DE1426914B2

DE1426914B2 - Kondensations-Dampfturbinenanlage

Info

Publication number: DE1426914B2
Application number: DE19641426914
Authority: DE
Inventors: Oskar Dipl.-Ing. Wien Nejedly
Original assignee: Simmering-Graz-Pauker AG für Maschinen-, Kessel und Waggonbau, Wien
Priority date: 1963-12-03
Filing date: 1964-11-10
Publication date: 1970-11-19
Also published as: AT247375B; CH427858A; GB1035728A; DE1426914A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensations-Dampfturbinenanlage mit einem Verdampfungsgefäß, in dem ein Teil des über Kesselheizflächen aus dem Speisewasser erzeugten Heißwasser verdampft und der Dampf nach Überhitzung einer Dampfturbine zugeführt wird.

Eine derartige Kondensations-Dampfturbinenanlage ist aus der deutschen Patentschrift 443 457 bekannt. Bei der bekannten Anlage ist es nicht möglich, die Rauchgase auch noch im unteren Temperaturbereich zur Dampferzeugung heranzuziehen und dadurch die gesamte Speisewasser- und Luftvorwärmung durch Turbinenanzapfdampf vornehmen zu können.

Es liegt die Aufgabe vor, mit der den Rauchgasen in ihrem unteren und tiefsten Temperaturbereich zu entziehende Wärmemenge in einem gesteuerten Sekundärkreislauf wenigstens teilweise Arbeitsdampf zu erzeugen und damit die noch ohne Energieausbeute unterzubringende Wärmemenge um dessen hohen Anteil an Verdampfungswärme zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Kondensations-Dampfturbinenanlagen der eingangs geschilderten Art durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Das Verdampfungsgefäß ist mit einer im letzten Kesselzug angeordneten, dem Heizflächensystem der Primärdampferzeugung nachgeschalteten Zusatzkesselheizfläche verbunden;

b) der Zusatzkesselheizfläche wird ein Teil des Speisewassers zugeführt;

c) der Dampfraum des Verdampfungsgefäßes ist über eine Zuführungsleitung mit einer Zwischenstufe der Dampfturbine so verbunden, daß im Dampfraum des Verdampfungsgefäßes derselbe Druck herrscht wie in der Zwischenstufe;

d) der im Dampfraum des Verdampfungsgefäßes erzeugte Dampf wird über die Zuführungsleitung nach Überhitzung dem Primärdampfstrom an der Zwischenstufe der Dampfturbine zugemischt.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß eine mit Energiegewinn verbundene Speisewasservorwärmung durch Turbinenanzapfdampf in einem größeren Umfang als bisher durchgeführt werden kann. Eine vorteilhafte weitere Ausbildung der Dampfturbinenanlage wird dadurch erreicht, daß der Zusatzkesselheizfläche Speisewasser mit konstanter Temperatur unter Zwischenschaltung zweier Regelventile zugeführt wird, wobei die Regelventile so verstellt werden, daß sowohl die Rauchgasendtemperatur als auch die Heißwasserendtemperatur konstant bleibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampfturbinenanlage mit gesteuertem Sekundärkreislauf schematisch dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 das Heizflächensystem bezeichnet, das zur Aufheizung des durch Turbinenanzapfdampf bereits vorgewärmten Speisewassers, seiner Verdampfung und Überhitzung dient zuzüglich einer weiteren Heizfläche nur zur Überhitzung des sekundär erzeugten Dampfes. In ihm erfolgt die Abkühlung der Rauchgase von der Feuerraumtemperatur bis auf eine Temperatur t_R, die vorbestimmt ist durch die Temperatur t_sp des eingespeisten, durch Turbinenanzapfdampf vorgewärmten Speisewassers weil jene im Interesse einer guten Wirtschaftlichkeit der Anlage möglichst nahe an dieser liegen soll. Dem Heizflächensystem 1 sind nun entgegen den herkömmlichen Ausführungen keinerlei weitere Heizflächen mehr nachgeschaltet, weder Luftvorwärmer noch Economiser, sondern es ist an deren Stelle im nachfolgenden Kesselzug eine Zusatzkesselheizfläche 2 des Sekundärkreislaufs angeordnet, die ausschließlich zur Aufheizung ihres Umlaufwassers durch die Rauchgase dient.

ίο Der Zusatzkesselheizfläche 2 wird ein Teil des Speisewassers als Umlaufwasser mit der konstant gehaltenen Temperatur t_t = const zugeführt, die so hoch gewählt wird, daß sie etwas unter der gewollten tiefsten Endtemperatur t_a = const der abgehenden Rauchgase liegt. Bei einer Temperatur t_a — const = 140° C wird man vorzugsweise I₁ = const = 120° C wählen und der Einfachheit wegen diese Temperatur auch gleich als Temperatur im Entgaser 3 festlegen, wobei t_t durch den konstant gehaltenen Heizdampfdruck P₁ konstant gehalten werden kann.

Zwei temperaturgeregelte Regelventile 4 und 5 in je einem Zweig der Zuleitung 6 zur Zusatzkesselheizfläche 2 halten einerseits die gewollte niedrigste Rauchgastemperatur t_a und andererseits die Endtemperatur f., des Umlaufwassers im Sekundärkreislauf konstant," wobei man wieder bestrebt ist, durch entsprechende Bemessung der Zusatzkesselheizfläche 2 mit t₂ möglichst nahe an die Rauchgastemperatur t_R heranzukommen.

In ihrem Zusammenwirken steuern die beiden temperaturgeregelten Regelventile 4 und 5 somit die Uinlaufwassermenge im Sekundärkreislauf in Abhängigkeit von der Rauchgasmenge, d. h. der Dampfmenge im Primärkreislauf. Ein Überströmventil 7, das auf den i₂ = const entsprechenden Druck eingestellt ist, verhindert die Dampfbildung in der Zusatzkesselheizfläche.

Das Umlaufwasser des Sekundärkreislaufs wird in weiterer Folge einem Verdampfungsgefäß 8 zugeführt, das seinerseits mit einer Zwischenstufe der Dampfturbine verbunden ist, in der ein Druck p_z herrscht, der gleich dem Druck im Verdampfungsgefäß ist, was durch die Wirklinie 12 dargestellt ist, und dessen Sattdampf-Temperatur t_s auch noch bei 100 % Last niedriger ist als t₂ = const. Ein der Temperaturdifferenz t₀ — t_s entsprechender Anteil des Umlaufwassers verdampft und strömt über eine Zuführungsleitung 11 nach zusätzlicher, möglichst hoher Überhitzung auf t_ü (540° C) unter Leistungsabgabe über die Endstufen der Dampfturbine, nachdem eine Zumischung mit dem Primärdampfstrom in der Zwischenstufe der Dampfturbine erfolgt ist.

Ein Rückschlag-Absperrorgan 9 dient zur Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Rückströmen von Dampf aus der Turbine. Der nicht verdampfte Rest des Wassers im Verdampfungsgefäß 8 fließt als Heißwasser mit der durekabhängigen Sattdampftemperatur t_s über das wasserstandgeregelte Ventil 10 in den Entgaser 3 zurück und findet zur Speisewasseraufwärmung Verwendung.

Wesentlich bei der Auslegung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Festlegung der Zwischenstufe der Turbine, deren Druck p_z so liegen muß, daß auch bei Voll-Last die Mischtemperatur aus den Kondensäten beider Kreisläufe (t_k entsprechend dem Vakuum p_k) und dem aus dem Verdampfungsgefäß abfließenden Heißwasser i_s nicht höher ist als die Temperatur des Zuflusses t_± = const. Falls mit dem aus

dem Verdampfungsgefäß mit t_s abfließenden Heißwasser vor seinem Eintritt in den Entgaser 3 noch das Heizöl und in einer ersten Stufe die Verbrennungsluft vorgewärmt werden soll, wird man p_z höher legen können.

Alle in der Zeichnung nicht mit Bezugsziffern versehenen Symbole bedeuten die an sich bekannten Elemente jeder Dampfturbinen-Kondensationsanlage.

Claims

Patentansprüche:

1. Kondensations-Dampfturbinenanlage mit einem Verdampfungsgefäß, in dem ein Teil des über Kesselheizfiächen aus dem Speisewasser erzeugten Heißwassers verdampft und der Dampf nach Überhitzung einer Dampfturbine zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Verdampfungsgefäß (8) ist mit einer im letzten Kesselzug angeordneten, dem Heizflächensystem (1) der Primärdampferzeugung nachgeschalteten Zusatzkesselheizfläche (2) verbunden;

b) der Zusatzkesselheizfläche (2) wird ein Teil des Speisewassers zugeführt;

c) der Dampfraum des Verdampfungsgefäßes (8) ist über eine Zuführungsleitung (11) mit einer Zwischenstufe der Dampfturbine so verbunden, daß im Dampfraum des Verdampfungsgefäßes derselbe Druck herrscht, wie in der Zwischenstufe;

d) der im Dampfraum des Verdampfungsgefäßes (8) erzeugte Dampf wird über die Zuführungsleitung (11) nach Überhitzung dem Primärdampfstrom an der Zwischenstufe der Dampfturbine zugemischt.

2. Kondensations-Dampfturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkesselheizfläche (2) Speisewasser mit konstanter Temperatur unter Zwischenschaltung zweier Regelventile (4, 5) zugeführt wird, wobei die Regelventile so verstellt werden, daß sowohl die Rauchgasendtemperatur als auch die Heißwasserendtemperatur konstant bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen