DE1551019A1

DE1551019A1 - Fahranordnung fuer einen Einstrom-Dampfgenerator

Info

Publication number: DE1551019A1
Application number: DE19671551019
Authority: DE
Inventors: Charles Strohmeyer Jun
Original assignee: Electrodyne Research Corp
Current assignee: Electrodyne Research Corp
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1967-05-23
Publication date: 1970-04-16
Also published as: GB1184723A; CH469224A; US3314237A

Description

DR. A. MENTZEL , .. ,. , ,,,,„

' 30β REFRATH b. KoXN, DKN Zd. Mai 1967

DIPPING. W. DAHtKE phaxkznpohst ia, Wa/ho PATENTANWÄLTE 1 R R 1 Π 1 Q TSlKFON: BKNSBKBQ 64200

Electrodyne Research Corporation Reading, Penn., USA

"FahranOrdnung für einen Einstrom- Dampfgenerator"

Die Erfindung betrifft Dampf- Elektrogeneratoren, mit einem Dampfgenerator in Eins tr omauaf ülarung, bei denen, daa Anfahren des Dampfgenerators so abgestellt ist, daß es den Anforderungen des Turbinengenerators optimal gerecht wird.

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Es ist bereits eine Dampf- Elektrogeneratoranlage beschrieben worden, die einen Dampfgenerator mit Dampfgenerator- und Überhitzer- Wärmeaustauschrohren, die in Reihe zwischen einer Speisewasserzuleitung und einer Heifldampfableitung geschaltet sind, eine Drosselung zur Verringerung des Mediumdrucks zwischen verschiedenen Abschnitten der Wärmeaustausehröhre zur Srmöglichung eines Betriebs des Teils vor der Drosselung während des Anfahrens der Anlage bei einem niedrigeren Druck als der, der in dem hinter der Drosselung liegenden Teil vorherrscht, einen ersten Kreis zur Ableitung des Mediums von dem nachgeschalteten Abschnitt und zur Ermöglichung einer Umwälzung durch mindestens einer, Tail des nachgeschalteten Abschnittes unabhängig vorn Durchfluß durch den vorgeschalteten Abschnitt während des Anfahrens der Anlage, einen Anfahrwärmeaustauscher in der Heizzone des ersten Kr_eises und einen, zweiten Kreis zur ableitung des Mediums aus der nachgeschalteten Zone durch die Drosselung und den Anfahrwärmeaustauscher zur nachgeschalteten Zone umfaßt, wobei der ünfahrwärmeaustauscher «arme von den durch den ersten Kreis fließenden Medium an das Medium abgeben, kann, das nach einer Druckminderung in den zweiten Kreis fließt.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer wirtschaftlichen und preiswerten Konstruktion des Anfahrwarmeaustauschers,

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der als Rohrbunde!austauscher mit geschlossenem Kreislauf ausgebildet ist, dessen Rohrbündel in einem Gehäuse eingesetzt ist. Ein Zirkulationsweg führt durch die Rohrbündel des Wärmeaustauschers, ein anderer Kreisweg führt durch das Gehäuse des Wärmeaustauschers.

Ferner soll erfindungsgemäß eine Möglichkeit zur Umleitung des Mediums im Nebenstrom an den gebündelten Rohren vorbei geschaffen werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung soll eine Möglichkeit zum Durchströmen des Wärmeaustauschergehäuses quer zu den Längsachsen der gebündelten Rohre ceschaffen werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung scnliealich sieht vor, den durch die gebündelten Bohre des Wärmeaustauschers durchführenden Kreis ait dem Speisewasserumlauf der Anlagezusätzen zuf assen.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines .ausfährungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. .näner erläutert. In der Zeichnung sind:

Pig.1 ein Dampf- und Vtasserflie,;schema für eine Dacipf-Elektrcgeneratoranlage, in der der erfindungsgenä.:e Anfahrwärneaustauscher eingebaut ist; 009816/0082

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Fig. 2 ein Schnitt als Einzelheit, der den Anfahrwärmeaustauscher zeigt;

Gemäß Fig. 1 ist ein Dampfgenerator 1 mit einem Speisewassereinlauf 2 und einem Heißdainpfauslauf 3 bestückt. Das Medium strömt vom Einlauf 2 durch Wärmeaustauchrohre 41 ein Ventil A und Wärmeaustauschrohre 5 zum Heißdampfauslauf ;i. Die Rohre 4 können nur aus Generatorkreisen bestehen, oder sie können mit Überhitzerkreisen kombiniert sein. Die Rohre 5 können nur aus Überhitzerkreisen bestehen, oder sie können mit Generatorkreisen kombiniert sein.

Während eines Betriebs unter Vollast ist der Druckabfall am Ventil A auf einem Kleinstwert zu nalten, um eine übermässige Pumpleistung zu vermeiden. Im wesentlichen der gesamte in den Speisewassereinlauf 2 einfließende Mediumstrom fließt in einem einzigen Durchlauf durch die Rohre 4 und 5 aus dem Heißdampfauslauf 5 heraus. Der Dampf aus dem Heißdampfauslauf 5 gelangt durch ein Rohr 6 zu einem oder mehreren Dampfregelventilen 7, die den Dampfstrom zu einer Turbine & regeln. Die Turbine 8 umfaßt eine Hochdruckzone, die direkt nit dem oder den Ventilen 7 verbunden ist.

Ein Dampfnachwärmer (nicht dargestellt) kann in den Dampf-Strömungsweg zur Turbine 8 eingeschaltet sein.

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Die Turbine 8 iat über eine Welle mit einem Stromgenerator 14 "verbunden. Der Dampf von der Turbine 8 fließt über eine Leitung.15 zu einem Dampfkondensator 16 ab. Durch Rohre strömendes Kühlwasser kondensiert den Abdampf, der als Kondensat in einem Fallwasserkasten 18 aufgefangen wird.

Sine Kondensatpumpe 19 pumpt das Wasser aus dem Fallwasserkasten. 18 durch eine Leitung 20 ab und pumpt es durch eine Leitung 21 zu einer Wasserreinigungsanlage 22 von wo aus es durch Niederdruck Speisewasserwärmer 23 und 24 und eines Leitung 25 zu einer Speisewasserpumpe 26 strömt, die dessen Druck auf den Betriebsdruck des Dampfgenerators erhöht.

Im Wasserstrom zum Dampfgenerator durch eine Leitung 27 wird durch Steuerung der Drehzahl einer Turbine 28 geregelt, die mit einem Drehzahlregler (nicht dargestellt) bestückt ist. Dieser Regler regelt den Dampfdurchfluß durch ein Regelventil 29. Die Leitung 27 ist über Hochdruck Speisewasservorwärmer 30 und 31 mit dem Speisewassereinlauf 2 verbunden.

Aus der Turbine 8 abgezogener Dampf wird den Hochdruckspeisewasservorwärmern 31 und 30 über Leitungen 33 und 32, Niederdruckwärmern 23 und 24 durch Leitungen. 34 und 35 und der Turbine 28 durch eine Leitung 36 zugeleitet«

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Das Gehäuse des Vorwärmers 31 ist über eine Ablaufleitung 37 mit dem Gehäuse des Vorwärmers 50 verbunden, der seinerseits über eine» Ablaufleitung 38 mit dem Gehäuse des Wärmers 24 oder alternativ über eine Leitung 39 mit dem Kondensator 16 verbunden ist. Das Gehäuse des Wärmers 24 ist über eine Ablaufleitung 40 mit dem Gehäuse des Wärmers 23 verbunden, der seinerseits über eine Ablaufleitung 41 mit dem Kondensator 16 verbunden ist.

D_er Dampfgenerator 1 ist mit Bminern 42 bestückt, die mit öl oder Kohle in einem Ofen (nicht dargestellt) arbeiten. Sie liefern Wärme an die Wärmeaustauschrohre 4 und 5· Die Mediumbildiingswärme steigt progressiv vciü S^eisewassereinlauf 2 zum Heißdampfauslauf 3 an.

Während des Anfahrens oder der Inbetriebnahme wird eine geringste Menge Medium von dem Speisewassereinlauf 2 durch die Bohre 4, 43 und 44 und dem Rohrbündel 46 eines Anfahrwärmeaustauschers 45 gleitet. Das Rohrbündel 4-6 ist mit einer Zulaufsammelleitung 47 und eina: Auslauf Sammelleitung 48 verbunden. Die Auslaufsammelleitung 48 steht über eine Leitung 49 mit dem Gehäuse des Hochdruckvorwärmers 31> über eine Leitung 50 mit dem Gehäuse des TTiedeerdruckwärmers, 25 oder über eine Leitung 51 mit dem Kondensator 16 in Verbindung. Ventile 52, 53 und 54 regeln den Mediumdurchfluß in den Leitungen 49, 50 und 51· Eine abgestimmte Regelung

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des Durchflussee durch die Ventile 52, 53 und 54 regelt den Druck in den Leitungen 4· Die Druckregeleinrichtungen sind nicht dargestellt. Das durch die Ventile 52 und 53 strömende Medium gelangt in den Fallwasserkasten über die Ablaufleitungen 37, 39» 4C und 41 zurück. Vom Fallwasserkasten wird die Flüssigkeit zum Speiaewassereinlauf 2 über die Kondensatpumpe 19, die Wasserreinigungsanlage 22 und die Speisewasserpumpe 26 zurückgepumpt. Der Durchfluß wird an den Ventilen 52, 53 und 54 je nach den Anforderungen der Wärmeblilanz proportional aufgeteilt.

Die Speisewasserpumpe übernimmt die Mediumumwälzung und sorgt für einen Durchfluß durch die Leitungen 4 unter Verwendung deB Überhitzer-Bypass 4 j bei Unterschreiten des Durchflusees durch die Rohre 5 unter einen V/ert, der erforderlich ist, um eine angemessene Verteilung durch die Rohre 4 zu gewährleisten. Die Rohre 4 sind dem Verbrennungsofen (nicht dargestellt) zugeordnet und werden von den Brennern 42 lie auf schlagt.

Der Durchfluß wirdan den Ventilen 52, 53 und 54 nach dem Wärmegehalt des Kediums in der Leitung 43 und nach der Wärmezuleitung von den Brennern 42 zu dem Ofen proportional aufgeteilt. Wenn das durch die Rohre 4 und 4i fließende Medium kalt ist, erfolgt eine Durchleitung durch das Ventil 53 zum Niederdruckwärmer 24. Damit wird

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die Temperatur des Mediumdurchflusses durch die Leitung 25 zur Saugseite der Kesselspeisewasserpumpe mit der Erhöhung der Temperatur in der Leitung A''j erhöhst. Die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs für «jede vorgegebene Brennrate des Brenners 42 kann durch Ableitung eines Teils des Durchflusses durch das Ventil 5<f zum Kondensator geregelt werden. Damit steht weniger Wärme für die ßpeise-

wassererwärmung zur Verfügung. Mit dem Anstieg der Temperatur in den Leitungen h'j und 25 wird ein Grenzwert für die Höchsttemperatur in der Leitung 25 festgelegt, beispielsweise 150 C. Das Ventil b-j wird gedrosselt, um die gewünschte Temperatur in der Leitung 25 aufrechtzuerhalten. Der überschüssige Durchfluß wird durch das Ventil 54 geleitet.

Falls die Temperatur des in den Speisewassereinlauf 2 einlaufenden Mediums über i5^r-° C erhöht werden soll, wird das Medium durch das Ventil 52 in das Gehäuse des Hochdruckvorwärmers >1 geleitet. Eine proportionale Durchfluimenge wird vom Ventil 54 abgezweigt. Zum Jpeisewassereinlauf 2 kann Medium mit einer höchstzulässigen Temperatur geleitet werden, die sich durch den zulässigen Druck bestimmt, für den das Ger.äuse des Hochdruckvorwärmers 51 gebaut ist. Wenn dieser Wert erreicht wird, mui das Ventil 52 gedrosselt und der überschüssige Durchfluß durch das Ventil 54 zum Kondensator geleitet werden.

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Die Steuerungen der Ventile 52, 53 und 54 sind so aufeinander abgestellt, daß der Druck in den Rohren 4 sowie die Mediumdrücke in den Gehäusen der Wärmer 24 und 31 geregelt werden. Bei einer RegäLung des Drucks in den Wärmegehäusen erfolgt auch eine RegäLung der Medium temperaturen in der leitung 25 und am Speisewassereinlauf 2.

Bei einer Temperaturerhöhung des Mediums am Speisewassereinlauf 2 wird der Wärmeinhalt am Auslauf der Rohre 4 für jede vorgegebene Brennrate der Brenner 42 erhöht. Das trägt auch gur Erhöhung der Temperatur auf den Betriebswert am Drmpfgenerator bei.

Wenn das Medium durch das Ventil 53 zum Gehäuse des Wärmers 24 geleitet wird, kann, der Dampf durch die Leitungen 35 und 36 und die Turbine 28 strömen, um die Speisewasserpumpe 26 anzutreiben. Wenn die Anlage kalt ist, steht kein Dampf zur Verfügung, um die Turbine 28 und die Speisewasserpumpe 26 zu treiben. Um zu diesem Zeitpunkt ein Durchleiten des Mediums durch die Rohre 4 zu ermöglichen, wird eine von einem Motore angetriebenen Pumpe (nicht dargestellt) parallel zur Speisewasserpumpe 26 verwendet. Der Förderdruck der von dem Motor angetriebenen. Pumpe kann auf einen Wert wesentlich unter den verringert werden, der für die Speisewasserpumpe 26 erforderlich ist. Der Förderdruck der von dem Motor angetriebenen. Pumpe

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braucht ledigleich ausreichend zu sein, um eine DampfÖlung in den Rohren 4 zu verhindern, bis eine ausreichende Dampfmenge vom Gehäuse des Vorwärmers 24 zur Verfügung steht, um die Turbine 28 und die Pumpe 26 anzutreiben. Dabei wird der Druck in den Rohren 4 auf den Betriebsdruck der Anlage erhöht.

Das durch die Ventile 52 und 53 zu den Gehäusen der V/ärmer 24 und 31 strömende Medium kann durch die Ablaufleitungen 37, 38 oder 39, 40 und -4-1 zum Fallwasserkasten 18 zurückgeleitet werden. Die Regelventile in den Ablaufleitungen regeln das Wasserniveau in den jeweiligen nachgeechalteten Wärmergehäusen auf betimmte Sollwerte.

Beim Anfahren der Anlage vor dem anzünden der Brenner 42 wird eine Umwälzung in den Rohren 4 durch die Leitungen 43» 44, das Rohrbündel 46, die Leitung 50, das Gehäuse des Vorwärmers 24, die Leitung 40, das Gehäuse des Vorwärmers 23, die Leitung 41 und den Kondensator 16 oder alternativ durch die Leitung 51, den Kondensator 16, den Fallwasserkasten 18, die Kondensatpumpe 19, die Wasserreinigungsanlage 22, die Niederdruckvorwärmer 23 und 24, die Leitung 25, die Speisewasserpumpe 26, die Leitung 27, die Hochdruckwärmer 30 und 31 und den Speisewassereinlauf 2 aufgenommen. Die Kondensatpumpe 19 und die Speisewasserpumpe 26 sorgen für die Umwälzung. Bei einer kalten Anlage wird zunächst die

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von dem Motor angetriebene Speisewasserpumpe (nicht dargestellt) verwendet, die parallel zur Speisewasserpumpe 26 geschaltet ist. Die Rohre 4 werden unter Druck gesetzt und die Ventile 53 und 54 regeln den Druck in den Bohren 4. Wenn die vom Motor angetriebene Pumpe mit konstanter Drehzahl läuft, können die Ventile 53 und 54 den Durchfluß durch die Rohre 4 regeln, bis eine ausreichende Hilfsdampfmenge zur Verfugung steht, um die Speisewasserpumpe 26 anzutreiben. In diesem Pail werden die Pumpendrehzahl und die Durchflußmenge von dem Dampfzuflußventil 29 geregelt.

Dann werden die Brenner 42 angezündet. Das aus der Leitung 53 austretende Medium steigt allmählich in seiner Temperatur. Das durch das Ventil 53 fließende Medium erhöht die Temperatur des Mediums in der Leitung 2b· Das durch die Ventile -fl und 5·· durchfliegende Medium gelangt schlieiilieh in den Kondensator 1b. Mit dem Sammeln der Flüssigkeit und ihrem Weiterpumpen durch die Wasserreinigungsanläge 22 werden Verunreinigungen ausgeschieden, ehe das Hediua zum Speisewassereinlauf 2 über die Speisewasserpumpe zurückgeleitet wird.

Wenn in den Gehäuse des Vorwärmers 2<ί ausreichender Dampf zur Verfügung steht, wird die Pumpe 26 in Betrieb genommen und der Druck in den Rohren 4 auf den Betriebsdruck der

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Anlage erhöht.

Die Temperatur in der Leitung 43 steigt ständig weiter an. Der Druck in dem Gehäuse des Vorwärmers 24 wird auf einen Sollwert mittels des Drosselventils 53 geregelt. Der Durchfluß wird dann zum Gehäuse des Vorwärmers 31 über das Ventil 52 geleitet. Sobald der Druck in dem Gehäuee des Vorwärmers 51 einen Sollwert erreicht, wird das Ventil 52 gedrosselt, ura einen Druckanstieg über diesen Sollwert hinaus zu verhindern. Durch das Ventil 5'i wird ein überschüssiger Zufluß abgeleitet, der in den Wärmern 24 und 31 nicht gebraucht wird. Sobald der Kreis seine volle Funktion aufgenommen hat und eine ausreichende Wärmemenge in der Leitung «15 zur Verfügung steht, wird ein Ventil B teilweise geöffnet, um das Medium in die Rohre 5 einströmen zu lassen und um die Dampfleitung 6 aufzuwärmen. Ein Ventil 55 wird geöffnet, um ein Einströmen des Mediums in das oder die Dampfzuflußregelventile 7 zu gestatten. Das Ventil 55 kann während der Aufheizung zur Atmosphäre entlüftet sein.

Die Leitung 56 verbindet die Leitung 53 mit dem Ventil B. Das Ventil B führt über die Leitung 55 zur unteren Seite des Gehäuses des Wärmeaustauschers 45. Die waagerechte Länge des Gehäuses ist größer als der GeLäusedurchmesser-r Die Leitung 57 ist in mehrere Abzweigleitungen aufgeteilt,

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die an im Abstand liegenden SUs@n über die Länge des Gehäuses angeschlossen sind. Das in daa Gehäuse des Wärmeaustauschers 45 einströmende Medium steigt senkrecht zwischen den. gebündelten. Rohren 46 nach oben und strömt oben aus dem Gehäuse des waagerecht liegenden Wärmeaustauschers 45 durch eine Anzahl von. Düsen zur Leitung 58 al)₅ die mit den Rohren 5 an eine Stelle hinter dem Ventil A und vor deren Verbindung mit dem Heißdampfauslauf 3 verbunden ist.

Die Feuerungsrate und der Durohfluß duroh. die Ventile 52, 53 und 54 sind aufeinander abgestellt, um eine angemessene Temperatur in der Leitung 43 aufrechtzuerhalten.

Beim teilseise Öffnen des Ventils B erfolgt eine Drosselwirkung am Ventilsitz. Damit wird der Hint erdrück in. der Leitung 57 auf einen Wert gemindert, der unter dem des Vordrucks in der Leitung 56 liegt- Diese Druckminderung wird von einer erheblichen Temperaturverringerung begleitet. Infolgedessen ist die Temperatur des Hoohdruckmediums, das durch die gebündelten Rohre 46 durchfließt» weaentlioh höher als die Temperatur des Niederdruckmediums, das aus dem Ventil B austritt und durch die Leitung 57 »um Gehäuse des Wärmeaustauschers 45 fließt und die gebündelten Rohre 46 bestreicht» Diese Temperaturdifferenz besteht, auch wenn der Wärme inhalt ö©s Mediums, das in die gebündelten. Rohre 46 einfließt_s gleich dem Wärmegehalt des Mediums

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ist, das in das Gehäuse des Wärmeaustauschers durch die Leitungen 57 einströmt. Die Temperaturdifferenz besteht aufgrund der Druckminderung des Mediums am Ventil B. Damit erfolgt ein. Wärmeaustausch zwischen dem durch die Rohre fließenden Medium und dem durch das Gehäuse fließenden Medium. Der Wärmeinhalt des von der Sammelleitung 48 kommenden Mediums wird auf einen Wert verringert, der unter dem der EinlaufSammelleitung 47 liegt. Der V/ärmeinhalt des au3 den Gehäuse des Wäremaustauschers ^5 kommenden Medium,., das in die Leitung 48 fließt, wird über den der Zulaufleitung 47 erhöht.

Der Wärmeaustausch zwischen den beiden Kreisen ist deshalb erstrebenswert, weil dadurch eine proportionale Aufteilung der in. den Rohren 4 aufgenommenen Wärme zwischen, dem Strom zum Speisewasserkreis über die Ventile 52, 53 und 54 und dem Strom zu den Rohren 5 über das Ventil B erfolgen kann. Während des Anfahrens wird eine ganz erhebliche Mediummenge benötigt, die durch die Rohre 4 umgewälzt wird, die von. den Brennern 42 direkt flammbeaufschlagt sind. Der Durchfluß durch die Rohre 5 kann während des Anfahrens zwischen Null und vollem Durchfluß durch die Rohre 4 liegen. Wenn der Durchfluß durch die Rohre 5 wesentlich getinger als der Durchfluß durch die Rohre 4 ist, ist es schwierig, die Wärmeeinleitung in die Rohre 4 und 5 ohne den Wärmeaustauscher 45 in JJropor-

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tion zueineander zu bringen.

Als Folge der Verwendung des Wärmeaustauschers 45 kann da§ Medium in der Leitung 43 wesentlich unter dem Sättigungsgrad sein₅ wenn der Durchfluß durch das Ventil B" nur einen Teil des ©esamtdurchflusses durch, die Leitung 43 darstellt, und gleichzeitig kann das in die Rohre b iurch die Leitung 1j8 einströmende Medium als Böige des Wärmeaustausche im angenähert gesättigten Zustand sein. Damit steht eiiiigeriBfiJea trockener Dampf für die Rohre 5 nach einer DruektaiBierung am Yentil B viähread des Anfahrena zu einem Zeitpunkt zur Verfügung₉ bei dem der Zustand des von den Rohren 4 komaenfien Mediums für einen im wesentlichen hohen UaSlauf verantwortlich wäreif v/emi das Medium von den Rohren 4 zu den Rohren 5 direkt durch das Ventil A weitergegeben würde.

Wenn zum Beispiel der Mödiumdruck vor den Ventilen A und.B 245 atu und die Mediumtemperatur 37O⁰C beträgt, führt eine Druckminderung in der leitung 57 auf 35 atu zu einer Verminderung der Kediamtemperatur auf 25C⁰G. Das führt zu einer Temperatürdifferenz von 12C°C an den gebündelten Rohren. 46 des Wärmeaustauschers. Medium "bei einem Druck von 126 atu und 700 britischen thermischen. Einheiten (British Theraal Units) pro Pfund auf 35 atu am Ventil B druckgeainderu, führen su einer Temperaturdifferens von

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angenähert 85⁰O an den gebündelten Rohren 46.

Bei einer ordnungsgemäßen Erhitzung der Leitung 6 kann Dampf in die Turbine 8 durch das oder die Dampfeinlaßventile 7 eingelassen werden, um die Turbine 8 auf Touren zu bringen. Wenn die Turbinen-Generatoreinheit 8 und 14 synchron läuft, wird die Einheit mit dem Gesamtsystem synchronisiert und die Generatorleösbung auf einen bestimmten Kleinstwert erhöht, indem das Ventil B weiter geöffnet wird. Das Ventil 5!? kann geschlossen werden. Die Befeuerung der Brenner 42 wird erhöht. Als Folge des Einschaltens des Wärmeaustauschers Ab in das System kann die Erhöhung in der Teuerungsrate linear mit der Zunahme in dem Dampfdurchfluß durch die Rohre 5 bis zu dem Punkt erfolgen, an dem der Durchfluß durch die Rohre ρ gleich dem Durchfluß durch die Rohre 4 ist. Mit der Zunahme des Durchflusses durch das Ventil B erfolgt e.in geringerer Wärmeaustausch in dem Wärmeaustauscher /-p pro Durchflußeinheit, die durch das Ventil B als Folge der Erhöhung der Feuerungsrate durchfließt.

Mit der Zunahme der Last aufgrund des Durchflusses durch das Ventil B kann der Druck in den Rohren p erhöht werden, und zwar abgestimmt auf die Anforderungen am Wärmeaustauscher 45· Der Druckanstieg in den Rohren b wird durch die Abstimmung des Cffnens des oder der Ventile 7 mit dem

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des Ventils B gesteuert. Das Öffnen des Ventils A wird mit dem des Ventils B gekoppelt, um den Mediumfluß zu und den Druck in den Rohren 5 zu regeln. Schließlich wird mit da· weiteren Zunahme der Last das Ventil A voll geöffnet. Der Durchlluß durch das Ventil B kann unterbrochen werden, wenn der Durchfluß durch die Rohre 5 gleich dem Durchfluß durch die Rohre 4 ist.

Die Ausbildung dea in der Fig· 1 gezeigten Fließschemaa ist eine Ausführungabeispiel der Erfindung, also nicht die einzige Möglichkeit zur Ausführung der erfindungsgemäßen Lehre. Das Ventil 53 kann, "beispielsweise mit einem Direktkontakt-Belüftungsspeisewasserheizer in dem Kondensatkreis vor der Speisewasserpumpe verbunden sein.

In Fig. 2. ist im Schnitt als Einzelheit der Wärmeaustauscher 45 gezeigt. Der Wärmeaustauscher ist gemäß der Darstellung waagerecht angeordnet. Der Gehäuaemantel und die Rohrscheidewand 49 sind aylindriach ausgebildet» Da» Ende des Gehäusemantels i0"t elliptisch ausgebildet. Die Verteilerkammer 47 iind die Sammelkammer 48 sind in ein eylindrischea Kopfstück eingebaut, dessen Ende elliptisch ausgebildet ist. Die Sammelkammern 47 und 48 sind durch eine Platte 60 voneinander getrennt. Ein Mannloch 61 und eine Mannlochabdeckung 62 gestatten einen Zugang in das Innere des Gehäuses, Die Platte 60 ist an Ansätzen 63 und

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64 am Kopfstück bzw. an der Scheidewand 59 befestigt. Die Platte 60 ist mit einem Ventil 65 bestückt, das in einem Joch 66 geführt und mittels einer Feder 67 beaufschlagt ist. Zweck des Ventiles 65 ist es, einen Nebenstrom zwischen den U-förmig gebündelten Rohren 46 zu schaffen, der wirksam wird, wenn der Durchfluß durch die Leitung 44 wesentlich größer als der Durchfluß durch das Ventil B ist. Die Anforderungen an die Wärmeaustauschkapazität sind zu diesem Zeitpunkt gering. Der Nebenstrom gestattet eine Verringerung des Gesamtquerschnittes des Rohrbündels und damit eine Verringerung der Kosten des Wärmeaustauschers. Der Durchfluß durch die gebündelten Rohre 46 ist also nur für einen Teil des kleinsten Durchflusses ausgelegt, der durch die Rohre 4 zu einem Zeitpunkt fließt, bei dem das durch die Ventile B und A fliißende Medium einen kleinsten Wert einnimmt oder Null beträgt. Die Feder 67 am Ventil 65 steuert den höehsten Differenzdruck zwischen den Sammelkammern 47 und 48, und dabei wird auch die höchste Strömungsgeschwindigkeit zwischen den gebündelten Rohren 46 geregelt.

Die Einlaufdüsen am Wärmeaustauschergehäuse, die mit der Leitung 47 verbunden sind, sind gleichmäßig über die waW-geachte Länge des Gehäuses am Boden angeordnet. Das einströmende Medium kann also quer durch den Rohrbündel 46 nach oben fließen. Die Strömungsrichtung führt durch den

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größten Querschnitt des Gehäusemantels und stellt ,damit geringste Strömungsgeschwindigkeiten zwischen dem Gehäusemantel und den Rohren sicher. Der Durchfluß hinter dem Ventil B ist druckgemindert, so daß das spezifische Durohflußvlolumen und die Strömungsgeschwindigkeit pro Durchflußeinheit erhöht werden. Außerdem enthält das durch die Leitung 57 in das Gehäuse einströmende Medium erhebliche Mengen an Feuchtigkeit. Prallplatten 68 sind vorgesehen, um ein Auftreffen der Feuchtigkeit auf den gebündelten Bohren 46 zu verhindern. Mehrere Austrittdüsen _t die mit einer Leitung 58 verbunden sind, sind oben an dem Gehäusemantel des Wärmeaustauschers angeordnet, um den erforderlichen inneren Strömungsweg in waagerechter Richtung auf ein Mindestmaß zu halten. Die obenbeschriebene Anordnung gestattet eine Verringerung des Durchmessers des Wärmeaustauschers auf ein Ilinimum. Da der Druckbehälter des Wärmeaustauschers auf den vollen Betriebsdruck des Kessels ausgelegt ist, verringern sich , die Wandstärken des Hanteis und die Kosten des Druckbehälters mit verringertem Durchmesser. Durch verringerte Wandstärken verringern sich auch V/ärmespannungen in dem Mantel.

Durch die Erfindung ist also eine wirkungsvolle Lehre zur wirtschaftlichen und preiswerten Herstellung eines Anfahrwärneaustauschers für einen Einstromkessel ge-

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schaffen. Darüber hinaus ist ein Medium Bypass vorgesehen, um einen zu hohen. Durchfluß durch die gebündelten Rohre des Anfahrwärmeaustauschers zu verhindern. Ein Querstrom in dem Mantel, der das Rohrbündel umschließt, verringert die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Niederdruckkrieis auf ein Minimum, so daß damit der erforderliche Hanteldurchmesser und die erforderliche Wandstärke erheblich verringert werden können. Der Auslauf der ge-Dündelten Rohre aus dem Wärmeaustauscher ist mit dem Speisewasserkreis mittels einer getrennten Drosselung zusammengefaßt, die zu verschiedenen Zonen des opeisewasserkreises führt.

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Claims

Patentansprüche

1. Hochdruck-Dampfelektro-Generatoranlage mit einem Dampfgenerator mit einem Speisewaaaereinlauf, einem Heißdampfauslauf und Wärmeaustauschkreiaen, die in zwei Zonen unterteilt und in Heine zwischen dem Einlauf und dem Auslauf geachaltet aind, und eine Einrichtung zur Drosaelung des Durchfluaaes in der Verbindungazone- zwischen den beiden Wärmeauatauschzonen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreis mit der Verbindungszone hinter der Drosaelung zur Rückleitung eines Teils des zwischen den beiden Wärmeauatauachzonen fließenden Mediums und zu dessen Förderung im Wärmeaustausch mit dem übrigen Teil des durch die Verbindungazone fließenden Mediums zum Austausch von" Wärme von dem zurückgeleiteten Mediumatrom zum übrigen. Seil des Mediumatromes bei einer Drucküberachrsitung dee zurückgeleiteten Mediumstromea über 126 atu und bei.einer Enthalpieüberaohreitung von. 700 britiaqhen thermischen. Einheiten pro Pfund Durchfluß und bei einer Druckminderung des Mediuma im Wärmeaustausch auf einen Wert unter dem des zurückgeleiteten Mediuma an der Stelle des Wärmeaustausches in Verbindung steht. ■>

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2. Generatoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rücklaufkreis ein Nebenstrom zum Ableiten eines Teils des durch ihn durchfließenden Mediums aus den Wärmeaustausch mit dem durch die Verbindungszone fließenden Medium bei größten bzw. kleinsten Durchflußmengen durch den einen bzw. den anderen vorgesehen ist.

3. Generatoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch in einem Rohrbündelwärmeaustauscher vorgesehen ist, dessen Rohre in den Rücklaufkreis eingeschaltet sind und dessen Gehäuse in die Verbindungszone zwischen den beiden Wärmeaustauschzonen eingeschaltet ist.

4. Generatoranlage nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rohre in Längsrichtung eines waagerechten Gehäuses erstrecken, dessen Länge größer als dessen Breite ist und das an gegenüberliegenden Seiten mit einer Anzahl parallelgeschalteter Düsen bestückt ist, die in die Verbindungszone zwischen den beiden Wärmeaustauschzonen eingeschaltet sind und die so angeordnet sind, daß sie einen Querstrom des Mediums bei vergrößertem Querschnitt um die Rohre herum bewirken, so daß eine Verringerung sowohl der Gesamtquerabmessung als auch der Wandstärke des Gehäuse-

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mantels ermöglicht ist.

5. Generatoranlage nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, gekennzeichnet durch eine Dampfturbine zum Antrieb eines Stromgenerators, dessen Einlauf mit dem Heißdampfauslauf verbunden ist, einen am Auslauf der Turbine angeschlossenen Kondensatorsumpf, einen Einrichtung zum Pumpen des im Sumpf aufgefangenen kondensierten Dampfs in einen regenerierenden Speisewasserkreis, "der an den Speisewaasereinlauf und ■ an den Ilückluafkreis angeschlossen ist und Speisewasserwärmer umfaßt, die Abdampf unter verschiedenen Drücken von der Turbine erhalten, eine zusätzliche Pumpeinrichtung in dem regenerierenden S]eisewasserkreis zur.Erhöhung des Speisewasserdrucks auf den Betriebsdruck des Dampfgenerators und einen Einrichtung in dem Rücklaufkreis hinter der Stelle des V/ärmeaustausches zur Drosselung und wahlweisen Umleitung des Mediums zum Suuipf und zu mindestens einem der Speisewasserwärmer in dem regenerierenden Speisewasserkreis.

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