DE1279029B

DE1279029B - Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einem einem Teil der Heizflaechen ueberlagerten Zwangumlauf

Info

Publication number: DE1279029B
Application number: DEC32487A
Authority: DE
Inventors: Frederick Joseph Hanzalek
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1963-03-25
Filing date: 1964-03-24
Publication date: 1968-10-03
Also published as: CH440324A; NL6403133A; ES297960A1; US3194219A; BE645709A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL;

F22b

Deutsche Kl.: 13g-9

Nummer: 1279 029

Aktenzeichen: P 12 79 029.3-13 (C 32487)

Anmeldetag: 24. März 1964

Auslegetag: 3. Oktober 1968

Um bei Zwangdurchlaufdampferzeugern die Heizflächen besonders beim Anfahren und bei geringer Leistung zu schützen, wird dem Zwangdurchlauf über einen Teil der Heizflächen ein Zwangumlauf überlagert. Das in diesem Kreis entstehende Dampf-Wasser-Gemisch gelangt in einen Dampfabscheider, aus dem der Wasseranteil wieder dem Eingang zugeführt wird.

Der Dampf des Dampfabscheiders speist über Drosselventile den Überhitzer- und Turbinenkreis und dient dessen Vorwärmung während der Anfahrperiode.

Die Hauptspeisepumpe wird bei solchen Systemen in der Regel mit Dampf angetrieben, der jedoch beim kalten Anfahren des Kessels nur aus einer Fremdquelle zur Verfügung gestellt werden kann.

Auch sind Dampferzeuger bekannt, bei denen der dampfangetriebenen Hauptspeisepumpe eine elektrische Druckerhöhungspumpe vorgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Zwangdurchlauf dampferzeuger zu vereinfachen und zu verbilligen, und zwar hauptsächlich in Bezug auf den Antrieb der Speisepumpe. Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß neben den üblichen Dampfzuführungen zu der Hauptspeisepumpe aus den Frischdampfleitungen und aus einer Turbinenansatzstufe eine weitere Dampfzuführung aus dem Dampfraum des Dampfabscheiders vorgesehen ist und daß in an sich bekannter Weise der dampf angetriebenen Hauptspeisepumpe eine elektrisch angetriebene Druckerhöhungspumpe vorgeschaltet ist.

Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich der Vorteil, daß der Dampferzeuger ohne Hilfsdampfquelle oder elektrischen Antrieb für die Hauptspeisewasserpumpe angefahren werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend beschrieben wird.

Der Dampferzeuger nach der Erfindung besitzt einen Dampferzeugerabschnitt 12, in dem das überkritische Medium auf eine Temperatur erhitzt wird, die etwas oberhalb der kritischen Temperatur liegt. Der Dampferzeugerabschnitt des Strömungssystems enthält einen Vorwärmer 14, die Rohre der Brennkammertrennwand, die Rohre der äußeren Wand der Brennkammer und die Rohre der rückwärtigen Gasführungen 16,18 und 20. Die Strömung wird in Reihe durch diese verschiedenen Wärmeaustauschflächen geführt und erreicht dann den Überhitzerabschnitt 10, der aus einer Anzahl von Wärmeaustauschbündeln 22 besteht, die, wie dargestellt, in Reihe geschaltet sind. Der Dampf, der vom Endüberhitzerabschnitt

Zwangdurchlaufdampf erzeuger mit einem einem Teil der Heizflächen überlagerten Zwangumlauf

Anmelder:

Combustion Engineering, Inc., Windsor, Conn.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Frederick Joseph Hanzalek, Suffield, Conn.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 25. März 1963 (267 598)

austritt, gelangt über die Leitung 24 zur Hochdruckturbinenstufe 26 und von dort zur Niederdruckturbinenstufe 28 und schließlich zum Kondensator 30. Das Kondensat wird mit Hilfe der Kondensatpumpe 32 vom Kondensator über den Demineralisator 34, den Niederdruckwärmer 36, zum Entgaser gefördert. Das Speisewasser wird mit Hilfe der Druckerhöhungspumpe 40, die von einem Elektromotor angetrieben wird, durch den Zwischenvorwärmer 42, die Hauptspeisewasserpumpe 44, den Hochdruckvorwärmer 46 und dann durch die Speiseregelventile 48 in den Strömungskreis des Dampferzeugers gepumpt. Die vom Elektromotor angetriebene Druckerhöhungspumpe 40 ist für den Betrieb der Hauptspeisepumpe 44 nötig, weil der nötige positive Nettoansaugdruck hergestellt werden muß.

Das Umlaufsystem 50 schließt den Teil des Strömungskreises ein, der die höchste Wärmeaufnahme während des Anfahrens und des Betriebes mit niedriger Last hat. Es besteht aus der Rückführleitung 52, die an ihrem Eingang mit dem Strömungskreis stromabwärts der Rohre 20 der rückwärtigen Gasführung und mit ihrem Ausgang mit dem Mischgefäß 54 verbunden ist. In der Leitung 52 ist ein Sperr- und Prüfventil 56 angebracht. Im Umlaufsystem befindet sich, abtrennbar durch Ventile, auch die Umwälzpumpe

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58, die im Strömungskreis liegt und einen Neben- der Turbine 67 der Hauptspeisgwasserpuinpe 44 von Schluß 60 mit einer Prüfvorrichtung besitzt. Das Um- der Leitung 69 auf die Leitung 73 umgeschaltet, so laufsystem hält eine vorbestimmte Minimalströmung daß der Dampf nunmehr vom Endabschnitt des Überaufrecht. Es kann z. B. selbsttätig eine Strömung hitzers zugeführt wird. Die Dampferzeugung wird erzeugen, die einer vorbestimmten Last entspricht. 5 fortschreitend erhöht, und die Turbine nimmt dem-Der Umlauf kann beispielsweise zwischen 70 °/o und entsprechend Last auf, bis schließlich die Dampfver-80 % der Vollast einsetzen. Bei fallender Last stellt sorgung der Turbine 67 über die Leitung 86 erfolgt, dann das Umlaufsystem sicher, daß diese Strömung die ihrerseits an einen Anzapfpunkt der Hochdruckerhalten bleibt. turbine 26 angeschlossen ist.

Im Nebenschluß zu den Ventilen liegt der Dampf- 10 Diese Anordnung ergibt den größten Wirkungsabscheider 64, der mit dem Strömungskreis stromauf- grad. Bei und oberhalb einer bestimmten Last erhält wärts der Ventile 62 über eine Leitung 66 und ein die Turbine 67 all ihren Dampf über diese Leitung Drosselventil 68 in Verbindung steht. Der obere Be- 86, während die unterhalb dieser Last sowohl über reich des Dampfabscheiders ist mit dem Strömungs- Leitung 86 als auch über die Leitung 73 gespeist werkreis stromabwärts der Ventile 62 mit Hilfe der Lei- i₅ den kann.

rung 70 verbunden, in der sich eine Anordnung 72 Es ergibt sich also, daß mit der Anordnung nach

von Ventilen befindet, der Erfindung das kalte Anfahren ohne besondere

Die Hauptspeisepumpe 44 wird von der Dampf- motorgetriebene Anfahtpumpen und ohne Zufuhr turbine 67 getrieben. Um dieser Turbine während des von Hilfsdampf zu der Antriebsturbine der Haupt-Anfahrens Dampf zuzuführen, wird sie über die Lei- _ao speisewasserpumpe möglich ist. rung 69 und ein Ventil mit dem oberen Bereich des Beim heißen Wiederanfahren der Einheit nach

Dampfabscheiders 64 verbunden. Der Eingang der einem heißen Abschalten der TurbinensteuerventUe Turbine 67 ist mit dem Ausgang des Dampferzeugers 88 wird das Wiederanfahren durch Zufuhr von über die mit einem Ventil versehene Leitung 73 ver- Dampf vom Überhitzerabschnitt zu der Turbine 26 bunden. 25 bewirkt Dabei werden die Ventile 62 geschlossen,

Zum kalten Anfahren wird sowohl die Umwälz- um den hohen Druck, der im Dampferzeugerabschnitt pumpe 58 als auch die elektrisch angetriebene Druck- 12 herrscht, aufrechtzuerhalten, z. B, einen Druck erhöhungspumpe 40 in Betrieb gesetzt, um eine Mini- von 245 kg/cm². Zum Wiederanfahren des Generatormalströmung von etwa 5% der Maximalströmung her- Turbinen-Satzes ist es nötig, diesen Druck im Überzustellen. Die Befeuerung wird gezündet, die Ventile ₃₀ hitzer zu erniedrigen, bevor Dampf der Turbine 26 62 geschlossen und das Drosselventil 68 so einge- zugeführt wird. Es befindet sich also eine Dampfstellt, daß der Druck am Ausgang des Dampferzeu- menge in dem Überhitzer, die für den Antrieb der gerabschnitts 12 des Strömungskreises sich oberhalb Turbine 67 der Hauptspeisepumpe benutzt werden des Sättigungsdrucks befindet. Die Minimalströmung kann. Das Umlaufsystem wird betätigt, die Befeuewird dann durch das Drosselventil 68 in den Dampf- 35 rung gezündet, die Druckerhöhungspumpe 40 angeabscheider 64 geleitet, dessen Flüssigkeitsstand mit lassen und der Druck im Überhitzerabschnitt 12 des Hilfe des Ventils 84 auf einem gewünschten Wert ge- Strömungssysteras dadurch erniedrigt, daß Dampf halten wird. Der entstehende Dampf wird vom über die Leitung 73 der Turbine 67 zugeführt wird. Dampfabscheider 64 über die Leitung 69 der Turbine Dementsprechend erzeugt dieHauptspeisewasserpum-67 zugeführt, die die Hauptspeisepumpe 84 antreibt. 40 pe 44 eine verhältnismäßig geringe Strömung. Diese Obwohl also die Niederdruckpumpe 40 allein nicht Strömung (die allein nicht ausreichend ist, um die Wärausreicht, um eine zur Kühlung der Wärmeaustausch- meaustauschflächen zu schützen), wird durch das Drosflächen des Dampferzeugerabschnitts 12 genügende selventilöSgefimrtundesentstehtimDampfabscheider Flüssigkeitsströmung zu erzeugen, gelingt so das An- 64 Dampf, weil das Medium vor dem Beginn der Befahren der Hauptspeisepumpe mit Hilfe einer elek- 45 feuerung noch heiß ist. Dieser Dampf ersetzt den irischen Druckerhöhungspumpe. Entsprechend steigt sonst der Speisewasserturbine über die Leitung 73 zuder Speisewasserdruck des Strömungskreises und in geführten Dampf und wird über die Leitung 70 dem seinem Dampferzeugerabschnitt. Das Ventil 68 wird ÜJberhitzerabschnitt 10 des Strömungskreises zugeso eingestellt, daß der Druck am Ausgang des Dampf- führt. Der Druck im Dampferzeugerabschnitt 12 des erzeugerabschnittes 12 des Durchflußkreises höher 50 Strömungskreises wird auf seinem vorbestimmten ist als der Sättigungsdruck für die dort herrschende hohen Wert von z. B 245 kg/cm² durch die Drossel 68 Temperatur. Fortschreitend erhöht sich der Druck gehalten, und die Befeuerung wird fortschreitend er- und es entsteht mehr Dampf im Dampfabscheider 64, höht, so daß sich auch die Temperatur erhöht, Auch der der Turbine der Hauptspeisepumpe zuströmt, die Dampfmenge im Dampabscheider erhöht sich, so Schließlich entsteht soviel Dampf, daß er vom 55 daß Dampf der Hauptturbine 26 zugeführt wird. Dampfabscheider über die Leitung 70 dem Über- wenn die Temperatur im Dampferzeugerabschnitt 12 hitzerabschnitt des Strömungskreises zugeführt wer- des Strömungskreises einen gewünschten Wert erden kann, wo er schließlich die Turbine zum Zwecke reicht, wird das Ventil 68 geschlossen, die Ventile 62, des Anwärmens und Anlaufens erreicht. Dann wird wie oben erläutert, geöffnet, so daß die Belastung der die Befeuerung weiter aufwärts geregelt. 60 Turbine entsprechend der Betätigung der verschie-

Wenn Druck und Temperatur stromaufwärts von denen Ventile erfolgt. Wenn das Ventil 68 geschlosden Ventilen 62 den gewünschten Wert erreicht sen ist und die Ventile 62 betätigt wurden, um Mehaben, wird das Drosselventil 68 geschlossen und die dium vom Dampferzeugerabschnitt 12 zum ÜberVentile 62 so betätigt, daß jeweils ein bestimmter hitzerabschnitt 10 durchzulassen, wird die Strömung Druck im Dampferzeugerabschnitt 12 des Strömungs- 65 zum Überhitzerabschnitt mit Hilfe dieser Ventile 62 kreises aufrechterhalten und eine bestimmte Dampf- gesteuert, und der Druck im Dampferzeugerabsehnitt menge in den Überhitzerabschnitt strömt. Durch die 12 wird entsprechend der Betätigung dieser Ventile Ventile 68 und 62 wird auch die Dampfversorgung auf dem gewünschten Wert gehalten. Wenn nach fort-

schreitend erhöhter Befeuerung eine vorbestimmte Belastung der Turbine erreicht ist, wird die Dampfzufuhr zur Turbine 67 der Hauptspeisewasserpumpe 44 von der Leitung 73 auf die Leitung 86 umgeschaltet, so daß der Dampf dann von dem Anzapfpunkt der Turbine 26 aus zugeführt wird.

Bei diesem Vorgang des heißen Wiederanfahrens wird also der Druck im Dampferzeugerabschnitt auf dem vorbestimmten hohen Wert gehalten, der beim Beginn des Anfahrens herrschte. Die Hauptspeisewasserpumpe 44 wird betätigt, weil ihr unmittelbar beim Anfahren Dampf aus dem Überhitzer zugeführt wird, dessen Druck sinkt. Dadurch wird eine verhältnismäßig geringe, aber wegen des Umlaufkreises zulässige Strömung bei Normaldruck im Dampferzeugerabschnitt 12 erzeugt. Mit diesem heißen Wiederanfahren kommt der Dampferzeuger sehr schnell wieder in Betrieb.

Dementsprechend ist auch das heiße Wiederanfahren auch ohne Anwendung besonderer Anfahr- ao pumpen oder der Anwendung von Hilfsdampf für die Turbine 67 der Hauptspeisewasserpumpe möglich. Der Anfahrvorgang im heißen Zustand ist schnell und einfach.

Claims

Patentanspruch:

Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einem einem Teil der Heizflächen überlagerten Zwangumlauf, mit einem während des Anfahrens des Dampferzeugers zwischen Heizflächen eingeschalteten Dampfabscheider und mit einer durch Dampf angetriebenen Hauptspeisepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß neben den üblichen Dampfzuführungen zu der Hauptspeisepumpe aus den Frischdampfleitungen und aus einer Turbinenanzapfstufe eine weitere Dampfzuführung aus dem Dampfraum des Dampfabscheiders vorgesehen ist und daß in an sich bekannter Weise der dampfangetriebenen Hauptspeisepumpe eine elektrisch angetriebene Druckerhöhungspumpe vorgeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 829;
Zeitschrift: »Mitteilungen der Dürrwerke«,

September 1956, S. 3 bis 9;
Zeitschrift: »Sulzer-Forschungsheft«, 1960,

S. 25 und 26.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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