DE1426697A1 - Anfahr- und Niederlast-System fuer Dampfgeneratoren - Google Patents

Description

Foster //heeler Corporation, Livingston N.J. (V.St.A.)

Anfahr- und Liederlast-Bystem für Dampfgeneratoren

Die Erfindung bezieht sich auf ein '/erfahren für das Anfahren und den ±i Loderlastbebrieb von Hochdruckzwangdurchlaufdampfer.^eu^eχ·η, boi iJoueü der Druck des durchströmenden Jediums"hinter der Verdampferheizflache in einer Drosselstation gedrosselt; und das durchströmende Medium in einem //asserabscheider in eine Dampf- und Flussiglseitsphase getrennt und der Sattdanipf für die Vorwärmung der

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Unterlagen (Art. / ₃ ι n^, ^ tu. l Satz 9 des Anderunasaea. v. 4.9.

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Turbine überhitzt wird.

i3eim betrieb von Uralauf generator en ist ein Überörückungssystem. für die Turbinen wesentlich.. Dieses System ist notwendig, um die Kesselwände durch Aufrechterhaltung einer ausreichenden Zirkulation des Mediums beim Anfahren und beim Fahren mit niedriglast zu schützen. Die i/asser- oder Dampfmenge, die durch die Rohre zu deren Schutz vor Überhitzen und Ausbrennen strömt, kann größer sein als die Aufnahmefähigkeit der Turbine und das überbrückungsystem leitet dann die überschüssige flüssigkeit um die Turbine um,-

Bei der Konstruktion von Umlaufgeneratoren ist ferner der Schutz der Hochdruckturbinenteile wesentlich. Diese Teile, die Strömungen bei hohen Temperaturen und sehr hohen Drücken, z.B. 250 atü (3,500 psi) aufnehmen müssen, erfordern einen großen Teil der Kosten der Turbinenanlage. Es ist daher eine wesentliche !Bedingung, eine übermäßige thermische Belastung dieser Teile, au vermeiden.

Bei derartigen Überbrückungssystenien ist es bekannt, eine iüntspannungskammer in der Turbinenüberbrückimgsleitong vorzusehe'n,; um die ,überschüssige: Strömung aufzunehmen und _:

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den Dampf der Strömung zum Anwärmer und Anfahren der Turbine abzuzweigen'.

us ist ferner bei AnfahrSystemen bekannt, ein Drosselventil oberström der Turoine zu verwenden _t um einen Ver-^ minderten Dampfdruck auf die Turbine aufzugeben. Dieses Eiederdruckdrosselventil ermöglicht das Anfahren der Turbine mit minimalen Temperaturdifferenzen und damit minimalen thermischen Belastungen in den Einlaßteilen der Turbine.

Der Zweck dieser bekannten Systeme besteht in der Ver-" meldung übermäßig thermischer Verluste, der Verminderung der zum Anfahren benötigten Zeit und dem Schutz von Turbinenteile sowie den Dampferzeugungs- und Überhitzungsabschnitten gegen thermische Stoßbelastungen und durGh hohe Temperaturen hervorgerufene Beschädigungen, .Es wurde festgestellt, daß die Anwendung der Grundsätze gemäß der Erfindung eine wesentliche Verbesserung in dieser Richtung Über das bisher iSirreichte hinaus ergibt*

1« igt? entsprechend die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe_} ein System au schaffen, in dem während des Anfmbrtßa öd·? des Betriebet mit niedrigster Laßt die

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Heizflächen besser geschützt werden und beim Anfahren frühzeitig Dampf zum Anwärmen und Anlaufenlassen der Turbinen· und für andere Zwecke verfügbar ist, so daß die zum Anfahren benötigte Zeit vermindert und gleichzeitig damit die beim Anfahren und den Betrieb mit Niedriglast auftretenden Wärmeverluste vermieden werden.

Es ist ferner eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe , die Turbine mit Dampf mit einem Druck und einer Temperatur zu beaufschlagen, die während der Anfahrperiode graduell erhöht wird und den vollen Drosseldruck bei.einer Last erreicht, die mit den Turbinenbetriebswerten bei maximalem Schutz der Turbinenteile vereinbar sind.

Diese und weitere Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem gesamten strömenden Medium vor dem Trennen in eine Dampf- und Flüssigkeitsphase mittels einer zwischen der Drosselstation und dem ,Vasserabseheider angeordneten Kesselheizfläche Wärme zugeführt wird.

Für einen gegebenen !{au^hgasstroiri über ein Überhitzerregister und für einen gegebenen Mediuinstx»om durch das Ee-gister, bei gleichen thermodynamischen iJintrittsbedin^un^en der Verbrennungsgase und des Mediums, erhöht sich durch die

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Verminderung des Druckes im Medium die durch den Mediumstrom aufgenommene Wärmemenge erheblich. Dieses System erzeugt den notwendigen Dampf zum Anlauf und Vorwärmen der Turbine vor dem Anfahrzyklus früher, als wenn die Wärme in den Überhitzerabschnitten oder £egistern auf das Medium bei vollem Druck übertragen wird. Zusätzlich ergibt sine kürzere Zeit für das Anfahren und das Anlaufen, in Verbindung mit entsprechenden Wärmerückgewinnungskreisen ein Minimum an Verlusten der Anfahrwärme.

Ferner wird gemäß der Erfindung ein Überbrückungssystem geschaffen, welches einen Ji'ntspannungsbehälter aufweist, der zwischen den Überhitzerflächen oder -abschnitten liegt, die so angeordnet sind, daß sie eine Strömung mit vermindertem üpuck erhalten, welche nach der Druckreduzierung in dem oberstromi^en Überhitzerabschnitt erhitzt wird. .Ferner sind im Uberbrüciaingsaystem .Rohrleitungen und Ventile zur Verteilung der überbrückungsströmung auf verschiedene Bereiche eines Kondensatrückspeisesystems und ILe (Jborhitzerf iächon oder -abschnitte unterstrom dem ijlntspannungsbah/ilter vorgesehen. Im Hinblick auf dies Letztere sind Anordnungen getroffen, um den Wärme inhalt .„..,,,. des ;.lediuifls am Auoluß dieser überhitzerabsohnitte zu regeln. Da die Jtrömuiiij des Mediums in den oberstromi^en

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Flächen bei vermindertem Druck wieder erwärmt werden, wird eine größere Dampfmenge im Entspannungsbehalter zu einem früheren Zeitpunkt im Anfahrtzyklus freigegeben. Da wenigstens ein Teil des Dampfes dann auf die Überhit .4erabschnitte unterstrom des EntSpannungsbehälters geleitet wird, wird dieser Anteil auf die Turbine in überhitztem Zustand aufgegeben. Auf diese '.Veise erhält die Turbine überhitzten Dampf zu einem früheren Zeitpunkt im Anfahrtzeitraum, und in der beschriebenen _kVeise einen Dampf strom mit einer Temperatur, die für den maximalen Schutz der Turbinenteile erforderlich ist.

Beim Betrieb des Anfahr- und STiederlast-Systems gemäß der Erfindung schließt das Verfahren die Schritte ein, daß zuerst die erforderliche Strömung und der Druck zum Kühlen der Leitungen aufgebaut und dann die Brenner mit einer reduzierten Wärmeleistung in Betrieb gesetzt werden. Der Druck des Mediums wird an einem Punkt zwischen den Heizflächen des Generators reduziert und das zirkulierende Medium mit vermindertem Druck wieder erhitzt. Das wiedurechitste Medium wird entspannt, um eine Dampfströmung au erhalten, die weiter erhitzt wird, wobei der «7ert der Strömung so eingestellt ist, daß beim weiteren ürhit:;en eins ^o wünschte Höhe des ,'/äraie Inhaltes erreicht; wird.

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Im Hinblick darauf kann beim Kaltanfahren die Strömung so eingestellt werden, daß an der Turbinendrossel zum Anwärmen und Anlaufen der Turbine Dampf mit in etwas überhitztem Zustand zur Verfügung steht. Beim Miederanfahren der warmen Turbine wird der Dampf auf eine Höhe erhitzt» bei der nach dem Drosseln durch ein übliches Turbinendrosselüberorückungsventil die Temperatur des D_ampfes mit der Tenrperatur der Turbineneinlaßteile übereinstimmt. (

,Venn die Turbine ihren Betriebszustand erreicht, ist sie "synchronisiert" und beaufschlagt und die Last wird duroh Erhöhen der Strömung zur Turbine bis zur vollen im Hochdruckkreis aufgebauten Anfahrströmung erhöht und dann durch Erhöhen vom Temperatur, Druck und Strömung durch die übliche Brennerregelung der Einheit weiter bis zur Volllastströmung erhöht.

■.us wird erläutert werden, daß diese Folge von Schritten in bezug au,' die Vermeidung von Belastungen während des Anwärmens und des Belastens der Turbine sowohl beim Wiederanfahren der warman Turbine, als auch beim Kaltanfahren wesentliche Verbesserungen ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen

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an Ausfülirungsbeispielen nähor erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 schematisch eine Aus führungsform eines Anfahr systems gemäß der Erfindung,

Fig. 2, J5 und 3a Temperatur-Enthalpie-Diagramme, die den Betrieb typischer mit hoher Temperatur arbeitender Konvektionsheizflächen für das Kaltanfahren und das Wiederanfahren bei Wärme gemäß der Erfindung darstellen,

Fig. 4 ein Drosselventil und eine Regelventilsteuerung für eine Hochdruckturbine,

Fig. 5 ein Betriebsdiagramm einer Turbinen-Generator-Einheit gemäß der Erfindung während des"Kaltanfahrens, welches die Änderungen des Druckes gegen die Last an der Turbinendrossel in Prozent darstellt,

Fig. 6 ein Diagramm für die Einheit gemäß Fig. 5> welche die Änderungen der Einstellung des Turbinenregel-

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ventile ge^en die Last darstellt, und

Fig. 7 ein Strangschema, welches eine Eeduzi.rstation für eine Hauptströmungsleitung ^emäß einer Ausführungsform der .Erfindung im einzelnen darstellt.

In j?ig. 1 ist schematisoh eine Dampferzeugungs- und Turbinenanlage mit einer Heine von'iiJkonomisern 12, Kesseln und Konvektionswasserkammern 16 dargestellt, ferner ist ein Primär- und/oder Plattenüberhitzerabschnitt 22 und ein .ßndüberhitzerabschnitt 24 als Teile der Anlage vorgesehen. Während des normalen Betriebes der Einheit verläuft die Strömung durch die iiberhitzerabschnitte und vom Ausgang des lindüberhitzerabschnittes 24 zu einer iiochdruokturbine 26, wobei der Abdampf der Turbine bei 28 wieder erhitzt wird und durch eine Niederdruckturbine 30 und von da in einen Kondensator 32 strömt. Da das System ein Umlaufs/steti ist, wird es durch eine Speisepumpe 34 mit Druck beaufschlagt, wobei der Speisastrom aus dein Kondenser 'lurch Niederdruckerhibzer 36, Entlüfter 38, Sammeltanks 40 uii'l i-loch'i'puckerhiti'zer ^;l-2 zum likonomiF.er 12 strömt.

ieraa'i Ίοf uvPlu lunj; uut.Ließt das Aufahr.jyskei.] eine iJ ■aLri'ior*rjf;.'j I; L m ^yl4 ο in, Ί.ιβ ,-mis elriop Aiüiulil von ^l/eiit7ilon

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bestehen kann, wenn auch zur Darstellung nur ein einzelnes Ventil im Hauptstromweg oberstrom des Primärüberhitzers 22 zur Aufnahme der Strömung aus. den ueckenrohren gezeigt ist. Ji'erner bildet ein Entspannungsbehälter 46 in einer Überbrückungsleitung 48 einen Teil des Anfahr systems, welche vom Ausgang der Primäriiberhitzer 22 kommt und ein Hauptstromleitungsventil oder -ventile 50 zwischen den Überhitzerabschnitten 22 und 24 überbrückt. Ein Absperrventil 52 in der Überbrückungsleitung 48 trennt den Entspannungsbehälter vom Ausgang des Primärüberhitzers 22. Ferner ist in der Überbrückungsleitung 48 ein Einsprühinjektor 54· und eine zusätzliche Überbrückungsleitung 98 vorgesehen, die zwischen dem Ausgang des Priinärüberhitzers und dem Entspannungsbehälter um das Absperrventil 52 verläuft.

Die Rohrleitungen und Ventile für die /erteilung der Überbrückung sströmung durch den Entspannungsbhälter schließen eine vom üjinlaßende des Endiiberhitzers 24 aus verlaufende, ein Ventil 58 enthaltende Leitung 56 und eine von der Dampfkammer des Entspannun^sbeliälbers ausgehende und Abzweige 60a zu dem IHirbLnensboproüchsenre^ulabor, 60b zum Unblüfter, 60c zum ilochdcuckerhib.ier einoehliuiJende JaIKf.¹-leiluti_L; 60 ein, wobei dLer.o Ie bei beiden Le ί ί.·ΐη_: ;hm durch

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Ventile 62, 64 bzw. 66 geöffnet und geschlossen werden. Der Abfluß aus dem jSntspannungsbehälter wird durch die Leitung 68 mit Abzweigen 68a und 68b abgeführt, die zum liondeneatorsammelrohr 70 bzw. zum Ilochdruckerhitzer 42 führen, wobei diese Leitungen durch /entile 72 bzw. 74- geöffnet und geschlossen werden.

ferner bildet eine vom Ausgang des ^ndüberhit:iers 42 zum IIonleiiGotor verlaufende und die Hochdruck- und Niederdruckturbine überbrückende Leitung 76 einen Teil des Überbrückungssystems, wobei in der Leitung ein Druckminderventil 73 und oin ßprühinjektor 80 unmittelbar überstrom dem Einlaß des Kondensators vorgesehen ist. Die Leitung 76 ist über eine Abzweigleitung 6Od mit de-n ,^r-3irtil 82 mit dem D-')'.:ipf.L^>sium des jüntspannungsbehälters verbunden.

Die jilrL'indung wird anhand des in Verbindung mit j?ig. 2-6 erläuterten Beispiels besser verständlich, wobei die Fig.2, 5 und 3a die ßetriebnstufen einer Umlaufanlage gemäß der ^r''-i'! ¹UnG »"·'! d^ie -^?ig. 4 - 6 die Art dei· Verbindung mit einer Turbine darstellen. Jenn auch im folgenden Beispiel benoLiore Zahlenwerte für Drücke, Strömungsmengen, Temperaturen o. dgl. gegeben sind, so sind die Prinzipien der Erfiij-lung doch nicht auf diese besonderen Werte beschränkt.

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- 12 Anfängliche Vorwärmung der Durchlaufanlage

Zuerst wird während des Kalt-Anfahrzeitraumes (Fig. 2) die Speisepumpe betrieben, um die Anlage oberstrom der Reduzierstation 44 unter Druck zu setzen und die notwendige Strömung des Mediums zum .Kühlen der Hochdruckkreise in der Anlage am Primär- oder Plattenüberhitzer-Auslaß aufzubauen. Da die Turbine diese Strömung nicht verarbeiten kann, wird der Auslaß aus dem Überhitzer durch das Halteventil 52 in den Entspannungsbehälter 4-6 geleitet und durch die iintspannungsbehälter-Abführleitung 68 in den Sammeltopf des Kondensators und die zweite Stufe des Hochdruckerhitzers geleitet. Bei diesem Beispiel ist eine Strömungsmenge in Höhe von 30 % der Strömung bei Tollast durch die Anlage erforderlich,' um die Hochdruckkreise ausreichend zu kühlen. Der Druck oberstrom der Reduzierstation wird zuerst bei 42 atü (600 psi) gehalten und das Medium wird durch die Reduzierventile auf einen Druck von etwa 7 atü (100 psi) gedrosselt. Wenn der oberstromige Druck auf einem höheren Wert gehalten wird, würde die hohe Strömungsgeschwindigkeit die Ventile stark verschleißen. Wenn das Medium heißer und stärker kompressibel wird, ist die .erosion weniger "bedeutungsvoll, und die Ventile können ' dann auf einen höheren oberstromigen Druck eingestellt

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werden.

Die Hochdruckerhitzerstufe leitet, wie dargestellt, in den .Behälter 40 der ülntlüfterstufe durch die Leitung '84 ab. Das Kondensat aus dem Kondensator wird durch die Kondensatpumpe 86 durch den Niederdruckerhitzer 36 in den iäntlüftungssamineltank 40 gefördert. In dieser Arbeitsstufe ist das Hauptleitungsventil 50 zwischen der Auslaßseite | des Primär- oder Plattenüberhitzers 22 und der Jäinlaßseite des iSndüberhitzers 24 geschlossen, so daß keine Strömung durch diese Ventile geht, ferner ist das Ventil 58 der zu der Abführseite des Bndüberhitzers führenden Dampfabführleitung aus dem EntSpannungsbehälter und das Ventil 78 in der Turbinenüberbrückungsleitung zwischen der Auslaßseite des ündüberhitzers und dem Kondensator 32 geschlossen. Ferner sind in dieser Anfahrstufe die Dampfleitungen aus dem jjintspannungsbehälter durch die Ventile 62, 64, 66 und 82 geschlossen.

Die Brenner werden in Betrieb gesetzt, und zwar zu diesem Zeitpunkt mit etwa 15 % der Vollbefeuerung, die so gesteuert ist» da3 die Kesselaustrittstemperatur, im Bereich des ISndübe rillt ze re nicht über 65O⁰C (1200° F) geht, was die maximale Siohorheitstemperatur für das Rohrmetall ist.

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Wenn die Temperatur des Mediums überstrom der Reduzierstation 44 eine vorbestimmte Temperatur, z.i3. etwa I50 0 (300 F) erreicht, werden die Reduzierventile an der Station 44 so eingestellt, daß der oberstroinige Druck von 42 atü auf 250 atü (3650 psi) erhöht wird, was ein entsprechender Töllast-Druck für die Hochdruckkreise in einer überkritisch arbeitenden Anlage ist, während 175 atü der Druck für eine unterkritisch arbeitende Anlage wäre. In diesem Punkt werden, wenn die Strömung bei 30 yo verbleibt, keine wesentlichen Dampf mengen im Entspannungstank abgeschieden. Wenn jedoch die üirhitzung bei konstantem Druck und Strömung fortgesetzt wird, erfolgb die Dampfabscheidung im Entspannungsbehälter in erhöhten Mengen, und es stellt sich im Entspannungsbehälter ein bestimmter _: Spiegel ein. Dies erfolgt vor Erreichen des Punktes A in ng. 2.

Ebenso wird vor dem Erreichen des Punktes A das Zirkulationswasser entgast. Dies erfolgt durch eine Leitung 93» die in Pig» 1 in gestrichelten Linien gezeigt ist, und die vom Ausgang des Hoohdruckerhitzers in den .Sammeltopf des Kondensators führt. Bei üblichen Umlaufanlagen wird zu diesem Zweok die Abführung des Entapannungsbehälters verwendet. Gemäß der Erfindung wird der Temperaturabfall im

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wasser bei Verwendung der Abströcnung aus dem üntspannungstank vermieden.

Jei Punkt A erreicht der Druck im Entspannungsbehälter den v/ert seines EinStellpunktes von etwa 35 atü (500 psi), auf den or eingeregelt wird, bis beim Anfahrzyklus eine vorbestimmte Turbinenlast, im vorliegenden Beispiel 5 % der maximalInst, erreicht wird. Das Ventil 58 in der vom I

Dampfraum des Entspannungsbehälters zum Einlaß des Endüberhitzers 24 führende Dampfleitung 56» wird durch manuelle Fernsteuerung geöffnet, um Vorwärmdampf in die Hauptdampfleitung aufzugeben. Ferner wird das Ventil 78 in der Turbinenüberbrückungsleitung 56 geöffnet, damit Vorwärmdampf in den Kondensator 32 gelangen kann. Es kann aber auch jede beliebige Hauptdampfableitung für diesen Zweck vorgesehen werden.

Die gesamte Abströmung des Entspannungsbehälters ist auf diese ,//eise durch die Ventile 72 und 74- in den Kondensatorsammeltopf und den Hochdruckerhitzer geleitet. Damit wird auch etwas Dampf für den Stopfbüchsendichtungsregulator und den Entlüfter verfügbar. Die Ventile 72 und 74 sprechen auf die ftiveaukontrolle LU so an, daß sie den gewünschten ßpie^el im Entspannungsbehälter halten.

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Anfängliches Anlaufen der Turbine

Bei Punkt B in Fig. 2 sind etwa 5 % der Vollastdampfströmung aus dem Entspannungsbehälter verfügbar und ein Teil wird durch das 'Ventil 58 und den ülndüberhitzer zum Anfahren und Vorwärmen der Hochdruckturbine abgezweigt, während der verbleibende Teil durch die Umgehungsleitung 60 von der Dampfkammer des iilntspannungsbehälters in den Hochdruckerhitzer 42 und von da weiter gefördert wird.

Eine typische Hochdruckdampfturbineneinheit gemäß Fig. hat ein Hauptdrosse!absperrventil 76 und eine Anzahl von Steuerventilen 88, die in Serie mit dem Absperrventil geschaltet sind. Dem Absperrventil ist ein relativ kleines Überbrückungsrege!ventil 90 zur Regelung der Strömung bei liederlast zugeordnet.

Die Strömung aus dem Austritt des Entspannungsbehälters über den Endüberhitzer zur Hochdruckturbine zum Vorwärmen und Anfahren durch den Endüberhitzerteil wird im Eiidüberhitzerteil bis zum Punkt G in J?ig. 2 etwas überhitzt. In dieser Stufe wird das Turbiüendrosselabsrerrventil 86 (!''ig. 4) geschlossen und das Überbrüekungsventil 90 regelt die Strömung zur Turbine, wobei der Druck der Strömung

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auf etwa 3»5 atü (50 psi) gemäß Punkt H in Fig. 2 reduziert wird.

Üblicherweise werden nur etwa 2 - 3 % der Strömung zum Vorwärmen und Anfahren der Turbine benötigt. Wenn jedoch mehr als 2 - 3 % der Strömung aus dem Endüberhitzer zum riegeln der Enthalpie des Mediums an der Turbinendrossel abgegeben werden, kann der Rest'durch die Turbinen-Überbrückungsleitung 56 aus dem Auslaß des Endüberhitzers in den Kondensator abgeführt werden. Der Sprühregler 80 stellt durch Temperaturregelung sicher, daß die Temperatur des in den Kondensator eintretenden Mediums nicht die vorgesehenen Grenzen des Kondensators überschreitet.

der Endstufe der Erhitzung des Generators, in der der jjruck im Entspannungsbehälter auf 35 atü (500 psi) entsprechend den Punkten ß bis E in Jj¹Ig. 2 gehalten wird f und /or der Belastung, wird die anfängliche ljrennerleisbung aufrechterhalten. Me Kesselaustrittstemeratur wird noch überwacht und soll nicht über 650° 0 (1200° F) gehen, und die 2 - 5 % Anlaufströmung zum Vorwärmen der Turbine wird aus dem Entspannungsbehälter in den Endüberhitzer und die Hochdruckturbine wird gehalten. Es wird eine JJauerbe dingung für den Generator erreicht, wenn die

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üinthalpie etwa bei (1050 bis 1100 BTU/1b) beim Eintritt in den JSnt Spannungsbehälter (Punkt JEj liegt, an welchem Punkt die Teile des Generatorkreises ihre 'Temperatur bei der Strömungsmenge, der "Brennerleistung und der Druckeinstellung in der üiinheit erreicht haben. Xn diesem Punkt kann die Brennerleistung Vermindert werden, um nur das Anwärmen der Turbine und den Ausgleich der Kreislaufverluste sicherzustellen. . . ·

Die gestrichelte Linie zwischen den Punkten 0 und D in .Pig. 2 stellt die Druckminderung in der. Hauptströmungsleitung von 250 atü (3500 psi) auf 35 atü (500 psi) an der Reduzierstation 44 dar.

Das kompressible überkritische Medium mit ebwa 390 O (730° P) expandiert auf eine temperatur von etwa 240° ü (470° P) und einen Dampf gehalt von etwa 7¹? /J· &ß wird jedoch dadurch ein Vorteil erreicht, daß der Wäruieübergaug auf das Medium im Überhitζerabschnitt bei vermindertem· Druck erheblich größer ist. So wird s,B. bei der gleichen Plammengasströmung und Mediumströmung über die überhibzerflächeri und für die gleichen thermodynaniischen jiiintrittsbedingungen für Plammengas und Medium, durch die Druckminderung von 250 atü (3500 psi) auf 35 atü (500 psi) der

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wirksame Wärmeübergang in den Heizflächen um etwa erhöht.

Wenn die Enthalpie des Dampfes am Austritt des Primärabschnittes 22 (Fig. 1) zwischen den Punkten Έ und G etwas in den überhitzten Bereich gelangt oder eine etwas andere vorbestirimte ',Temperatur hat, kann das Hauptleitungsventil 50 zwischen den Überhitzerabschnitten durch manuelle !Fernsteuerung geöffnet werden, so daß die Strömung aus dem Px^imärüberhitz-erauslaß direkt auf den jindüber— hitüerr b.-cbxitt und lie Hochdruckturbine gelangt. Der Jiiins fee 11p unkt -'Vv den iüntspannungsbehälter steuert und regelt auch den ..ruck in den Heizflächen unterstrom von bzw. hinter der „teduzierstation 44-,

Turoinensynchronisation und Belastung

,/enn ^A ie Jrvärmung der Anlage bei konstant um Druck und otrönui'jsraoi^e fortgesetzt wird, erhöht sich die Dampfte ro^ratur aa eintritt der eesten l'urbinonstufe lure)! ϋ j--"Ori-.ckuirj lea !'urbinenabsi-errveijtils in einer konstanten Druoklioifi /oji jr'unkt L zua Punkt K ^leicl»laufend mit einer ^,y. ;i!..._v. ^ ,5_er ^.--.-iporatur dos Drosseldami-fea mit 35 atü,

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d.h.. der Temperatur des Dampfes am Auslaß des Ünderhitzers, vom-Pun let G bis zum Punkt J. J3ei Punkt J er- ■".. reichen .die Tu-rbinenteile den Gleichyetvichtsau-stand, und die Turbine ist dann synchronisiert und kann belastet und. die Last graduell auf 5 % erhöht werden'_f entsprechend.iiaeb' Konstruktion der Turbine. Dies erfolgt durch volles .;.

Öffnen der Turbinen-Fentilüberbriicfcung 90* wodurch die ■ Temperatur und der Druck der in die erste Stufe eintreten.— den Strömung an einem Zwisohenpunkt zwischen -den Punkteai K und J erhöht wird. Dies ist auch durch, den Punkt fi in ;; ■li'iE* 3 dargestellt, der die ünderungen: der^; Turbinenlast iP.it deni Drosseläi*u.ck in einer Turbinenanlage gemäß der iite- ; : findung erläutert., Die Turbinen ste uervent ile"sind we it geöffnet, -tun unmittelbares weiteres Erhöhen der Turbinen-. ~ last bis zu 10 fi Last entsprechend den Bedingungen des■ ^:\- ülndüberhitzerauslasses beinrPunkt JV wird durch Erhöhen ; des Kinsteilpunktes des Ent spannungsbehälter s von 35 atli auf 70 atü (500 psi bis 1000 psi.) erreicht. Diesi-entspricht: dem Punkt Q in jjⁿig_:. 5 und 6, wobei die Ifitstere ii'igur das ■ Verhältnis zwischen der Last und der Stellung, desj. Steaer,^ : ventils darstellt. iSeim Punkt J' wird die Turbine., auf die- ' Dteuerventilregelung" gestellt _% di.trch Schließen; der Steuer- -. ventile solange, bia die Jteu^rurig. öiivsetat. _:;Das: obnperrventil ^lj6 ,jeni. Jl^. ¹I- ist -weit geöffnet.. Die;s

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entspricht der Linie S-3¹ in Pig. 6. Die Last wird durch volles öffnen der /Steuerventile entlang der 70 atü (1000 psi) - Drosseldrucklinie J¹-L in Fig. 2 und 3 (oder 8') - T in Fig. 3 und 6 auf 30 ;ά erhöht, ils wird daran erinnert, daß eine $0 yoige Vollast-Anfahrströmung durch die Anlage zum Kühlen der HesseIsanlangen eingestellt wurde. Bei 33 )Ό Turbienlast wird das nicht länger sur Druckregelung erforderliche* Anfahr system von der Be- I dienung abgeschaltet und die Belastung der Turbine von 30 auf lOü /o Last erfolgt durch Verbrennungsregelung und regulierung des Drosseldruckes und der Temperatur in Abhängigkeit von der Lastwahl. Dies entspricht der Linie L-M in Fig. 2 und den Linien T-V in S¹Ig. 5 und 6. Die Verbrennungsregelung schließt eine Anordnung zur Regelung der upeisepumpenförderung und zum Bemessen der Brennstoff- und Luftzuführung ein, so daß die Erhöhung des Drosseldruckes und der Last gegen die Zeit linear erfolgt. g

tfenri der Drosseldampfdruck etwa 220 atü (3150 psi) entsprechend Punkb U in J?ig. 5 erreicht, wird das die Druokminder3tation 44 in Fig, 1 umgehende Absperrventil 4 zur weiteren Erhöhung des Droaseldruckes graduell durch jj'ernfjteuerung geöffnet und die Druckminderstion, die dann ihre volle Kaxja/Abät erreicht hat, wird außer Betrieb gesetzt,

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Bei vollem Drosseldrück Ist das /entil 94· voll geöf fnet.

Die Vorteile der j3rfindung im ■ Hinblick auf das ICaIt an-\ fahrend werden jetzt deutlich, Besonders ersichtlich ist der. Vorteil der Verbesserung der vVarmeübertra^ung in den Überhitzerabschnitten zur Verminderung der Anfahrzeit und entsprechend der"WärmeVerluste beim Anfahren, Jlaichzeitig wird im'Kesselkreislauf zum Schutz der Heisflächen voller Druck aufrecht erhalten.

Im Hinblick auf den Turbinenbetrieb sind die Vorteile ebenso deutlich. Das normale Anfahrverfahren für einen liessei mit Se Ib st zirkulation arbeitet mit .vermindertem Dampfdruck durch ein© Turbinendrosselventil-Absperrveritil-'überbrückung zur Turbine, wobei'die Steuerventile ?eit geöffnet sind. Um den Umlaufkesselkreis'lauf so auszubilden, daß er mit einem verminderten Druck arbeitet, sind besondere Kosten für den Bau des Kesselkreislaufes erforderlich. Das Einführen der Drosselventile in den ."--Umlauf kesselkreislauf _t z.B. gerade' oberstrom der Eonvektiönskamtaerduruhlässe', ermöglicht, daß die Anlage mit reduziertem Druck an der Turbinendrossel betrieben wird und gestattet ferner eine Ausbildung des Kesse!kreislaufs derart, daß er nur mit vollem Druck arbeiten muß.

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weiterer \forteil besteht darin, daß der Temperaturunterschied am Dr oss el. ab sperrventil vermindert ist» Mit 35 atü Dx'osseldruck, der auf die am üiinlaß der ersten Turbinenstufe benötigten 3,5 atü gedrosselt wird, beträgt äie der Temperaturunterschied über das Turbinenabsperrventil nur 55° ^ (100° F). ,7enn der Drosseldruck 250 atü (3500 psi) betragt, liegt der Temperaturunterschied im Größenbereich von 220° ö (400° I¹),

üin anderer Vorteil besteht darin, daß überstrom des Turbii ^niroosel&bsperrventils ein Absperrventil 50 vorgesehen ist, 30 laß χ:Altwasser nicht in lirekte Berührung mit der ob rstromiger üeite des DiOsaelabsperrventiles kommen kann, jjics int eine Bedingung, die beim Betrieb von Umlauf anlagen große Schwierigkeiten bereitet hat.

Die volle Beaufschlagung der Turoinenanlage erfolgt, wenn alle Turbinensteuerventile voll geöffnet sind. Eine teilweise Jeaufschlagung besteht, wenn ein oder mehrere Steuerventile geöffnet miä andere geschlossen sind. Die Verwendung von i;iederdruckdrosseMampf und das Drosseln durch die Tui'biriendrosselabsperrventilüberbrü.ckurig ermöglicht es, da-?: die 'Jurbiiierioteuervsr.tils während der lieschleuni-•3;mj 'ier S^chror isierung und der Hnfän^licheiJ Belastung

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zur vollen Beaufschlagung voll geöffnet gehalten werden. Dadurch werden alle Ventilgehäuse gleichförmig mit den Ventilschiebern und dem Gehäuse der ersten Stufe erwärmt.

Die Turbine wird durch Regelung mittels des .Steuerventils, was einer Teilbeaufschlagung entspricht, nur während des ffwisohenbelas'tungsabschnittes von IO - 30 % Last betrieben. Der Betrieb mit Teilbeäufschlagung wird auf diese Weise auf einen sehr engen Lastbereich begrenzt, der in der Praxis sehr schnell durchfahren wird. Von 30 - 100 /o Last ist die Turbine wieder unter Verwendung der Vollbeaufschlagung belastet, wobei eine' Steuerung durch Verbrennungsregelung für den Drosseldampf in Abhängigkeit von der Lastwahl erfolgt, um die erforderliche Turbinenbelastung zu erreichen. ■

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der mit einer Hauptströmungsleitungs-Reduzierstation gearbeitet wird, in_der eine Vielzahl von Reduzierventilen verwendet werden. Ss wurde festgestellt, daß durch ^erwendung von wenigstens einem Doppeldurchgang-Hochkapazitätsventil..· eine geringere Anzahl von Ventilen 102 benötigt wird. Dieses Ventil ist kein Absperrventil und benötigt eine Trennabsperrung 104, mit der es zusammen betrieben wird.

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Die Einsparung ist jedoch erheblich. Wenn drei Reduzierventile zum Betrieb der anfänglichen 30%-Minimum-Ströiiiung, s.ß. die Ventile 44, verwendet werden, können fünf zusätzliche Ventile erforderlich sein, um'mit auf voller Leistung erhöhter Strömung zu arbeiten und auf die Hauptströmungsleistungsventile 94· zu übertragen. Statt dessen bewältigt ein Doppeldurchgangsventil die zusätzliche Strömung. In der dargestellten Anordnung arbeiten die Reduzierventile aufeinanderfolgend, wobei/air Erhöhung der Strömung das Doppeldurchgangsventil 102 zuletzt geöffnet wird. Jedoch muß, bevor das Ventil 102 geöffnet werden kann, das Absperrventil 104 offen sein. Umgekehrt wird das Absperrventil 104 nach dem Schließen des Doppeldurchgangsventils geschlossen.

He ißwieder anfahren. -

Die Erfindung ist ebenfalls für das Heißwiederanfahren anwendbar. In J?ig, 1, 3 und 3 a ist das He ißwie de ranfahren erläutert mit J^instellei) einer 30 /'oigen Mediumströmung durch die Uralaufanlage und den Platten- und/oder Primär*. überhit^erauslaß. Diese Strömung geht auch durch ein Umleitungsventil 52 für den iJntspannunßsbehälter* Die

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Ab Strömung aus dem jiint Spannungsbehälter wird durch das Ventil 72 in den KondensatorsammeItopf geleitet, und die Dampf anströmung aus de a iiatspannungsbehälter wird in den Stopfbuchsendichtungsregulatro durch das Ventil 62, in den Entlüfter durch das Yentil 64-, in den Hochdruckerhitzer durch das. Ventil 66 und in den Kondensator durch die Leitung 6Od und das Ventil 82 geleitet. Die Druckminderstation 44 hält im Kesselkreislauf einen Flüssigkeits druck von 250 atü (3500 psi) aufrecht, und der Enstellpunkt des Entspannungsbehälters liegt bei 35 atü. Die Ab-. Sperrventile 94 und 50 in der Hauptstromleitung oberstrom und zwischen den trberhitzerabschnitten sind geschlossen. Das Ventil 58 in <tez Leitung 56 ist" ebenfalls geschlossen.

Die Brenner sind auf eine Anfahrleistung, z.B. 15 % der vollen Brennerleistung, eingestellt, und das Hauptleitungsventil 50 zwischen den Überhitzer ab schnitt en wird durch Handbetätigung geöffnet * Hb? diesen Augenblick, zeigt der Punkt Q in Fig. 3 den Zustand des in die EeduzierstatiQn eintretenden Mediums, und die Einstellung; dieses Punktes öder die Enthalpie des in die Reduzierstation eintretenden Mediums kann iii Abhängigkeit von dem Zeitraum des Stillliegend des Generator variiert wenden» Die Linie ß-D iseigt ■ die Druckminderung durch die Huduzierstation, so daß dej?

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Punkt D entsprechend dem Stillstandzeitraum variiert werder kann. Die Linie JD-jü zeigt die ünthatpiezunähme im Primär- und/oder Plattenüberhitzer und die Linie iil-E-G die ^ntiialpiezunahme im Endüberhitzer. Der Punkt G kann höher oder tiefer entlang der 35 atü (500 psi) Konstand-Drucklinie angeordnet sein, d.h. die Elüssigkeit kann einen höheren oder geringeren "tfärmeinhalt oder Enthalpie aufweisen, je nach der Strömungsmenge durch den jündüber- j

hitzer und der durch den iintSpannungsbehälter abgetrennten Strömungsmenge. Das Ventil 58 zwischen dem Dampfraum des jjintsx^annungsbehälters und dem lindüberhitzer bleibt geschlossen. Auch bleibt während dieser anfänglichen ßeheizungsperiode das lurbinenüberbrückungsventil 78 zwischen dem Ausla3 des iündüberhitzers und dem Kondensator geöffnet, so daß die Strömung aus dem ISndüberhitzer in den Kondensator «^Gleitet wird.

,"/eun -Ier Jampfiustand am Auslaß des Jiindüberhitzers, "

P an Ir b U, d.h. der Ja-apf zusband am .ώ in laß in die erste Turbinen3t·ιΓϋ, :ait der iemperatur der 'Tiu^röineneinlaßteile (^-unkt ..) übereinstiiffint, wird die Turbinenüberbrückungsd--.ipf strömung auf die r.ochdruckturbine durch Schließen des übörorüc/.'uij-j'svönbils 73 zum Anfahren der turbine umge-Du!:· jruc>- ei Punkt-L. lie ^t durch die Reduzierung

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des Druckes durch' das Drosselabsperr-Überbrückungsventil 90 bei etwa 5,5 atii (50 psi)".

vYenn die Turbine synchronisiert ist, wird dadurch belastet, daß zuerst der Einstellpunkt des lilntspannungsbehälters auf 70 atü (Punkt E) erhöht wird. Linie Q-K zeigt die gewünschte Änderung des Dampfzustandes am Auslaß des ilndüberhitaers nach Aufbringen von-etwa 15 ,j- der Last. Darauf wird durch Betätigung der Steuerventile die Last auf etwa 30 )l der Vollast wie beim Kalt anfahren, erhöht, wobei bis zur jJrreichung einer Steuerung die Anfahrventile geschlossen werden, und dann bei einem Drosseldruck von 70 atü (1000 psi) voll geöffnet werden. Dadurch wird zuerst der Eintrittsdruck in die erste Stufe .erhöht und entsprechend die Turbinenlast erhöht, wie durch die Linie J-K in 3?ig. 3 und 3a dargestellt. Am Punkt K wird das Absperrventil 52 in der Überbrückungsleitung zum iäntspannungsbehälter durch manuelle Fernbetätigung geschlossen, wodarch das Anfahr-tjberbrückungssystem außer Eetrieb gesetzt wird. Von diesem Punkt an werden die gleichen Vorgänge wie beim Ealtanfahren bis zur vollen Last, Punkt M, wiederholt»

Die Einfachheit und die Vorzüge des Systems zum Warm-■wiederanfahren Rind offensichtlich. Durch Anordnungen zum

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Wiedererhitzen des Drosseldampfes vor dem Aufgeben auf die Turbine kann die Bedienung leichter die Einlaßteile der ersten Stufe am Punkt H anpassen. Wenn eine volle Drosselung durch das Turbinendrosselventil am Punkt H erfolgt, fällt die Temperatur des zugeführten Mediums unter das der Turbineneinlaßteile, oder es wird wenigstens schwierigι dia Temperatur an die der Turbineneinlaßteile anzugleichen« Duroh Erreichen dor exakten benötigten ι

Enthalpie am Auslaß des Endüberhitzers in einem bereits auf niederen Druck gedrosselten Medium kann die Temperatur des Mediums durGh das Turbinandrössel-Überbrückungsventil auf die Temperatur der Turbinenteile reduziert werden,

DarüberhJjttaus wird aus J?ig· 3 deutlich, daß das Anfahren leicht und wirkungsvoll von jedem Wärme- oder Enthalpiewert des umlaufenden Mediums aus durchgeführt werden kann. U¹Ur einen Sohnellstart ist ein Minimum an manueller Steue- | rung erforderlich und die Last wird stetig auf die Turbine aufgegebfn und damit ein maximaler Schutz der Turbinentöile erreicht. Andere Vorteile des Kaltanfahrens werden auch erreicht,

Sd &a1? Jt *B» bier di@ Erfindung um gleichen Vorteil wi©

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anfänglichen Anfahrzeitj, dadurch, daß alle Tentil-

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körper gleich erhitzt werden und daß alle während des meisten Teils der Anfahrzeit voll geöffnet, sind. Dies ermöglicht eine bessere Annäherung an ideale Anfahr- und Belastungsbedingungen für die Turbine als biaher möglich und damit verminderte Turbinenunterhaltungskosten. - - .

Fahren mit Niederlast

Die Erfindung ist auch für die Steuerung beim Betrieb mit Hiederlast anwendbar, die entweder durch variablen Druck— und Temperaturbetrieb an der Turbinendrossel oder durch Regelung mit dem Turbinensteuerventil bei konstantem Druck und Temperatur erfolgen kann. In Verbindung mit dem letzteren ist eine minimale z.B. eine 30 ,iige Strömung, im Haohdrq.ckkesselkrQis zum Kühlen dieser Leitungen erforderlich, Bei Reduzieren der Turbinenlast durch Steuerung der Strömung durch das Turbinensteuerventil tritt kein Problem auf, da die Strömung auf die.se. .Jinimuuiströmung durch Regelung der J3rennarleistung und der Speisepumpe vermindert wird. Die Strömung geht durch das liauptströmungsventil 94» I?ig. 1i welches die Drusikiainderstation überbrückt ι so daß der volle Drosseldruck am Turbinenein-

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laß ,aufrecht erhalten wird.

Uiiter eine:..· 30 #igen Strömung an der Tür Dine wird das Anfahrsystem vorteilhafterweise sum Überführen der überschüssigen .Jtrömung an den Pri-aärüberhitzerauslaß verwendet. Jedoch beeinflußt au diesem Zweck das das Absperrventil 52 zwischen lern Pri^ärüberhitaerauslaß und d-iii ^utst^nrun^sbehälter überbrückende Druckminderventil i

96 in der Leitung 9 3, die ,Strömung und hält dabei den voller· Druck an der rurbinendrossel. Der Druckein st e 11-puvjkt für Jas -teduzierventil 95 entspricht nur einer ;'L ./._U3D jj st und darunter, ->ie durch iss Auslaßdrucksigr.al ier ersten xurbinonstuCe angeaeigt, ^V3lc}jes in vom I'urbir.ensteuerkasten 110 für das Ventil 96 führenden ge-Giiri: "-clten Linien angedeutet ist. 7/eun die kapazität des ^eiu^ierventiles 3& überschritten '.vird, d.h. wenn mehr Strö..:ung ab^esvviigt werden muß, als das v^rentil aufnehmen kann, "ird iie.oe zusätzlich·--: Strömung durch das Ventil in den kondensor geleitet. Dieses Ventil steht ebenfalls ujvoer der Regulierung des iiiinstellpunktes in Abhängigkeit von Druck, d.h. dem Druckregler 112, ai Auslaß des Lndüberhitzors. Ls kann auch eine darauf folgende Handverstellung .!es ümgehungsventiles 52 verwendet werden, um die Strömung in das Ar.fahrüberbrückungss/stem au erhöhen.

- 32 -0098A6/0111 BAD OR.G,NAL

Bei sehr geringen Lasten oder bei plötzlichen Änderungen der Last kann die Temperatur des Mediums am Primärüberhitzerauslaß zu hoch sein und kann mittels eines Sprühkühlers 114 in Abhängigkeit von einem vorhergehenden Turbinenlastsignal, z.B. dem Auslaßdruck der ersten Turbinenstufe, und in Abhängigkeit von dem. Einstellpunkt der Hauptdampftemeratur im Vergleich zur gemessenen Temperatür vermindert werden.

Die Holle des Betriebes mit variablem Druck und Temperatur im System ist etwas unterschiedlich. Wenn ein längerer Betrieb bei.Lasten unter dem erforderlichen minimum, z.B. 30 %, mit dem Anfahrüberbrückungssystem im Betrieb gewünscht wird, wird die Druckminderstation 44 so eingestellt, daß der überstrom eingestellte Druck, der für das überkritische oder unterkritische Fahren der Anlage erforderlich ist, z.B. 256 atü (3650 psi) bzw. 1?8 atü (2550 psi), gehalten wird und das Überbrückungsventil 94 wird langsam durch ITsrnhandbetätigung geschlossen. Wenn der Druck unterstrom der Reduzierstation sich dem Druck im lilntspannungsbehälter nähert, wird das Absperrventil $2 durch manuelle Fernbetätigung voll geöffnet, und der üjinsteller für das Turbinensteuerventil geöffnet, um eine konstante Last beim unteren Drosseldruck zu halten.

- 33 - BAD ORIGINAL 009846/0111

- 33 Die Steuerungen

Steuerungen für die G-enerator-Turbinenanlage wurden in der oben Beschreibung in größeren oder kleineren 'Einzelheiten erwähnt.

Beim Kaltanfahren übernimmt die Speisepunpe 34 gemäß J¹Ii-C. 1 die Strömungsregelung so", daß eine minimale Strö- | "lung, z.B. 30 fo der /ollastströ'mung, gehalten wird. Dies erfolgt in Abhängigkeit von einem Impuls 120 von einem otaurand 122, der durch Regler 128 und Signale 124 wirkt. Das Druckminderventil 4-4 bewirkt eine Druckregelung dusch das oignal 125 > um den Druck in Abhängigkeit von dem Jruck oberstrom des Ventils zu halten. Die Unterschleifenventile des Entspannungsbehälters und andere Ventile des An fahr sys te ms werden, wie oben beschrieben, beim I-Ialtanfahren so eingestellt, daß sie den gewünschten Druck im Jnbspannungsbehälter halben, tfenn die Druckminderstation Im Betrieb ist, gleicht sich der Druck am ijberhitzerauslaß dem Einstelldr'uck: des Entspannungsbehälters an. Die zugemessene Brennstoff- und LuftzufuhrSteuerung 126 für die jrenner, d.h. die Brennstoff- und Luftzuführung, wird zuerst durch die Anordnung 128 und das Signal 129 von Hand eingestellt.

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Wenn Turbine nan lauf- und Vorwärmdampf aus dem Entspannungsbehälter zur Verfügung steht (Punkt 3, Jig· 2), wird die gewünschte Dampftemperatur für die Hochdruckturbine (Punkt G- in Fig. 2) durch Hände ir· q teilung der Brennerleistung und Regelung der Durchströmung durch den oündüberhitzer gesteuert, wobei die darüber hinausgehende Strömung durch das Drosselabsperr-Ü'berbrückungsventil geht. Es wird daran erinnert, daß das Drosselabsperrventil 90 gemäß Fig. 4- eine Strömung mit etwa B - 3 A in die erste Turbinenstufe aufgibt. Die Handsteuerung des Turbinenüberbrückungsventils 78 gemäß J?ig. 1 leitet zur Regelung der Temperatur am Endüberhitaerauslaß eine größere oder geringere Strömung durch den Endüberhitzer.

Bis zum Belasten der Turbine (Punkt J, j?ig. 2) wird die Temperatur des in die Turbine eintrebenten Mediums graduell bei konstanter Strömung zur Turbine «xid konstantem Druck (35 -atü bzw. 500 psi) vom Punkt G zum Punkt J erhöht, wobei die Brennstoff- und Luftzuführung zu. den Brennern einer geringen Handlerstellung der ursprünglichen Einstellung der Brenner leistung bedürfen. «Vie oben erläutert, wird nach dem Erreichen der Dauorbetriebsbedingungen des Generators (Punkt E) die zusätzliche ßeheizung aum Erwärmen der Turbine und zum Ausgleich der

- 3.5 -

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- 35 -KreislaufVerluste verwendet.

Bei Punkt J erreichen die Turbinenteile einen Gleichgewichtszustand, und die Turbine ist synchronisiert und bis, z.B. 5 % cLer Vollast, belastet. Dies erfolgt durch Schließen des Turbinenüberbrückungsventils 73 und die volle Strömung durch den iSndüb er hitzer, z.B. 5 /o-Strömung, wird auf die Turbine* aufgegeben. Da die überbrückungsrege- * lung durch das Ventil 78 nicht langer zur Temperaturregelung verwendet wird, wird die Temperatur am .ündüberhitzerauslaß mittels eines Temperaturreglers 130 gemäß fig. 1 geregelt und auf einem Einstellpunkt gehalten. Dem ziegler wird ein Temperatursignal 132 zugeführt und das Signal vom Temperaturregler 130, verglichen mit dem vorherigen Lastsignal 139 » wird durch das Signal 133 dem unmittelbar aboerstroui dem „iadüberhitzer liegenden Sprühregler 114 übertragen, ills wird daran erinnert, daß bei 30 % Anfahrströmung in dieser Beweisstufe nur etwa 5 'fi durch den lündüber- " hitzer der i'uroine zugeführt werden, wobai die restliche Strömung ir das L'berbrückungssystem des üintspannungsbehälters geführt wird.

Während dieses Zeitraumes der Belastung auf 5 /^ muß, bei

^ der 2remistoffmenge und der Luftzuführung,

_ 7,r _

y ■'

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primär durch die Handregelung 128 die Speisung und die Hauptdampftemperatur auf einen begrenzten Wert eingestellt werden. Z.B. wird eine Hauptdampftemperatur 132 unter dem Einstellpunkt die Brennerleistung (Signal 142) erhöhen, während oberhalb des Einstellpunktes mit voller Angleichung die brennerIeistung vermindert wird. Die Speisewassertemperatur (Signal 14-4 b) wird ebenfalls mit der Haupt dampf temperatur (Signal 14-2) verglichen. Dieses kombinierte Signal modifiziert dann das Handregelsignal 128, 129 zur Regelung der Brennstoff- und Luftzuführung.. Der Zweck des Speisewassersignales ist es, daß, wenn das Überbrückungssystem verwendet wird, mit einer Strömung zu den Hochdruckerhitzern für die Wärmeausnutzung, das Speisewasser zuerst einen Temperatursprung macht. Dieser muß durch reduzierung der Brennstoff- und Luftzuführung kompensiert werden.

Bei einer 5 /'o-Belastung und darüber kann die iejelung der Brennstoff- und Luftzuführung von manueller Betätigung auf automatische Betätigung durch Anordnung einer automatischen Steuerung eines Lastwählersignals 138, z.B. eines 5 folgen Wählersignals, umgestellt werden, welches die auf die Turbine aufgegebene Last wiedergibt» Dieses Signal wird mit dem Auslaßdruck 136 der ersten Turbinenstufe und

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dem Drosseldruok 137 verglichen, um ein-Lastsignal 139 2SU schaffen. Das Lastsignal 139 wird dann im Sinne einer Regelung mit dem Hauptdampftemperatursignal 142 und dem Speisewassertemperatursignal 144 b, wie oben beschrieben, verglichen, wobei das resultierende ,Signal <±±_e Brennstoff- und Luftzuführung regelt.

Um eine Lasterhöhung über 5 % 2u erhalten, wird der üinstellpunkt des Entspannungstankdruckes unmittelbar von 35 atü (500 psi) auf 70 atü (1000 psi) verstellt, wodurch die Last auf 10 /ei erhöht wird. Die .Regelung wird dann vom Drosselventil auf das Steuerventil umgestellt, und die Last v/ird bei konstantem Druck von 30 /0 (Punkt L) durch /erstellen der Steuerventilstellung bis zur vollen Öffnungsstellung erhöht. Dies erhöht die Strömung durch die Turbine von 10 auf 30 ,0 und bei 30 /a Strömung kann das ^ntspannungsbehälber-Ant'abrs./stem außer Betrieb gese bat; //erden, da es nicht länger zur Aufnahme einer überschÜGsi^en Strömung erforderlich ist. In diesem Jereioli zwischen 10 und 30 ,a Last regelt das bemperaturkomponö Le r ce Last;signal 139 die Brenner leistung.

flach dem AuBerbetriebsetzen des Anfahrsysbems arbeitet die Gpeisepuiape 34 ebenfalls in Abhängigkeit von dem.

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Lastwählersignal 139"b und die Wärmezugangsströmungsmenge und Druck erhöht sich vorzugsweise entlang der konstanten -Enthalpielinie L-M in Fig. 1, die in beliebiger Weise mit dem Lastsignal 139 und dem Tenigeratursignal 142 programmiert wird. Wie oben erwähnt, öffnet das Druckminderventil bzw. die -ventile 44 unter der Druckregelung 125 weiter, um die erhöhte Strömung zu ermöglichen, während . der gewünschte oberstromige Druck aufrecht erhalten wird.

Bei Niederlastbetrieb der Turbine bei konstantem Drosseldruck wird die Strömung zuerst reduziert, und 3'var unter das Minimum von 30 γό Strömung, durch die Verbrennungsregelung der Pump- und ßrennerleistung entsprechen! dem xiastwählersignal 138 zur Speisepumpe 34- und ζχΐιη. trennst off- und Luftregelsystem 126. Bei unter 30 J> Ströinun-j ermöglicht, das Lastmeßsignal 136 der ersten iurbinenstuf e, das zur Regelung 110 für das Ventil 96 zugeführt /ird, daß dieses Ventil auf lie ^insbelldruclrpunktce^alung 145 anspricht. Andere Bedingungen der nieder las bra_oö lung l'önnen. aus der obigen Beschreibung des K-iederlastbebri^bes ersehen werden. Die obige Beschreibung schließt auch die Regelung der Brennstoff- und Luftzuführung oder des BrennerwirkungSbrades ein,

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us wird'darauf hingewiesen, daß die Gründe während des Anfahrens den iSntspannungsbehälterdruck von 35 a"Wi auf 70 atü (500 auf 100 psi) zu erhöhen, auf den Wunsch zurückgehen , eine maximale Last in der Kapazität der Drosselabsperrventilüberbrückung 90, Fig. 4 zu erreichen, wobei diese Kapazität bei 5 '"A Last für 35 sttü (500 psi) Jjrosseldruck oder 10 -,Ό Last für 70 atü (1000 psi) Drosseldruck erreicht wird. Die jtegelung des Steuerventils kann % bei 5 /ο Last eingestellt sein, aber die Ventile können dann so ausgebildet sein, daß eine Steuerung bei 15 fo Öffnungsstellung statt 30 ρ öffnungsstellung erreicht wird.

,Venn auch die Erfindung oben in Verbindung mit speziellen Aus^ührungsformen besclarieben ist, so sind doch änderungen · innerhalb des ochutabereiches der üJrfindung möglich.

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Patentansprüche - 40 -

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Claims (14)

1426687 Patentansprüche

1. Verfahren für das Anfahren und den Biederlastbetrieb von Hochdruckzwangdurchlaufdampferzeugern, bei denen der Druck des durchströmenden Mediums hinter der Verdampferheizfläche in einer Drosselstation gedrosselt und das durchströmende Medium in einem Wasserabscheider in eine Dampf- und fflüssigkeitsphase getrennt und der Sattdampf für die Vorwärmung der Turbine überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem gesamten stromenden Medium vor dem Trennen in eine Dampf- und Flussigkeitsphase mittels einer zwischen der Drosselstation und dem Wasserabscheider angeordneten Kesselheizfläche Wärme zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des im Wasserabscheider abgeschiedenen Sattdampfes für die Vorwärmung der Turbine überhitzt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wasserabscheider abgeschiedene für die Vorwärmung nicht benötigte Sattdampf zur Vorwärmung des Speisewassers verwendet wird.

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Neue Unterlagen (Art. 1 & l Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 d«e Änderung·!)··· v. 4.9.

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4. Hochdruakzwangdurchlaufdampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 niit einem Kessel mit einer Anzahl Heizflächen, einem Anfahr- und lliederlastschaltsystem mit einer ürosselstation, ' einem Wasserabscheider, einem Überhitzer und einer den überhitzer überbrückenden Umwegleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drosselstation (44) und dem /asserabsoheider (46) eine Kes"selheizf lache (22) einge- i schaltet ist.

5. Hochdruokzwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserabscheider (4@) über eine Sattdampfleitung (56) mit dem Überhitzer (24) verbunden ist.

6. Hochdruckz'vangdurchlauf dampf erzeuger nach Anspruch μ 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wassersbscbeider (46) über eine Sattdampf leitung (60.) mit dem Hochdaickerhitzer (42) verbunden ist-.

7# Hochdruckz-yangdurohlauCdampfer^u^er nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch jokfi

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daß die von der Kesselheizfläche (22) in den 7asserabscheider (46) führende Leitung (48) wenigstens teilweise im Wärmetausch mit der vom Wasserabscheider (46) zum Überhitzer (24) führenden Leitung (56) steht.

8. Hochdruckzwangdurchlaufdampferzeuger nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Regelventil (53) in der Leitung (56) zur Steuerung der Dampf menge in den Überhitzer (24).

9. Hochdruckzwangdurchlauf dampf erzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Drosselstation (44) überbrückende Umwegleitung (94).

10. Hochdruckzwangdurchlaufdampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kesselheizfläche (22) und den überhitzer (24) . verbindende Leitung durch ein Absperrventil (50) absperrbar ist.

11. Ho.chdruckzwangdurchlaufdampferseuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossele tation (44)^: eine Anzahl von Drosselventilen in parallelschaltung mit mindestens einem Doppelduruitgari^s-HocLlt-i auungs-

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ventil, ein Absperrventil in Reihe mit dem Doppeldurchgangsventil und eine Regelanordnung (125) zur Betätigung dieser Reduzierventile nacheinander aufweist.

12, Hocbdruckzwangdurchlaufdampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-

net, daß zur Kühlung des in den Überhitzer (24) eintretenden .Dampfes auf der iL'inlaßseite des Überhitzers (24) eine 3prüheinricbtung (114) vorgesehen ist.

13· Hoch.! ruckzwangdurchlauf dampf erzeuger nach einem der vorhergehenden .Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leitung (63), mittels der die im Wasserabscheider abgescLielene flüssigkeit zu Vorwärmzwecken abgeleitet wird.

14. Jochdruckz'vangdurclilaufdampferzeuger nach einem der /orher^ehönden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anordnung (144) unterstrom cles .,'IriäC ans tauschers (42) zur -.-astinamun^ -ler -Γβτιρ«ratur des in den ekonomiser (12) eintretenden Speinewassers, eii.e Anordnung . (132) am Auslaß den jberhitzers (24) zur bestimmung der Temperatur des aas den Überhitzer (24) austretenden Dampfes und durch eine Anordnung (144 b) zum Ve !'gleich der

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Temperaturen des in den Ekonomiser (12) eintretenden Speisewassers und des aus dem Überhitzer (24) austretenden Dampfes mit einem Signal zum .einstellen des Wärmeeingangs in den Dampferzeuger.

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