stelle24 entnommene Anzapfdampf würde sodann unter Abkühlung von
550 auf etwa 350' C den Arbeitsdampf vor seinem Eintritt in den Zwischenüberhitzer
weiter auf etwa 345' C vorerhitzen. Der Speisewasservorwärmer 18 würde
dann statt mit überhitztem Dampf von 550' C nur mit solchem von etwa
350' C beschickt.
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Die erfindungsgemäße Maßnahme kann auch auf eine Dampfturbinenanlage
mit zwei- oder mehrfacher Zwischenüberhitzung des Arbeitsdampfes angewendet werden..
wobei diese Zwischenüberhitzungen alle durch Feuergase oder beispielsweise auch
teils durch Feuergase und teils durch Dampf erfolgen können. Zweckmäßigerweise läßt
man bei zwei- oder mehrfacher Zwischenüberhitzung Anzapfdampf, welcher einer Turbinenstufe
entnommen wird, die einem der Zwischenüberhitzer nachfolgt, vor der Verwendung zur
Speisewasservorwärmung zur Abgabe von überhitzungswärme nacheinander durch zwei
Wärmeaustauscher strömen, von denen,der erst&diesem Zwischenüberhitzer und der
zweite einem diesem Zwischenüberhitzer im. Wege des Arbeitsdampfes nachfolgenden
Zw.igehehüber#i'tier vorgeschaltet ist. . Der zweite Wärmeaustauscher kann
dann insbesondere einem der Entnahmestufe des Anzapfdampfes im Wege des Arbeitsdampfes
nachfolgenden Zwischen#rhitzer vorgeschaltet sein.