DE1092484B

DE1092484B - Dampfkraftanlage mit Zwischenueberhitzung

Info

Publication number: DE1092484B
Application number: DES62092A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rupprecht Michel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-03-10
Filing date: 1959-03-10
Publication date: 1960-11-10

Description

Dampfkraftanlage mit Zwischenüberhitzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage, insbesondere mit Zwangdurchlaufkessel, bei der den einem Zwischenüberhitzer - in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen - nachgeschalteten Turbinenstufen Speicherdampf zugeführt und der Speicherdampf an einer Stelle zwischen dem Hochdruckteil der Kraftmaschine und dem auf diesen unmittelbar folgenden Zwischenüberhitzer in das Arbeitsmittel eingeleitet wird.
Bei stoßweise auftretenden Belastungen ist ein Höchstdruckkessel nur teilweise in der Lage, die Belastungsschwankungen auszugleichen. Für den Kessel werden die Verhältnisse besonders ungünstig, wenn mit einem pulsierenden stoßweisen Betrieb gerechnet werden muß, wie dies z. B. der Fall ist, wenn an die Dampfkraftanlage Walzwerkbetriebe angeschlossen sind.
Wenn man in an sich bekannter Weise von einem Dampfspeicher, z. B. nach Art der gebräuchlichen Ruths-Speicher, Gebrauch macht, so ist damit zu rechnen, daß durch die Zugabe von Sattdampf aus diesem Speicher am Zwischenüberhitzeraustritt in nachteiliger Weise unzulässige Temperaturschwankungen entstehen.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß der dem Speicher zugeführte Dampf mit Hilfe einer zusätzlichen, vom Hauptdampferzeuger unabhängigen Wärmequelle, insbesondere einem ölbefeuerten Zwangdurchlaufkessel, erzeugt und der den Speicher verlassende Dampf vor seinem Eintritt in den auf den Hochdruckteil der Kraftmaschine unmittelbar folgenden Zwischenüberhitzer in einem zeitweise strömungsfreien, im Hauptdampferzeuger angeordneten Vorüberhitzer überhitzt ist.
Es ist bekannt, den aus einem Speicher dein Niederdruckteil einer Kraftmaschine zugeführten Dampf vor Eintritt in die Kraftmaschine zu überhitzen. Bei einer weiteren bekannten Anlage wird der Speicherdampf an einer Stelle zwischen dem Hochdruckteil und dem auf diesen unmittelbar folgenden Zwischenüberhitzer zugeführt.
Ferner ist eine Dampfkraftanlage aus Verdampfer und Überhitzerteil bekannt, bei der eine im Betrieb ständig beheizte Heizfläche auf die im Hochdruckteil der Kraftmaschine und den Zwischenüberhitzer verbindende Leitung geschaltet ist und die im Merhitzer gespeicherte Wärme mit dem im Kessel erzeugten Dampf zur Arbeitsleistung den nachgeschalteten Teilen der Dampfkraftanlage zugeführt wird.
Gegenüber dieser bekannten Anlage weist die vorliegende Erfindung eine zusätzliche und vom Hauptdampferzeuger unabhängige Wärmequelle zur Erzeugung von Speicherdampf auf. Infolgedessen kann die Wärmezufuhr dieser zusätzlichen Wärmequelle bei fortlaufendem Betrieb des Hauptdampferzeugers dann abgestellt werden, wenn längere Zeit hindurch kein Speicherdampf benötigt wird. In diesem Fall ist der dem Speicher nachgeschaltete und im Hauptdampferzeuger angeordnete Vorüberhitzer strömungsfrei, so daß die Rohre dieses Vorüberhitzers Wärme aufnehmen und speichern können, ohne daß diese von dem in dem Überhitzer etwa noch vorhandenen Dampf abgeführt wird. Ein solches ständig beheiztes, aber dennoch ungekühltes Rohrsystem vermag eine sehr viel größere Wärmemenge an den nur in gewissen Zeitabständen stoßweise strömenden Speicherdampf abzugeben, als das bei einer ständig durchströmten und damit ständig gekühlten Heizfläche der Fall ist. Bei der letzteren muß außerdem ein Sicherheitsventil vorgesehen sein.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Eingangstemperatur an der Niederdruckstufe auch bei stoßhaften Belastungen konstant gehalten, da der Speicherdampf keine Temperatur- und Druckabsenkung infolge Arbeitsleistung im Mitteldruckteil der Turbine erfährt.
Zweckmäßig befindet sich der Vorüberhitzer in einem gemäßigten Rauchgasgebiet, z. B. in einem Temperaturgebiet von etwa 500 bis 600° C. ?;eben der Möglichkeit, den Speicher in an sich bekannter Weise mit reduziertem Frischdampf zu speisen, kann es zweckmäßig sein, den Speicher mit einem ölgefeuerten Zwangumlaufkessel zu heizen. Der Dampfspeicher dient dann als Trommel eines Zwangumlaufkessels. Durch eine Speisepumpe wird der Wasserstand des Speichers konstant gehalten. Die Ölfeuerung wird auf konstanten Speicherdruck geregelt. Die als '%'orül-)erhitzer wirksamen Heizflächen können in dem Speicherkessel und/oder im Hauptkessel untergebracht sein. Bei Aufteilung auf mehrere Vorüberhitzer kann es vorteilhaft sein, einen ersten Vorüberhitzer dem Zwangumlaufkessel zuzuordnen, während sich der zweite Vorüberhitzer im Hauptkessel befindet. Es gilt dabei in jedem Fall, die Vorüberhitzer-Heizflächen in ein gemäßigtes Temperaturgebiet zu legen. um auch bei längerem Aussetzen des stoßweise entnommenen Speicherdampfes keine unzulässigen Rohrwandtemperaturen aufkommen zu lassen. Sowohl im zusätzlichen Kessel als auch im Hauptkessel wird man die Vorüberhitzer-Heizflächen in einem Rauchgasgebiet anordnen, dessen Temperaturen bei 500 bis 600° C liegen. Die zeitweise nicht durchströmten Eisenmassen der Vorüberhitzer-Heizflächen stellen einen Wärmespeicher dar. Wenn Speicherdampf entnommen wird, geben diese Vorüberhitzer sofort Wärme an den Sattdampf ab und erhitzen ihn auf 400 bis 450° C.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung.
Bei einer Speicherschaltung für ein Blockkraftwerk ist mit 1 ein Hochdruckkessel, mit 2 ein Hochdrucküberhitzer und mit 3 ein Zwischenüberhitzer bezeichnet. Die Kraftmaschine besteht aus zwei Turbinenteilen 4 und 5, die vor und hinter dem Zwischenüberhitzer liegen.
Der Dampfspeicher 6 stellt als Mitteldruekspeicher die Trommel eines ölgefeuerten Zwangumlaufkessels 7 dar, der mittels Umlaufpumpe 8 sein Arbeitsmittel erhält. Zu diesem ölgefeuerten Kessel gehört noch der Voriiberhitzer 9, während der zweite Vorüberhitzer 10 innerhalb des Hauptkessels liegt. Die beiden Heizflächen 9 und 10 befinden sich in einem gemäßigten Temperaturgebiet. Die Speisepumpe 11 hält den Wasserstand im Speicher konstant.
Mit 12 ist ein turbinengesteuertes Speicherventil bezeichnet. Der ölgefeuerte Kessel wird so geregelt, daß der Speicherdruck konstant 10 bis 20 at über dem Druck des Mitteldrucknetzes liegt. Wenn nun bei plötzlichen Lastspitzen die Turbinenventile 13 und 14 in öffnendem Sinne betätigt werden und der Druck im Hochdruckkessel unzulässig absinkt, so wird das Speicherventil 12 geöffnet und somit Speicherdampf über die Vorüberhitzer 9 und 10 in den Zwischenüberhitzer 3 eingeleitet. Die Speisepumpe 11 hält dabei den Wasserstand im Speicher konstant. Die Ölfeuerung für den Umlaufkessel 7 wird auf konstanten Speicherdruck geregelt. Falb die Heizflächen des Zwangumlaufkessels im Nebenzug des Hauptkessels untergebracht sind, wird der Speicherdruck sinngemäß durch Rauchgasklappen in diesem Nebenzug geregelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Dampfkraftanlage, insbesondere mit Zwangdurchlaufkessel, bei der den einem Zwischenüberhitzer - in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels gesehen-nachgeschalteten Turbinenstufen Speicherdampf zugeführt und der Speicherdampf an einer Stelle zwischen dem Hochdruckteil der Kraftmaschine und dem auf diesen unmittelbar folgenden Zwischenüberhitzer in das Arbeitsmittel eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Speicher zugeführte Dampf mit Hilfe einer zusätzlichen, vom Hauptdampferzeuger unabhängigen Wärmequelle, insbesondere einem ölbefeuerten Zwangdurchlaufkessel, erzeugt und der den Speicher verlassende Dampf vor seinem Eintritt in den auf den Hochdruckteil der Kraftmaschine unmittelbar folgenden Zwischenüberhitzer in einem zeitweise strömungsfreien, im Hauptdampferzeuger angeordneten Vorüberhitzer überhitzt ist.
2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem in dem Hauptdampferzeuger angeordneten Vorüberhitzer ein weiterer, von der zusätzlichen Wärmequelle beheizter, ebenfalls zeitweise strömungsfreier Vorüberhitzer für den Speicherdampf vorgesehen ist.
3. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise strömungsfreien Vorüberhitzer in einem Rauchgastemperaturgebiet unter 600° C angeordnet sind.
4. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher die Trommel der zusätzlichen Wärmequelle, insbesondere des ölbefeuerten Zwangumlaufkessels, bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.558154; deutsche Auslegeschrift Nr. 1048 596; USA.-Patentschrift Nr. 1878 135.