DE1551036A1 - Device for generating steam in the hypercritical pressure and temperature range - Google Patents

Device for generating steam in the hypercritical pressure and temperature range

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DE1551036A1
DE1551036A1 DE19671551036 DE1551036A DE1551036A1 DE 1551036 A1 DE1551036 A1 DE 1551036A1 DE 19671551036 DE19671551036 DE 19671551036 DE 1551036 A DE1551036 A DE 1551036A DE 1551036 A1 DE1551036 A1 DE 1551036A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/02Steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type
    • F22B29/023Steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type without drums, i.e. without hot water storage in the boiler
    • F22B29/026Steam boilers of forced-flow type of forced-circulation type without drums, i.e. without hot water storage in the boiler operating at critical or supercritical pressure

Description

Vorrichtung---zur---Erzeugung--von-Dampf-im hyperkritischen-Druck- Druck- und Temperaturbereich Die Erfindung betrifft einen hyperkritischen Druckkessel sowie spezieller eine Vorrichtung zur Erzeugung von Dampf im hyperkritischen Druck- und Temperaturbereich. Bei der Konstruktion von Druckkesseln für hyperkritischen Druck ist es allgemein üblich, das Ablaufwasser von der Ofenwand von seinem Auslaß in seinen Einlaß wieder in Umlauf zu bringen, wobei Pumpen diese Funktion erfüllen. Infolge des großen Unterschiedes im spezifischen Volumen des "kalten" in Umgebungstemperatur befindlichen Wassers, das die Pumpe bei Beginn des kalten Anlassens des Kessels liefert und des "warmen" Ofenablaufwassers des in normalem Betrieb befindlichen Kessels, das die Pumpe unter der Bedingung des Warmlaufes liefert, entwickelt eine Pumpe die für den Warmlauf bemessen ist, einen Druck und eine Leistung beim kalten Anlaufen, die verglichen mit den tatsächlichen Strömungserfordernissen in den Ofenwandrohren beim Anlaufen übergroß ist. Dies trifft insbesondere zu, wenn die Pumpe in paralleler Aufstellung angebracht ist. Selbst wenn man zwei kleine Pumpen verwendet, von denen nur eine beim Beginn des kalten Anlaufes verwendet wird, um das Problem innerhalb zulässigerer Grenzen zu halten, bleibt noch ein überschüssiger Druck und eine überschüssige Leistung am Beginn des kalten Anlaufes bestehen. Diese und andere Schwierigkeiten, die bei den bisher bekannten Vorrichtungen auftraten, sind in einer neuartigen Weise durch die vorliegende Erfindung ausgeschaltet worden. Es ist deshalb ein herausragendes Ziel der Erfindung,einen hyperkritischen Druckkessel zu schaffen, bei dem ein Wiederumlaufsystem wirksamer in seiner vollen Leistung während des kalten Anlaufes sowie während des Normalbetriebes ausgenutzt wird.Device --- for --- generation - of-steam-in-hypercritical-pressure- Pressure and temperature range The invention relates to a hypercritical pressure vessel and more specifically a device for generating steam in the hypercritical pressure and temperature range. In the construction of pressure vessels for hypercritical It is common to pressure the drain water from the furnace wall from its outlet to recirculate into its inlet, pumps performing this function. Due to the large difference in the specific volume of the "cold" in ambient temperature of the water in the pump when starting the cold boiler supplies and the "warm" furnace drainage water of the one in normal operation Boiler, which the pump supplies under the condition of warming up, develops one Pump that is rated for warm-up, a pressure and a power when cold Start-up compared to the actual flow requirements in the furnace wall tubes is oversized at startup. This is especially true when the pump is in parallel Installation is appropriate. Even if you use two small pumps, one of them only one used at the beginning of the cold start is to keep the problem within To keep more permissible limits there remains an excess pressure and an excess Power at the beginning of the cold start. These and other difficulties which occurred with the previously known devices are in a novel manner has been eliminated by the present invention. It is therefore an outstanding aim of the invention to provide a hypercritical pressure vessel, in which a recirculation system is more effective at its full capacity during the cold During start-up and during normal operation.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung, eines hyperkritischen Druckkessels, der ein Kesselsystem in zwei Sektionen besitzt, bei dem eine Sektion gegenüber dem Flüssigkeitsstrom einen wesentlich geringeren Widerstand aufweist, als die andere.Another object of the invention is to provide a hypercritical one Pressure boiler, which has a boiler system in two sections, in which one section has a significantly lower resistance to the flow of liquid, than the other.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines hyperkritischen Druckkessels, der ein neuartiges Wiederumlaufsystem besitzt, das eine unterschiedliche Art von Wiederumlauf während des kalten Anlaufes und während des warmen Austreibes gegenüber dem Normalbetrieb vorsieht.Another object of the invention is to provide a hypercritical one Pressure vessel that has a novel recirculation system that has a different Kind of recirculation during cold start-up and during warm expulsion compared to normal operation.

Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines hyperkritischen Druckkessels, bei dem die Ofenwandrohre dem Wiederumlauf in unterschiedlicher Weise gegenüber den Konvektionsröhren ausgesetzt sind.Still another object of the invention is to provide one hypercritical pressure vessel in which the furnace wall pipes recirculate in different ways Way are exposed to the convection tubes.

Mit diesen und anderen in der Fachwelt bekannten Zielen im Auge, beruht die Erfindung in der Kombination von Teilen, die in der Spezifikation festgelegt und in den anliegenden Ansprüchen erfaßt sind. Der Charakter der Erfindung dürfte jedoch am besten verstanden werden unter Hinweis auf eine ihrer Ausbildungsformen, wie in den beiliegenden-Zeichnungen illustriert. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines hy-perkritisehen Druckkessels, der die Prinzipien der Erfindung verkörpert.With these and other goals known in the art in mind, is based the invention in the combination of parts specified in the specification and are covered in the appended claims. The character of the However, the invention is best understood by referring to one of its Forms of training as illustrated in the accompanying drawings. Fig. 1 is a schematic representation of a hypercritical pressure vessel, which the principles embodied the invention.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt in etwas schematischer F(#rni von einem Ofen- und Kesselsystem entsprechend der Erfindung. Wenn der Wiederumlaufkreis eines hyperkritischen Druckkessels nur den peripheren Wandteil des Ofens des Durchflußkreises-einschließt unterwirft die warme Austreibungsphase des kalten Anlassens nur die peripheren Wände des Ofens einer hohen Strömungsgeschwindigkeit. Dies ist die hohe Strömungsgeschwindigkeit, die notwendig ist, um die Oxydniederschläge an den Rohrwänden abzulösen und in Suspension zu halten, während die Flüssigkeitstemperatur im Bereich von 5000 F oder 6000 F liegt. Unter diesen Bedingungen und bei dieser Anordnung werden die Konvektionswände stromabwärts der peripheren Wände des Ofens (im Durchflußsinne) nur einer niedrigen Durchflußrate unterworfen. Um die Oxyde an den Oberflächen der Rohrleitungen in den Konvektionswänden während des warmen Austreibens abzulösen und in Suspension zu halten, ist eine höhere Strömungsrate als der Anlauf-Durchf luß allein erforderlich. Bei den bisher bekannten Anordnungen. werden nicht nur während des warmen Austreibens die Oxydablagerungen in den Konvektionsrohrleitungen ungenügend abgelöst, sondern die Oxyde von den Ofenwänden können sich in den Konvektionswandsammelbehälter wieder ablagern und später in die Überhitzer und in die Turbine gelangen. Da eine überschüssige Pumpenleistung bei der parallelen Pumpenanordnung während des warmen Austreibens vorhanden ist, kann dies .dazu verwendet werden, die Konvektionswände durch wechselseitige Verbindungen von der Pumpenansaugseite sowohl zum Ofenausgang als auch zum Konvektionsausgang zu spülen. Während des Beginns des kalten Anlaufens ist ein Ventil geöffnet und das andere Ventil geschlossen bis zu einem Zeitpunkt, nach dem das Austreiben durchgeführt ist. Danach herrscht die wechselseitige Situation vor. Diese Anordnung führt nicht nur in erster Linie die Konvektionswandleitungen zu einer angemessenen Säuberung, sondern gestattet auch die Verwendung von größeren Röhren in den Konvektionsdurchlauf und daher einen geringeren Durchfluß-Druckabfall. Dies erfolgt durch Aufrechterhaltung einer angemessenen Ölflußrate während derZeit des Anlaufs, wenn der Durchfluß nur für das Kühlen angemessen ist, sofern nicht Rohrleitungen mit kleinerem Durchmesser und einem größeren Durchfluß- Druckabfall verwendet werden. Fig. 1 zeigt am. besten die allgemeinen Merkmale der Erfindung. Man kann erkennen, daß der hyperkritische Druckkessel, der allgemein mit der Referenznummer 10 gekennzeichnet ist, mit einem ersten Kesselabschnitt 11 und einem zweiten Kesselabschnitt 12 versehen ist. Eine Hauptzuflußpumpe 13 bewirkt, daß Flüssigkeit nacheinander durch den ersten Kesselabschnitt und den zweiten Kesselabschnitt strömt. Eine Wiederumlaufvorrichtung, wie beispielsweise Pumpe 14, ist stromaufwärts vom ersten Kesselabschnitt angeschlossen. Die Pumpe steht durch eine erste Leitung 15 und eine zweite Leitung 16 mit Stellen unmittel, bar stromabwärts der ersten und zweiten Boilerabschnitte in Verbindung. Ein Ventil 17 liegt in der ersten Leitung 15 und ein Ventil 18 in der Leitung 16, wobei Ventil 18 ein Flußprüfventil ist, das nur die Strömung in Richtung auf Pumpe 14 zuläßt. Zwischen der Hauptförderpumpe 13 und dem ersten Kesselabschnitt 11 liegt ein Vorwärmer 19. Nach dem zweiten Kesselabschnitt 12 ist ein Primärüberhitzer 21 vorhanden, der in Verbindung steht mit einem Sekundärüberhitzer 22, der seinerseits an einen Hochdruckteil einer Dampfturbine 23 angeschlossen ist. Der Hochdruckteil der Turbine 23 geht in einen Wiedererwärmer 24, der seinerseits mit dem Niederdruckteil der Turbine verbunden ist. Der Niederdruckteil geht in einen Kondensator 25, der seinerseits in eine Endmineralisiervorrichtung 26 führt, von welchem die Flüssigkeit durch (nicht dargestellte) Zuflußerwärmer und einer Entlüftungsvorrichtung 27 führt, die ihrerseits zurück an die Hauptförderpumpe 13 angeschlossen ist.Fig. 2 is a vertical section, in somewhat schematic form, of a furnace and boiler system according to the invention. When the recirculation circuit of a hypercritical pressure vessel includes only the peripheral wall portion of the furnace of the flow circuit, the warm expulsion phase of cold tempering subjects only the peripheral ones Walls of the furnace have a high flow rate. This is the high flow rate necessary to loosen the oxide deposits on the pipe walls and keep them in suspension while the liquid temperature is in the range of 5000 F or 6000 F. Under these conditions and with this arrangement the convection walls downstream of the peripheral walls of the furnace (in the flow sense) are only subjected to a low flow rate l uss alone required. With the previously known arrangements. Not only are the oxide deposits in the convection pipes insufficiently detached during the warm expulsion, but the oxides from the furnace walls can be deposited again in the convection wall collecting container and later get into the superheater and the turbine. Since there is an excess pump output with the parallel pump arrangement during the warm expulsion, this can be used to flush the convection walls through mutual connections from the pump suction side to both the furnace outlet and the convection outlet. During the onset of cold start-up, one valve is open and the other valve is closed until a point in time after the expulsion has been carried out. After that, the two-way situation prevails. This arrangement not only primarily provides the convection wall ducts with adequate cleanup, but also allows larger tubes to be used in the convection pass and therefore a lower flow pressure drop. This is done by maintaining an adequate oil flow rate during start-up, when the flow is only adequate for cooling, unless smaller diameter tubing with a larger flow pressure drop is used. 1 best shows the general features of the invention. It can be seen that the hypercritical pressure vessel, generally identified by reference number 10, is provided with a first vessel section 11 and a second vessel section 12. A main inflow pump 13 causes liquid to flow sequentially through the first kettle section and the second kettle section. A recirculation device such as pump 14 is connected upstream of the first boiler section. The pump is connected by a first line 15 and a second line 16 to locations immediately downstream of the first and second boiler sections. A valve 17 lies in the first line 15 and a valve 18 in the line 16, valve 18 being a flow check valve which only allows the flow in the direction of pump 14. A preheater 19 is located between the main feed pump 13 and the first boiler section 11. After the second boiler section 12, there is a primary superheater 21, which is connected to a secondary superheater 22, which in turn is connected to a high-pressure part of a steam turbine 23. The high pressure part of the turbine 23 goes into a reheater 24, which in turn is connected to the low pressure part of the turbine. The low-pressure part goes into a condenser 25, which in turn leads into a final mineralization device 26, from which the liquid passes through inflow heaters (not shown) and a venting device 27, which in turn is connected back to the main feed pump 13.

Ein geeigneter Spültank 28 kann gelegentlich Flüssigkeit aufnehmen, die von einer Stelle zwischen dem zweiten Kesselabschnitt 12 und dem Primärüberhitzer 21 stammt und diese an den Auslauf des Kondensators 25 unter anderem abgeben. Auf einer Seite der Pumpe 14 befindet sich ein Trennventil 29, während ein ähnliches Ventil 31 an der anderen Seite des Ventils 14 liegt. Das Ventil 31 enthält einen Prüfteil, durch den die Flüssigkeitströmung nur in Richtung des ersten Kesselabschnittes gehen kann.A suitable wash tank 28 can occasionally hold liquid, that from a location between the second boiler section 12 and the primary superheater 21 originates and these deliver to the outlet of the capacitor 25, among other things. on one side of the pump 14 is a separation valve 29, while a similar one Valve 31 is on the other side of valve 14. The valve 31 includes a Test part through which the liquid flows only in the direction of the first boiler section can go.

Fig. 2 zeigt die Anwendung des Systems bei einer Dampferzeugungsanlage. Der hyperkritische Druckkessel 10 ist dargestellt in Verbindung mit einem Ofen 32, der eine Verbrennungskammer 33 besitzt, die im Unterteil durch Brenner 34 beheizt wird. Der@erste Kesselabschnitt 11 ist ausgebildet als Wände der Verbrennungskammer 33 und besteht aus Rohrleitungen 35 von relativ geringem Durchmesser, die zwischen einem unteren Verteilersystem, wie beispielsweise einem Sammelbehälter 36 und einem oberen Sammelsystem, wie beispielsweise einem Sammelbehälter 37, verlaufen. Der Sekundärüberhitzer 22 liegt im oberen Teil der Verbrennungskammer 33. Eine horizontale Konvektionsleitung 38 verläuft horizontal vom oberen Teil der Verbrennungs kammer 33 ausgehend und in dieser horizontalen Konvektionsleitung liegt der Wiedererwärmer 24 und der Primärüberhitzer 21. Das Rückwärtige Ende des Konvektionsdurchgangs 38 steht in Verbindung mit einem vertikalen Konvektionsdurchgang 39, an dessen Oberteil der zweite@Kesselabschnitt 12 liegt. Dieser Kesselabschnitt besteht aus Rückführwandrohrleitungen 41, welche einen unteren Sammelbehälter 42 mit einem oberen Sammelbehälter 43 verbinden und die einen relativ großen Innendurchmesser besitzen und der Strömung geringen Widerstand bieten.Fig. 2 shows the application of the system in a steam generating plant. The hypercritical pressure vessel 10 is shown in connection with a furnace 32 which has a combustion chamber 33 which is heated in the lower part by burners 34. The first boiler section 11 is formed as the walls of the combustion chamber 33 and consists of pipes 35 of relatively small diameter, which run between a lower distribution system, such as a sump 36 and an upper collection system, such as a sump 37. The secondary superheater 22 is located in the upper part of the combustion chamber 33. A horizontal convection line 38 runs horizontally from the upper part of the combustion chamber 33 and in this horizontal convection line is the reheater 24 and the primary superheater 21. The rear end of the convection passage 38 is in communication with a vertical convection passage 39, at the top of which the second boiler section 12 is located. This boiler section consists of return wall pipelines 41 which connect a lower sump 42 to an upper sump 43 and which have a relatively large inner diameter and offer little resistance to the flow.

In der Rückführung liegt der Vorwärmer 19, obwohl zum Zwecke der Klarheit der Darstellung der Vorwärmer gänzlich unterhalb des Sammelbehälters 42 gezeigt ist. Die Abgabeseite der Pumpe 14 ist über Ventil 31 mit einer Mischkammer 44 verbunden, die ihrerseits durch eine Leitung 45 an den unteren Sammelbehälter 36 angeschlossen ist, wobei die Leitung geteilt ist, um eine Strömungsverteilung zu punkten im Sammelbehälter 36 vorzusehen. Die Hauptförderpumpe 13 ist mit dem Einlauf des Vorwärmers 19 verbunden und der Auslauf des Vorwärmers steht in Verbindung mit der Mischkammer 4-i. Der zentrale Teil des Sammelbehältersystems 37 steht mit dem unteren Sammelbehälber 42 des zweiten Kesselabschnittes 12 in Verbindung, wodurch dieser mit einer höheren als der durchschnittlich im Ofen erzeugten Flüssigkeits temperatur versorgt wird. Die Enden des oberen Sammelbehälters 37 sind über ein Ventil 17 und ein Ventil 29 mit der Pumpe 14 verbunden, wodurch die Pumpe mit einer niedrigeren als der durchschnittlichen von dem ersten Kesselabschnitt ausgehenden Flüssigkeitstemperatur versorgt wird. Die Wiederumlaufpumpe 14 ist so bemessen, daß eine warme Flüssigkeitsströmung durch die erste Leitung 15 nur während des.Normalbetriebes geht und ein kalter Flüssigkeitsstrom durch die zweite Leitung nur während des kalten Anlaufens geht. Die Betriebsweise der Vorrichtung kann nun im Hinblick auf die obige Beschreibung leicht verstanden werden. Wenn die Brenner@34 in Betrieb sind und dadurch warme gasartige Verbrennungs produkte nach aufwärts durch die Verbrennungskammer 33 horizontal durch den Konvektionsdurchgang 38 und dann vertikal nach abwärts durch die Rückführung oder den vert-ikalen Konvektions -durchgang 39 strömen, werden alle Wärmeaustauschelemente in dem hyperkritischen Druckkessel der Einwirkung der warmen Gase unterworfen. Die Hauptförderpumpe bewirkt, daß die Durchfluß- Flüssigkeit zunächst durch den ersten Kesselabschnitt 11 geht und dann durch den zweiten Kesselabschnitt 12. Die Flüssigkeit wird wieder in Umlauf gesetzt, während des Normalbetriebs durch Pumpe 14, ausgehend vom Auslaß des ersten Kesselabschnittes, das heißt durch Ventil 17 und durch Leitung 15 zum Beginn des ersten Kesselabschnittes. Während des kalten Anlassens und der warmen Spülphase jedoch dient Pumpe 14 zum Wiederumlauf der Flüssigkeit voni Auslaut des zweiten Kesselabschnittes 12, das heißt durch Leitung 16 und durch Ventil 18. Zu dieser Zeit ist das Ventil 17 geschlossen und verhindert den Flüssigkeitsstrom durch Leitung 15. Die Pumpe 14 hat angemessene Leistungsdaten, um ausreichend Flüssigkeit aus Leitung 15 zu pumpen, um den Wiederumlauf zu bewirken und um einen angemessenen Flüssigkeits strom durch den ersten Boilerabschnitt zur Schonung der Rohre zustande zu bringen, und zwar insbesondere während des warmen Anlaufs und während des Normalbetriebes. Wenn diese gleiche Pumpe während des kalten Anlaufes und des warmen Spülens verwendet wird,-besitzt sie wegen ihrer Leistungsdaten einen hohen Leistungsüberschuß, der in einem normalen Kessel nicht in nutzbringender Weise verwandt-werden kann. Mit dem Kessel entsprechend der Erfindung -;ed;,@:h, wird durch Schließen des Ventils 17 und Öffnen des Ventils 18 die Flüssigkeit vom Auslauf des zweiten Kesselabschnittes 12 rezirkuliert. Hierdurch wird ein ausreichender Strom gesichert, um die Röhren in diesem Teil während des Anlassens zu schützen. Auch kann der zweite Kesselabschnitt mit Rohre von großem Innendurchmesser versehen werden, die dem Strom geringen Widerstand bieten, da zu dieser besonders kritischen Zeit beim Betrieb des Kessels es nicht notwendig ist, Rohrleitungen von geringem Durchmesser zur Aufrechterhaltung einer angemessenen Schutzströmung in dem zweiten Kesselabschnitt zu haben, wie es sonst der Fall sein würde, wenn nicht durch die vorliegende Erfindung eine extrem hohe Wiederumlaufströmung durch diesen zweiten Kesselabschnitt erzeugt würde. Man kann somit erkennen, daß eine Reihe von vorteilhaften Effekten durch Anwendung der beschriebenen Konstruktion erhalten werden. Zunächst hat die Pumpe 14,die notwendigerweise groß-genug gewählt werden muß, um den Wiederumlauf der warmen Flüssigkeit durch den ersten Kesselabschnitt 11 während des Normalbetriebes bei niedriger Last und des warmen Anlaufens sicherzustellen, eine überschüssige Pumpleistung besitzt, wenn die kalte Flüssigkeit während des kalten Anlaufens und während des warmen Spülens wieder in Umlauf gesetzt wird. Diese überschüssige Leistung dient für den Wiederumlauf durch einen zusätzlichen Abschnitt, das heißt den zweiten Kesselabschnitt 12 während des kalten Anlaufens und des warmen Spülens, wenn ein solcher Wiederumlauf von Vorteil ist für den aveiten Kesselabschnitt. Die einzige Zeit, zu der der zweite Kesselabschnitt gefährlichen Gasbedingungen ausgesetzt ist, liegt während des kalten Anlauens und des warmen Spülens und in einem konventionellen Kessel dieser Art, der kleine Rohrleitungen zur Aufrechterhaltung einer angemessenen Strömungsrate zu dieser Zeit erfordert. Solche kleinen Rohrleitungen sind zunächst einmal teuer in der Herstellung und bieten weiter der Strömung einen beträchtlichen Widerstand während des Normalbetriebes, wodurch ein höherer Druck der Hauptförderpumpe 13 und der zugeordneten Einrichtung erforderlich wird. Mit anderen Worten, der zweite Kesselabschnitt würde sonst wesentlich zum Gesamtdruckabfall im Kessel beitragen. Bei der Erfindung findet der Wiederumlauf durch den zweiten Kesselabschnitt 12 nur während dieser kritischen Perioden statt, wenn der zweite Kesselabschnitt ein Problem bietet. Dadurch können in der Konstruktion große Rohrleitungen im zweiten Kesselabschnitt vorgesehen werden, wodurch man den Effekt hat, daß für die Hauptzuleitung 13 ein reduzierter Nenndruck statthaft ist. Tatsächlich wird fast die gesamte überschüssige Leistung der Wiederumlaufpumpe in diesem besonderen Wiederumlaufkreis verbraucht. Es sei ,darauf hingewiesen, daß eine Möglichkeit zur Beseitigung des Problems der überschüssigen Leistung in der Wiederumlaufpumpe darin liegt, zwei Pumpen in Parallelanordnung zu verwenden und eine Pumpe aus der Leitung auszuschalten, während des kalten Anlaufens und des warmen Spülens. Diese Lösung_des Problems ist jedoch nicht gänzlich einwandfrei, da eine weitaus größere Anzahl von Steuerorganen benötigt werden, zwei kleine Pumpen immer teurer sind, als eine große und natürlich jede Pumpe durch geeignete kostspielige Ventile abgetrennt werden muß. Ferner ist unabhängig davon, wie diese Pumpen unterteilt sind, immer eine gewisse überschüssige Leistung in der einen Pumpe vorhanden, die während des kalten Anlaufens in der Leitung eingeschaltet bleibt. Dem Problem der Oxydablagerungen ist selbstverständlich in angemessener Weise durch die Erfindung Rechnung getragen, da während des kalten Anlaufens und des warmen spülens die Tatsache, daß der Kessel sich in einera kalten Zustand befunden hat bedeutet, daß sich Oxyde ausgebildet haben, die während des Temperaturanstieges des Kessels freigesetzt werden. Wenn eine angemessene Strömung durch beide Kesselabschnitte nicht stattfindet, fallen die Oxyde in dem zweiten Kesselabschnitt ab. Nichtsdestoweniger ist es notwendig, einen Wiederumlauf durch den zweiten Kesselabschnitt zu haben, da der Durchfluß zum Schutz der Rohrleitungen angemessen ist. Man würde auch nicht wünschen, den Wiederumlauf durch den zweiten Kesselabschnitt während des Normalbetriebes zu haben, da die heiße Flüssigkeit eine spezifische Schwere besitzt, die das Pumpen sehr schwierig gestaltet und eine außergewöhnliche große Wiederumlaufpumpe erfordert und da damit keinem nützlichen Zweck gedient wird. Es versteht sich, daß geringere .Änderungen in Form und Konstruk. tion der Erfindung möglich sind, ohne daß damit von der wesentlichen Erfinderischen Idee abgewichen wird. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die genau hierin dargelegte und beschriebene Form beschränkt bleiben, sondern soll sich auf all das erstrekken, das bei richtiger Betrachtungsweise in den beanspruchten Rahmen fällt.The preheater 19 is located in the return, although the preheater is shown entirely below the collecting container 42 for the sake of clarity of illustration. The delivery side of the pump 14 is connected via valve 31 to a mixing chamber 44, which in turn is connected to the lower collecting container 36 by a line 45, the line being divided in order to provide a flow distribution point in the collecting container 36. The main feed pump 13 is connected to the inlet of the preheater 19 and the outlet of the preheater is in connection with the mixing chamber 4-i. The central part of the collecting tank system 37 is connected to the lower collecting tank 42 of the second boiler section 12, as a result of which it is supplied with a higher than the average liquid temperature generated in the furnace. The ends of the upper sump 37 are connected to the pump 14 via a valve 17 and a valve 29, thereby supplying the pump with a liquid temperature lower than the average from the first boiler section. The recirculation pump 14 is dimensioned such that a warm liquid flow only goes through the first line 15 during normal operation and a cold liquid flow only goes through the second line during cold start-up. The operation of the apparatus can now be readily understood in view of the above description. When the burners @ 34 are in operation and thereby warm gaseous combustion products flow upwards through the combustion chamber 33 horizontally through the convection passage 38 and then vertically downwards through the recirculation or vertical convection passage 39, all heat exchange elements in the hypercritical Pressure vessel subjected to the action of warm gases. The main feed pump causes the flow-through liquid to first pass through the first boiler section 11 and then through the second boiler section 12. The liquid is put into circulation again, during normal operation by pump 14, starting from the outlet of the first boiler section, i.e. through a valve 17 and through line 15 to the beginning of the first boiler section. During the cold start and the warm rinse phase, however, pump 14 serves to recirculate the liquid from the outlet of the second boiler section 12, i.e. through line 16 and through valve 18. At this time, valve 17 is closed and prevents the flow of liquid through line 15. The Pump 14 has adequate performance data to pump sufficient liquid from line 15 to effect the recirculation and to bring about an adequate flow of liquid through the first boiler section to protect the pipes, in particular during warm start-up and during normal operation. If this same pump is used during cold start-up and warm flushing, it has, because of its performance data, a large excess of output which cannot be used usefully in a normal boiler. With the boiler according to the invention -; ed;, @: h, the liquid from the outlet of the second boiler section 12 is recirculated by closing the valve 17 and opening the valve 18. This will ensure sufficient current to protect the tubes in that part during cranking. The second boiler section can also be provided with pipes of large internal diameter, which offer little resistance to the flow, since at this particularly critical time in the operation of the boiler it is not necessary to have pipes of small diameter to maintain an adequate protective flow in the second boiler section as would otherwise be the case if the present invention did not create an extremely high recirculation flow through this second boiler section. It can thus be seen that a number of advantageous effects are obtained by employing the construction described. First, the pump 14, which must necessarily be chosen large enough to ensure the recirculation of the warm liquid through the first boiler section 11 during normal operation at low load and warm start-up, has an excess pumping capacity if the cold liquid during the cold Start-up and is put into circulation again during the warm rinse. This excess power is used for recirculation through an additional section, that is, the second boiler section 12 during cold start-up and warm rinsing, if such recirculation is advantageous for the other boiler section. The only time the second boiler section is exposed to hazardous gas conditions is during cold start-up and warm purging and in a conventional boiler of this type which requires small piping to maintain an adequate flow rate at this time. Such small pipelines are first of all expensive to manufacture and also offer considerable resistance to the flow during normal operation, as a result of which a higher pressure of the main feed pump 13 and the associated device is required. In other words, the second boiler section would otherwise contribute significantly to the total pressure drop in the boiler. In the invention, the recirculation through the second boiler section 12 takes place only during these critical periods when the second boiler section presents a problem. As a result, large pipelines can be provided in the construction in the second boiler section, which has the effect that a reduced nominal pressure is permissible for the main feed line 13. In fact, almost all of the excess power of the recirculation pump is consumed in this particular recirculation circuit. It should be noted that one way to overcome the problem of excess power in the recirculation pump is to use two pumps in parallel and turn one pump off line during cold start and warm flushing. However, this solution to the problem is not entirely perfect, since a far greater number of control elements are required, two small pumps are always more expensive than a large one and, of course, each pump has to be separated by suitable expensive valves. Furthermore, regardless of how these pumps are subdivided, there is always a certain excess power in one pump, which remains switched on in the line during the cold start-up. The problem of oxide deposits is of course adequately taken into account by the invention, since during cold start-up and warm rinsing the fact that the boiler was in a cold state means that oxides have formed which during the temperature rise of the Boiler are released. If adequate flow through both boiler sections does not occur, the oxides in the second boiler section will fall off. Nonetheless, it is necessary to have recirculation through the second boiler section as the flow is adequate to protect the piping. Nor would one wish to have recirculation through the second kettle section during normal operation since the hot liquid has a specific gravity which makes pumping very difficult and requires an extraordinarily large recirculation pump and is of no useful purpose. It is understood that lower .Änderungen in shape and constructive. tion of the invention are possible without deviating from the essential inventive idea. However, the invention is not intended to be limited to the precise form set forth and described herein, but is intended to extend to all that, when properly viewed, fall within the scope of the claims.

Claims (1)

Patentansprüche 1. Ein hyperkritischer Druckkessel, bestehend aus einem ersten Kesselabschnitt, einem zweiten Kesselabschnitt, einer Hauptförderpumpe, durch welche Flüssigkeit nacheinander durch den ersten Kesselabschnitt und den zweiten Kesselabschnitt in Strömung gebracht wird, sowie einer Wiederumlaufvorrichtung, deren Ausfluß stromaufwärts des ersten Kesselabschnittes und deren Einlaß durch eine erste und eine zweite Leitung mit Stellen unmittelbar stromabwärts des ersten und zweiten Boilerabschnittes in Verbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ventilvorrichtung in der ersten und zweiten Leitung angebracht ist, damit eine wahlweise Flüssigkeitsströmung durch die Leitungen zum Einlauf der Wiederumlaufpumpe möglich ist. 2. Ein hyperkritischer Druckkessel gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Kesselabschnitt mit Rohrleitungen mit größerem Innendurchwesser und geringerem Strömungswiderstand versehen sind, als sie verwendet würden, wenn der Umlaufbetrieb während des kalten Anlaufeng nicht verwendet würde. 3. Ein hyperbritischer Druckkessel gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wiederuirlaufvorrichtung so bemessen ist, daß ein Strom von warmer Flüssigkeit durch die erste Leitung nur während des Normalbetriebes geht und ein Strom von kalter Flüssigkeit durch die zweite Leitung nur während des Anlaufeng geht. f. Ein hyperkritischer Druckkessel gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Kesselabschnitt aus Oferitvandröhren und der zweite Kesselabschnitt aus Rück. l aufröhß en besteht. 5. Ein hyperkritischer Druckkessel gemäß Anspruch 1, d a d u r c 1z g e k e n n z e i c h n e t , daßder erste Kesselabschnitt aus Ofenwandröhren von relativ geringem .Durchmesser besteht, daß der zweite Kesselabschnitt aus ltückführleitungen von relativ großem Durchmesser besteht und daß die ?fiederunilaurvorrichtung aus einer einzigen Pumpe besteht, die so bemessen ist, daß ein heißer Flüssigkeitsstroir. durch die erste Leitung nur während des Normalbetriebes und ein kalter Flüssigkeitsstrom durch die zweite Leitung nur während des Anlautens geht. 6. Ein hyperkritischer Kessel gemäß Anspruch 5, d a d u r-c h g e k e n n x e i c h n e t , daß eine Hauptförderpumpe,ein Vorwärmer, der erste Kessel- abschnitt, der zweite Kesselabschnitt, ein Überhitzer, eine Turbine, ein Kondensator und eine Entmineralisiervorrichtung In Reihe geschaltet sind und däß ein Spültank zwischen dem Auslauf des zweiten Kesselabschnittes und dem Auslauf -des Kondensators eingeschaltet ist.- Claims 1. A hyper critical pressure boiler, consisting of a first tank section, a second tank portion, a main feed pump is brought through which liquid sequentially through the first tank portion and the second tank section in the flow, and a recirculation device, the effluent upstream of the first tank portion and the inlet communicates by first and second conduits with locations immediately downstream of the first and second boiler sections, characterized in that the valve device is mounted in the first and second conduits to allow selective fluid flow through the conduits to the inlet of the recirculation pump. 2. A hypercritical pressure vessel according to claim 1, characterized in that the second boiler section are provided with pipelines with a larger inner diameter and lower flow resistance than would be used if the circulation operation were not used during the cold start-up. 3. A hyperbritic pressure vessel according to claim 1, characterized in that the recirculation device is dimensioned so that a stream of warm liquid goes through the first line only during normal operation and a stream of cold liquid goes through the second line only during the start-up. f. A hypercritical pressure vessel according to claim 1, characterized in that the first vessel section consists of Oferitvand tubes and the second vessel section consists of back. I grow up. 5. A hypercritical pressure vessel according to claim 1, characterized by the fact that the first boiler section consists of furnace wall tubes of a relatively small diameter, that the second boiler section consists of oil return lines of a relatively large diameter and that the? Fiederunilaurvorrichtung consists of a single pump that is dimensioned that a hot liquid flow. through the first line only during normal operation and a cold liquid flow through the second line only during the start-up. 6. A hypercritical boiler according to claim 5, dadu rc hgekennxe i chnet that a main feed pump, a preheater, the first boiler section, the second boiler section, a superheater, a turbine, a condenser and a demineralizer are connected in series and that a ist.- rinse tank connected between the outlet of the second tank portion and the outlet capacitor -des
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1752707A2 (en) 2005-03-10 2007-02-14 Mitsui Babcock Energy Limited Supercritical Downshot Boiler

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1752707A2 (en) 2005-03-10 2007-02-14 Mitsui Babcock Energy Limited Supercritical Downshot Boiler
EP1752707A3 (en) * 2005-03-10 2007-06-06 Mitsui Babcock Energy Limited Supercritical Downshot Boiler

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