DE1065858B

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Publication number: DE1065858B
Application number: DENDAT1065858D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 14 h 4/01 kl. 14 h 4/01

INTERNAT. KL. F 01 kINTERNAT. KL. F 01 k

PATENTAMTPATENT OFFICE

S47618Ia/14hS47618Ia / 14h

ANMELDETAG: 23. FEBRUAR 1956REGISTRATION DATE: FEBRUARY 23, 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 24. SEPTEMBER 1959NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: SEPTEMBER 24, 1959

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zwangdurchlaufkessel, der vorzugsweise mit mindestens kritischem Druck betrieben wird und der zwei oder mehr Zwischenüberhitzer enthält, die sich in Zonen hoher Temperatur befinden. Bei einem solchen Kessel ergeben sich Schwierigkeiten, wenn der Kessel in Betrieb genommen werden soll oder mit Schwachlast zu arbeiten hat. Da in. den Zwischenüberhitzern meist hohe Dampftemperaturen verlangt werden, sind die Zwischenüberhitzer in einer verhältnismäßig heißen Rauchgaszone angeordnet. Beim Anfahren des Kessels sind daher die Zwischenüberhitzer besonders gefährdet. Eine Kühlung der Zwischenüberhitzer ist ebenfalls mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, da bei der Kühlung mit Wasserschlaggefahr zu rechnen ist.The invention relates to a once-through boiler, preferably with at least critical Pressure is operated and which contains two or more reheaters, which are located in zones of high Temperature. With such a boiler difficulties arise when the boiler in Is to be put into operation or has to work with low loads. As in. The reheaters mostly If high steam temperatures are required, the reheaters are relatively hot Arranged flue gas zone. The reheaters are therefore particularly at risk when the boiler is started up. A cooling of the reheater is also associated with certain difficulties because at There is a risk of water hammer when cooling.

Es ist daher bereits ein Verfahren zur Inbetriebnahme von solchen Zwangdurchlaufdampferzeugern, die bei mindestens kritischer oder überkritischer Temperatur betrieben .werden und mehrere Zwischenüberhitzer besitzen, bekanntgeworden, das darin besteht, daß bei Inbetriebnahme oder Kleinlast der nach dem ersten Zwischenüberhitzer angeordnete zweite Zwischenüberhitzer vom Durchfluß des Arbeitsmittels ausgeschaltet ist.It is therefore already a method for commissioning such once-through steam generators, which are operated at at least a critical or supercritical temperature and several reheaters own, has become known that consists in the fact that when commissioning or low load after the first reheater arranged second reheater from the flow of the working medium is turned off.

Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß bei Inbetriebnahme eines Zwangdurchlaufkessels mit zwei Zwischenüberhitzern die Gefahr einer Zerstörung des zweiten Zwischenüberhitzers infolge fehlenden oder zu geringen Durchflusses besteht.This arrangement has the disadvantage that when commissioning a once-through boiler with two Reheater the risk of destruction of the second reheater as a result of missing or there is insufficient flow.

Weiterhin ist eine Anfahrschaltung einer Bensonanlage mit Zwischenüberhitzung bekanntgeworden, bei welcher der aus dem Endüberhitzer kommende Dampf unmittelbar in einen Wasserabscheider strömt. Dieser Wasserabscheider steht damit beim Anfahren unter dem Kesseldruck und muß für einen solchen Druck ausgelegt werden.Furthermore, a start-up circuit of a Benson system with reheating has become known, in which the steam coming from the final superheater flows directly into a water separator. This water separator is therefore under the boiler pressure when starting up and must be used for such Pressure can be designed.

Die Erfindung vermeidet die mit den bekannten Anlagen verbundenen Nachteile, die sowohl beim Abschalten des zweiten Zwischenüberhitzers von der Beheizung beim Anfahrvorgang als auch dann entstehen, wenn der Wasserabscheider dem vollen Betriebsdruck des Kessels ausgesetzt ist. Eine solche Beaufschlagung des Wasserabscheiders mit hohem Druck ermöglicht nur eine geringe Entwässerung des Dampfes, die auch nur sehr unvollkommen durchgeführt werden kann, so daß ein sicherer Betrieb des nachgeschalteten Zwischenüberhitzers nicht garantiert ist.The invention avoids the disadvantages associated with the known systems, both when switching off of the second reheater arise from the heating during the start-up process as well as then, when the water separator is exposed to the full operating pressure of the boiler. Such Applying high pressure to the water separator allows only little drainage of the Steam, which can be carried out only very imperfectly, so that a safe operation of the downstream reheater is not guaranteed.

Die Erfindung ermöglicht die Inbetriebnahme eines Kessels mit doppelter Zwischenüberhitzung ohne Gefährdung der Zwischenüberhitzer dadurch, daß zur Erzielung einer sicheren Kühlung der Zwischenüberhitzer, insbesondere des zweiten Zwischenüberhitzers, während des Anfahrens und bei Schwachlast der erste Mit hohem, vorzugsweise mindestens kritischem Druck arbeitenderThe invention enables the commissioning of a boiler with double reheating without Danger to the reheater by the fact that to achieve safe cooling of the reheater, in particular of the second reheater, the first during start-up and at low loads Working with high, preferably at least critical, pressure

ZwangdurchlaufkesselForced flow boiler

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Rupprecht Michel, Erlangen, ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Rupprecht Michel, Erlangen, has been named as the inventor

Zwischenüberhitzer über eine mit einem Ventil versehene Leitung und ein Trenngefäß für Dampf-Wasser-Gemisch mit dem folgenden zweiten Zwischenüberhitzer verbunden ist. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung nicht nur eine sichere Kühlung des zweiten Zwischenüberhitzers beim Anfahren, sondern auch die Einsparung von Kosten für die teure Herstellung eines Hochdrucktrenngefäßes für die Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches und eine wesentlich verbesserte Dampfentwässerung in einem einfacheren und billigeren Trenngefäß bei niedrigem Druck. . .Reheater via a pipe provided with a valve and a separating vessel for the steam-water mixture is connected to the following second reheater. This way enables the present invention not only ensures reliable cooling of the second reheater during start-up, but also the saving of costs for the expensive manufacture of a high pressure separation vessel for the separation of the steam-water mixture and a significantly improved steam drainage in a simpler and cheaper separation vessel at low pressure. . .

Das Trenngefäß steht zweckmäßig mit dem Speise-* Wasserbehälter über ein Ventil in Verbindung, das.in Abhängigkeit von der anfallenden Wassermenge, beispielsweise durch Steuerung mit Hilfe eines Niveaureglers od. dgl., geöffnet wird. Mit Hilfe des Niveaureglers wird der Wasserspiegel im Trenngefäß immer auf derselben Höhe gehalten und dadurch erreicht, daß das Dampfspeichervolumen, das durch das Leitungssystem und den nicht vom Wasser ausgefüllten Teil des Trenngefäßes beim Anfahren bis zu einem Druck von etwa 12 at gebildet wird, immer gleichbleibt. Ein schwankender Wasserspiegel im Trenngefäß würde zu einem ungleichmäßigen Dampf-The separating vessel is conveniently located with the feed * Water tank connected via a valve, depending on the amount of water produced, for example by control with the aid of a level regulator or the like. Is opened. With the help of the level regulator the water level in the separating vessel is always kept at the same height and thus reached, that the steam storage volume that is filled by the pipe system and not by the water Part of the separation vessel is formed when starting up to a pressure of about 12 at, always remains the same. A fluctuating water level in the separation vessel would lead to an uneven steam flow

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Speichervolumen und damit zu zeitlichen Schwankungen innerhalb mehrerer Anfahrvorgänge führen.Storage volume and thus lead to temporal fluctuations within several start-up processes.

In der Verbindungsleitung zwischen dem Dampfteil des- Trenngefäßes und dem Kondensator über den zweiten Zwischenüberhitzer kann ein federbelastetes oder mit Gegengewichten gehaltenes Ventil vorgesehen.sein, das vorzugsweise zusätzlich dem Steueröldruck der Turbinenöldrucksteuerung ausgesetzt ist.
' Für den Anfahrvorgang ergeben sich prinzipiell zwei Möglichkeiten, die gegebenenfalls noch gewisse Abwandlungen erlauben. Die Inbetriebnahme kann entweder so erfolgen, daß der Höchstdruckteil mit kritischem oder überkritischem Druck und der erste Zwischenüberhitzer mit höchstmöglichem Druck betrieben werden. Der bei der Entspannung im Trenngefäß frei werdende Dampf kann dann durch den zweiten Zwischenüberhitzer in den Kondensator abströmen. Während das im Trenngefäß anfallende Wasser in den Speisewasserbehälter geleitet wird, erfolgt das Abströmen des Dampfes, wie oben erwähnt, über ein federbelastetes oder durch Gegengewicht gehaltenes und zusätzlich dem Steueröldruck der Turbinensteuerung ausgesetztes Ventil in den Kondensator. Auf diese Weise ergibt sich eine einwandfreie Kühlung des zweiten Zwischenüberhitzers, ohne daß Wasserschlaggefahr in den dicken Verbindungsrohren zum zweiten Zwischenüberhitzer und von diesem zum Kondensator entsteht.In the connecting line between the steam part of the separating vessel and the condenser via the second reheater, a spring-loaded valve or a valve held with counterweights can be provided, which is preferably additionally exposed to the control oil pressure of the turbine oil pressure control.
In principle, there are two possibilities for the start-up process which, if necessary, allow certain modifications. The start-up can either take place in such a way that the maximum pressure part is operated with critical or supercritical pressure and the first reheater with the highest possible pressure. The steam released during the expansion in the separation vessel can then flow off through the second reheater into the condenser. While the water in the separating vessel is fed into the feed water tank, the steam is discharged into the condenser, as mentioned above, via a spring-loaded valve or a counterbalanced valve that is also exposed to the control oil pressure of the turbine controller. This results in perfect cooling of the second reheater without the risk of water hammer in the thick connecting pipes to the second reheater and from this to the condenser.

Andererseits kann aber auch das Anfahren so vorgenommen werden, daß bei geöffneten Ventilen hinter dem Höchstdruckteil und dem ersten Zwischenüberhitzer der Kessel mit geringem Betriebsdruck angefahren wird. Gegebenenfalls vorhandene, abwärts durchströmte Strahlungsüberhitzer im Höchstdruckteil und im ersten Zwischenüberhitzer werden von überschüssigem Wasser freigeblasen. Das erwähnte federbelastete Ventil hält allein den erforderlichen Druck aufrecht. Nach Erreichen von Heißdampftemperatur im Höchstdruckteil werden dann die Ventile hinter dem Höchstdruckteil und dem ersten Zwischenüberhitzer allmählich gedrosselt und die Turbine in Betrieb genommen.On the other hand, the start-up can also be carried out in such a way that, with the valves open, behind the high pressure part and the first reheater of the boiler started with low operating pressure will. If necessary, there are radiant superheaters with a downward flow in the high pressure part and excess water is blown free in the first reheater. That mentioned The spring-loaded valve alone maintains the required pressure. After reaching superheated steam temperature in the high pressure part there are the valves behind the high pressure part and the first Reheater gradually throttled and the turbine started up.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Erfindung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. The invention shows an embodiment in its essential parts for the invention in a simplified schematic representation.

Die Ventile sind mit 1 bis 9 bezeichnet. Bei der zuerst genannten Möglichkeit der beiden beschriebenen Anfahrweisen wird durch das Ventil 1 im Überhitzer 10 des Kessels 11 überkritischer Druck gehalten. Durch das Ventil 2 wird im ersten Zwischenüberhitzer I der Druck auf dem maximalen Betriebsdruck von beispielsweise etwa 100 atü gehalten. Vom Ventil 2 strömt der Dampf in das Trenngefäß 12. Das anfallende Wasser 13 fließt über das Ventil 3, gesteuert durch einen Niveauregler 14, in den Speisewasserbehälter 15. Der bei der Entspannung im Trenngefäß 12 frei werdende Dampf strömt durch den Zwischenüberhitzer II über das federbelastete und unter Umständen zusätzlich dem Turbinenöldruck ausgesetzte Ventil 4 in den Kondensator 16. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Kühlung des Zwischenüberhitzers II erzielt.The valves are labeled 1 to 9. With the first mentioned option of the two described When starting up, the valve 1 in the superheater 10 of the boiler 11 causes supercritical pressure held. The valve 2 keeps the pressure in the first reheater I at the maximum operating pressure of, for example, about 100 atm. From the Valve 2, the steam flows into the separation vessel 12. The resulting water 13 flows through the valve 3, in a controlled manner through a level controller 14, in the feed water tank 15. The in the relaxation in Separating vessel 12 released steam flows through the reheater II over the spring-loaded and valve 4, which may also be exposed to the turbine oil pressure, into the condenser 16 In this way, perfect cooling of the reheater II is achieved.

Die zweite Anfahrweise kann nun darin bestehen, daß der Dampf zuerst bei geöffneten Ventilen 1 und 2 ■ und geschlossenen Ventilen 6, 7, 8, 9 und 4 bis zu einem Druck von etwa 12 at gespeichert wird. Eine weitere Druckerhöhung würde das auf 12 at ausgelegte federbelastete Ventil 4 nicht zulassen. Der Kessel wird also mit einem möglichst geringen Betriebsdruck angefahren. So bald die Heißdampftemperatur im Höchstlastteil erreicht ist, wird das Ventil 1 und dann allmählich das Ventil 2 gedrosselt und die Turbine mit dem Höchstdruckteil 17, dem Mitteldruckteil 18 und dem Niederdruckteil 19 durch öffnen der Ventile 5 bis 9 in Betrieb genommen.The second approach can now consist in first storing the steam with valves 1 and 2 open and valves 6, 7, 8, 9 and 4 closed up to a pressure of about 12 atm. The spring-loaded valve 4, which is designed for 12 atm, would not allow a further pressure increase. The boiler is started up with the lowest possible operating pressure. As soon as the superheated steam temperature is reached in the maximum load part, the valve 1 and then gradually the valve 2 is throttled and the turbine with the maximum pressure part 17, the medium pressure part 18 and the low pressure part 19 is put into operation by opening the valves 5 to 9.

Der erhöhte Steueröldruck verhindert nun ein öffnen des Ventils 4, so daß auch ein höherer Druck als 12 at in der Leitung vor dem Ventil 4 gehalten werden kann. Bei Minderung der Leistung an der Generatorseite -werden, um ein Durchgehen der Turbine zu verhindern, durch einen Drehzahlregler die Ventile 5 bis 9 gedrosselt. Der Steueröldruck sinkt und der im Leitungssystem vorhandene überflüssige Dampf kann über das nun vom Steueröldruck entlastete Ventil 4 in den Kondensator abströmen.The increased control oil pressure now prevents the valve 4 from opening, so that a higher pressure than 12 at in the line in front of the valve 4 can be kept. In the event of a reduction in performance at the On the generator side, a speed controller is used to prevent the turbine from running away Valves 5 to 9 throttled. The control oil pressure drops and the superfluous one in the line system Steam can flow off into the condenser via valve 4, which is now relieved of the control oil pressure.

Sollte das Ventil 9 beim Drosselvorgang versagen und voll geöffnet bleiben, würde bei Fehlen eines zusätzlich durch den Steueröldruck beaufschlagten Ventils 4 der in der Leitung vorhandene Dampf von hohem Druck in den Niederdruckteil der Turbine strömen, und die Turbine würde durchgehen. Das Ventil 4 bietet also eine zusätzliche Sicherheit im Falle eines Versagens des Ventils 9 und gegen das Durchgehen der Turbine.Should the valve 9 fail during the throttling process and remain fully open, there would be an additional one in the absence of one the valve 4, which is acted upon by the control oil pressure, removes the steam present in the line from high pressure would flow into the low pressure part of the turbine and the turbine would stall. That Valve 4 thus offers additional security in the event of failure of valve 9 and against Runaway of the turbine.

Claims

Patent claims:

1. With preferably at least critical pressure working once-through boiler with at least two reheaters located in zones of high temperature, characterized in that that to achieve reliable cooling of the reheater, especially the second Reheater, during start-up and at low load the first reheater (I) Via a line provided with a valve (2) and a separating vessel for the steam-water mixture (12) is connected to the following second reheater (II).

2. Boiler according to claim 1, characterized in that the separation vessel (12) with the feed water tank (15) via a valve (3) in connection, which, depending on the amount of water produced, preferably through Control with the help of a level regulator (14) or the like. Is opened.

3. Boiler according to claim 1 or 2, characterized in that in the connecting line between the steam section of the separation vessel (12) and the condenser (16) via the second reheater (II) a spring-loaded or counterbalanced valve (4) is provided, which is preferably additionally exposed to the control oil pressure of the turbine oil pressure control.

4. Procedure for commissioning or operating a boiler with a light load Claim 1 to 3, characterized in that the maximum pressure part with high, in particular with critical or supercritical pressure and the first reheater (I) with high, in particular is operated at the highest possible operating pressure and that when the pressure is released in the separation vessel (12) released steam through the second reheater (II) into the condenser (16) flows off.

5. Procedure for commissioning or operating a boiler with a light load according to

Claim 1 to 3, characterized in that when the valves are open behind the boiler and the first reheater (valves 1 and 2) the boiler is operated at low pressure.

6. The method according to claim 4, characterized in that when the pressure holding valve (1) is open of the boiler this with the valve (2) behind the

first reheater (I) is operated as a pressure holding valve .

Documents considered: Swiss Patent No. 206 004; Archive for heat industry, October 1942, issue 10, p. 217.

1 sheet of drawings