DE1426913C - Dampfkraftanlage - Google Patents

Description

1 ■ 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraft- gegebenenfalls die Kühlstellen im Stator und/oder im

anlage mit Vorwärmung von durch eine Pumpe ge- Rotor durch eine in die Zuleitungen geschaltete Ein-

fördertem Kondensat mittels der Verlustwärme des richtung teilweise oder völlig umführt werden.

Turbinengenerators. Eine derartige Anlage ist aus An Hand der Zeichnung sollen Ausführungsbei-

dem Buch von Netz: »Wärmewirtschaft«, 1956, 5 spiele gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

S. 53, Abb. 53.1, sowie S. 99, Kapitel4.5, bekannt. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für

Um die Verlustwärme von Turbinengeneratoren zur die Erfindung wesentlichen Teilen in s'chematischer,

Aufwärmung des Arbeitsmittels der Dampfkraftanlage stark vereinfachter Darstellung. Gleiche oder einander

auszunutzen, ist hierbei die Zwischenschaltung eines entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit

gesonderten Kühlkreislaufes vorgenommen, für den 10 gleichen Bezugszeichen versehen.

beispielsweise Luft, Wasserstoff, voll entsalztes Was- F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärme-

ser oder ein anderes Kühlmittel verwendet wird, wel- schaltbild einer Dampfkraftanlage mit Kondensations-

ches einerseits Wärme vom Turbinengenerator auf- turbine. Der aus der Turbine 1 des Turbinengenera-

nimmt, andererseits über geeignete Oberflächenwärme- torsatzes austretende Dampf wird im Turbinenkon-

tauscher Wärme an das Arbeitsmittel der Dampf- 15 densator 2 niedergeschlagen. Durch die Vorpumpe 3

kraftanlage abgibt. Hierbei muß aber der Nachteil wird das anfallende Kondensat der auf der Welle des

des doppelten Wärmeüberganges in Kauf genommen Turbinengenerators 5 befindlichen Pumpe 4 zugeleitet.

werden, so daß bei erhöhten Kühlwassertemperatu- Es ist an sich bereits eine Fördereinrichtung für die

ren in heißen Ländern oder in der heißen Jahreszeit Flüssigkeitskühlung der Wicklungsleiter in Rotor und t

zusätzliche Rückkühler eingeschaltet werden müssen, 20 Stator elektrischer Maschinen bekanntgeworden, bei ρ

um diejenige Abkühlung des Kühlmittels zu erreichen, der ein Pumpenaggregat unmittelbar mit der Rotor- v

die wegen des zweifachen Wärmeüberganges und der welle in Verbindung steht. Von einer solchen Anord- f

dazu erforderlichen Temperaturdifferenzen notwendig nung kann im Rahmen der Erfindung Gebrauch ge-

ist. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit einer macht werden, so daß auf diese Weise die Kühlflüszusätzlichen Pumpe. 25 sigkeit durch ein zentrales Rohr und einen konzen- c;

Es liegt die Aufgabe vor,, als Kühlmittel für den frischen Ringraum in die Läuferwelle des Rotors vom ei

Turbinengenerator das aufzuwärmende flüssige Ar- Turbinengenerator gelangt und aus diesem wieder ab- e

beitsmittel des Dampferzeugers selbst unmittelbar geleitet werden kann. t

ohne Zwischenschaltung eines weiteren Kühlmittels Bei großen Kondensationsdampfkraftanlagen kann I

heranzuziehen. 30 es von Vorteil sein, am Turbinenkondensator die d

Diese Aufgabe wird bei Dampfkraftanlagen der Vorpumpe 3 nur einstufig auszubilden, während die £

eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch Pumpe 4 zwei oder mehr Stufen bzw. Stufengruppen

gelöst, daß die Kondensatmenge zur Kühlung des enthält, zwischen denen das Kondensat zur Kühlung

Turbinengenerators der Austrittskammer der ersten des Turbinengerators entnommen wird. g

Stufe einer zweistufigen Pumpe entnommen und nach 35 Dementsprechend tritt an einer geeigneten Stelle g

direkter Aufwärmung in die Eintrittskammer der im Gehäuse der Pumpe 4 eine Teilmenge des geför-

zweiten Stufe der Pumpe zurückgeleitet wird. Das derten Kondensats aus und gelangt über die Zulei- S

Kühlmittel als Kondensat kann dabei vom Turbinen- tung 6 zum Stator des Turbinengenerators 5. Nach c

kondensator selbst oder auch von dampfkondensie- Wärmeaufnahme im Stator gelangt dieser Kühlmittel- a

renden Wärmeverbrauchern bei Gegendruck- und 40 strom über die Zuleitung 7 an eine geeignete Eintritts- T

Anzapfdampfkraftmaschinen hergeleitet sein. stelle im Pumpengehäuse. Für die Kühlung des Ro- d

Als Pumpe zur Förderung des Kühlmittels durch tors des Turbinengenerators 5 sind in entsprechender g

den Turbinengenerator kann mit Vorteil in bekannter Weise ein Zuströmkanal 8 und ein Rückströmkanal 9

Weise eine zusammen mit dem Turbinengenerator an- vorgesehen. Beide Kondensatströme werden innerhalb

getriebene, gegebenenfalls mit diesem vereinigte 45 der Pumpe 4 wieder zusammengeführt und auf ihrem

Pumpe dienen. weiteren Weg durch die Pumpe auf höheren Druck

Wenn man den gesamten Kondensatstrom zur Tür- gebracht. Die so aufgewärmte Kondensatmenge gebinengeneratorkühlung heranzieht, ist damit der Vor- langt dann über eine Rückschlagklappe 13 und ein teil verbunden, daß die Kondensatmenge innerhalb Regelventil 10 zum Niederdruckvorwärmer 11 und weiter Grenzen proportional zur Leistung und damit 50 von dort über weitere Vorwärmer zum Kessel. Die zur anfallenden Verlustwärme des Turbinengenerators gestrichelt gezeichnete Linie 12a zeigt die Leitungsist. In manchen Fällen kann es aber auch günstig sein, führung zu einer Anfahrpumpe 12 b, mit der die Annur einen Teil des Kondensats zur Kühlung heran- lage betriebsfähig gehalten werden kann, wenn die zuziehen und den Rest ohne Aufwärmung weiterzu- Welle des Turbinengenerators 5 stillsteht oder aus anleiten. Es kann daher gemäß weiterer Erfindung zur 55 derem Grunde die Pumpe 4 nicht arbeitet. Kühlung des Turbinengenerators nur eine Teilmenge Das Regelventil 10 hält den Kondensatstand im des Kondensats verwendet und nach Aufwärmung Sammelraum des Turbinenkondensators 2 auf konhinter einem Niederdruckvorwärmer dem Konden- stantem Niveau. Dadurch wird erreicht, daß die Konsatstrom wieder beigemischt werden. densatmenge, die dem Turbinengenerator 5 mit Hilfe

Die Teilmenge des Kondensats, die zur Kühlung 60 der Pumpe 4 zuströmt, gleich der Turbinenabdampf-

durch den Rotor des Turbinengenerators geleitet wird, menge und damit etwa proportional der erzeugten

und/oder diejenige, die durch den Stator des Turbi- Leistung ist. Andererseits sind die abzuführenden

nengenerators fließt, kann in ihrer Menge abhängig Wärmeverluste ebenfalls ungefähr der Leistung pro-

von einer Betriebsgröße, z. B. der Austrittstempera- portional, so daß über einen erheblichen Lastbereich

tür, regelbar sein. In bestimmten Fällen läßt sich da- 65 hinweg eine weitgehende Übereinstimmung zwischen

durch an die von Fall zu Fall verschiedenen Ge- erforderlicher Kühlmittelmenge und abzuführender

gebenheiten bei Turbogeneratoren eine hervorragende Verlustwärme gegeben ist. Diese günstige Abhängig-

Anpassung bewerkstelligen. Darüber hinaus können keit besteht auch dann, wenn man an Stelle der ge-

samten Kondensatmenge nur einen bestimmten Teil zur Kühlung des Turbinengenerators heranzieht.

In F i g. 2 ist ein abgewandeltes Wärmeschaltbiid veranschaulicht, bei dem nur eine Teilmenge des anfallenden Kondensats zur Turbinengeneratorkühlung herangezogen wird. Dies bringt in dem Fall einen zusätzlichen thermischen Gewinn, wenn die Kondensattemperatur so niedrig liegt, daß bereits eine Teilmenge des anfallenden Kondensats zur Kühlung ausreicht und die Aufwärmung so weit geht, daß diese Teilmenge dann eine hohe Temperatur annimmt, um sie einer höher liegenden Vorwärmstufe zuführen zu können. Darüber hinaus können übrigens noch Umführungen. zwischen der ersten und zweiten Stufe der Pumpe sowohl im Kühlkreis des Stators als auch des Rotors vorgesehen sein, um damit die Kühlwirkung noch in bestimmten Grenzen korrigieren zu können.

Eine Teilmenge des Kondensats, welches im Turbinenkondensator 2 anfällt, wird durch die Vorpumpe 3 -der Pumpe 4 zugeleitet. Die übrige Menge wird über die Pumpe 12 und das Regelventil 10 gefördert und einem Niederdruckvorwärmer 11 zugeleitet. In den Zuleitungen 7 bzw. 9 zur Pumpe 4 vom TurbinengeneratorS sind Regelorgane 14 vorgesehen, die es gestatten, die Kondensatmengen zur Kühlung des Stators und des Rotors unabhängig voneinander einzustellen, beispielsweise um eine vorgegebene Austrittstemperatur einzuhalten. Das so aufgewärmte Kondensat wird jetzt unter Umgehung des Nieder-^ druckvorwärmers 11 dem Kondensatstrom an der Stelle 15 beigemischt.

In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Pumpe am Turbinengenerator dargestellt. Die Schnittdarstellung zeigt den Turbinengenerator 5 und die Pumpe 4 auf gemeinsamer Welle.

Das Kondensat tritt an der Stelle 16 in die erste Stufe 17 der Pumpe 4 ein und gelangt nach entsprechender Druckerhöhung in den Raum, von welchem aus der Anschlußstutzen 18 abzweigt. Dort tritt eine Teilmenge aus und strömt über die Zuleitung 6 in den Stator 24 des Turbinengenerators 5, um dort die gewünschte Kühlung zu bewerkstelligen. Die erwärmte Teilmenge fließt über die Zuleitung 7 der zweiten Stufe der Pumpe 4 über den Eintrittsstutzen 19 zu.

Parallel zu dem Kühlmittelfluß durch den Stator fließt die restliche Teilmenge des Kondensats durch den Rotor. Durch radiale Bohrungen in der Pumpenwelle gelangt der Kühlmittelteilstrom in eine axiale Bohrung 20, von wo aus'durch radiale Öffnungen und Zuströmkanäle 8 der Zufluß in Pfeilrichtung zu den Kühlstellen des Rotors 25 erfolgt. Auf ähnliche Weise fließt die erwärmte Kondensatmenge durch den Rückströmkanal 9 zum Ringraum der Welle 21 in die zweite Stufe der Pumpe 4 zurück, wo sich dieser Teilstrom wieder mit dem anderen, durch den Stutzen 19 eintretenden Kondensatteilstrom vereinigt. Die gesamte Kondensatmenge strömt nun durch die nachfolgende Pumpenstufe und verläßt die Pumpe 4 durch den Stutzen 23.

Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, befinden sich zwei Stopfbuchsen 26a und 26b zwischen Gehäuse und Welle des Generators 5. Mit 27 ist der Anschluß einer Evakuierungseinrichtung des Generatorgehäuses versinnbildlicht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dampfkraftanlage mit Vorwärmung von durch eine Pumpe gefördertem Kondensat mittels der Verlustwärme des Turbinengenerators, d a durch gekennzeichnet, daß die Kondensatmenge zur Kühlung des Turbinengenerators (5) der Austrittskammer der ersten Stufe (17) einer zweistufigen Pumpe (4) entnommen und nach direkter Aufwärmung in die Eintrittskammer der zweiten Stufe der Pumpe zurückgeleitet wird.

2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Turbinengenerators (5) nur eine Teilmenge des Kondensats verwendet und nach Aufwärmung hinter einem Niederdruckvorwärmer (11) dem Kondensatstrom wieder beigemischt wird (F i g. 2).

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmenge des Kondensats, die zur Kühlung durch den Rotor (25) des Turbinengenerators (5) geleitet wird, und/oder diejenige, die durch den Stator (24) des Turbinengenerators (5) fließt, in ihrer Menge abhäng^:g von einer Betriebsgröße, z. B. der Austrittstemperatur, regelbar ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstellen im Stator (24) und' oder im Rotor (25) durch eine in die Zuleitungen (6, 7) geschaltete Einrichtung teilweise oder völlig umführbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen