DE1551269C

DE1551269C - Thermal power plant with a heat exchanger heated by a reactor

Info

Publication number: DE1551269C
Authority: DE
Inventors: Lucien Les Clayes; Killen Czeslaw Boulogne; Mirigay Rene ViHedAvray; Vachtel Theophile Massy; Vialle Pierre Conflans-Sainte-Honorine; Brandin (Frankreich). FOIn 5-02
Original assignee: Stein Industrie S.A., Paris
Publication date: 1972-01-13

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage mit kälter als bei den bekannten Wärmekraftanlagen.The invention relates to a thermal power plant with colder than the known thermal power plants.

einem durch einen Reaktor geheizten Wärmetauscher ■ Diese Verbesserung führt wie die obengenannte dazu,a heat exchanger heated by a reactor ■ This improvement, like the one mentioned above, leads to

und einem nachgeschalteten, fremdbeheizten Über- daß auch bei Teillast ein sicherer Betrieb möglich ist.and a downstream, externally heated overhead that safe operation is possible even at part load.

hitzer. Außerdem kann als zulässiger Druck des Über-heater. In addition, the permissible pressure of the excess

Eine derartige Wärmekraftanlage ist aus der 5 hitzers, d. h., als maximaler Druck, den man ohneSuch a thermal power plant is from the 5 hitzers, i. that is, as the maximum pressure that one can without

schweizerischen Patentschrift 286 627 bekannt, wo- Gefahr erreichen können muß, ein Wert gewähltSwiss patent 286 627 known where- danger must be able to achieve a value chosen

bei weder zwischen dem Wärmetauscher und dem werden, der unter demjenigen liegt, der bei den be-when there are neither between the heat exchanger and that which is below that which is

fossilbeheizten Überhitzer noch zwischen letzterem kannten Ausführungsformen vorgeschrieben ist. Beifossil-heated superheater is still prescribed between the latter known embodiments. at

und der Dampfturbine ein Ventil erwähnt ist. Es einer Anlage gemäß der Erfindung ist der zulässigeand a valve is mentioned in the steam turbine. It is a system according to the invention that is permissible

muß jedoch unterstellt werden, daß aus Sicherheits- io Dampfdruck des Überhitzers durch den Druck beiHowever, it must be assumed that, for safety reasons, the vapor pressure of the superheater is caused by the pressure at

gründen vor der Turbine ein Schnellschlußventil Vollast bestimmt. Bei den bekannten Anlagen warestablish a quick-closing valve in front of the turbine that determines full load. With the known systems was

vorgesehen ist. . - ■ er hingegen an den Druck bei einer vermindertenis provided. . - ■ he, however, to the pressure at a decreased

Die Verwendung eines Überhitzers in einer solchen Last gebunden. Dieser Vorteil ermöglicht eine Ver-The use of a superheater tied in such a load. This advantage enables a

Wärmekraftanlage wirft Probleme auf, die für die minderung der Dicke der Rohre, die im ÜberhitzerThermal power plant poses problems for reducing the thickness of the pipes used in the superheater

Konstruktion des Überhitzers von entscheidender 15 vorgesehen sind. -Construction of the superheater of crucial 15 are provided. -

Bedeutung sind. Diese Probleme entstehen in erster Da üblicherweise der Turbine ein Regelventil vorLinie dadurch, daß die Überhitzerrohre einem sehr geschaltet ist, spricht dieses zunächst auf schnelle starken Wärmeaustausch unterworfen sind. Die Laständerungen an. Das Überhitzerregelventil regelt Wände der Feuerkammer eines solchen Überhitzers dann nach, da die Regelstrecke des Überhitzers eine werden von einem Dampf durchlaufen, der Vorzugs- 20 größere Trägheit besitzt.Meaning are. These problems arise primarily because there is usually a control valve in front of the turbine the fact that the superheater tubes are very switched, this initially speaks to fast are subject to strong heat exchange. The load changes. The superheater control valve regulates Walls of the fire chamber of such a superheater then after, since the controlled system of the superheater a are traversed by a steam that has a preferential 20 greater inertia.

.weise gesättigt ist, also von dem kältesten Dampf, Es ist zwar bereits durch die ausgelegte Patentder in der Anlage auftritt. Die Situation ist schon anmeldung P 31482 D, welche eine Wärmekraftschwierig, wenn die Wärmekraftanlage unter Voll- anlage für hohe Temperaturen betrifft, bekannt, last läuft. Die Schwierigkeiten vergrößern sich je- zwischen einem ersten Überhitzer und einem doch noch, wenn die Anlage nur mit Teillast be- 95 Hochtemperatur-Überhitzer, an den ohne Armatrieben wird. In diesem Falle ist nämlich cfie Ver- türen eine Hochtemperatur-Vorschaltmaschine anminderung der Belastung des Überhitzers nur un- geschlossen ist, ein Regelventil vorzusehen. Bei bedeutend, was zu einer großen Ungleichmäßigkeit dieser bekannten Wärmekraftanlage geht es darum, der Verteilung des Dampfes auf die verschiede- die Höchstwerte von Dampftemperatur und Dampfnen parallelgeschalteten Rohre führt. Erschwerend 30 druck noch betriebssicher beherrschen zu können kommt noch der Umstand hinzu, daß in einer und Rohrleitungen, die aus hochlegierten Materialien solchen Anlage der Druck des gesättigten Dampfes bestehen müssen, sowie Armaturen und Sicherheitsbei Teillast mehr erhöht wird als bei Vollast. Dies einrichtungen einsparen zu können. Dieses Problem rührt daher, daß man die Veränderung des Wärme- hat also mit der der vorliegenden Erfindung zuaustausches durch Veränderung des Druckes im 35 grundeliegenden Aufgabe nichts zu tun. Außerdem zweiten Kreis erreicht und in diesem Falle der Druck ist der Vorschlag, eine Turbine ohne Armaturen am Ausgang des Wärmetauschers sich in Abhängig- direkt an den Überhitzer anzuschließen, bei normalen keit vom Verlauf der Verdampfung gemäß einer Nutzleistungsturbinen nicht anwendbar,
fallenden Kurve verändert. So wird beispielsweise Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegender Druck bei 25 % der Vollast höher sein als 40 Standes ist im folgenden an Hand der Zeichnungen 25 % des Druckes bei Vollast. erläutert. Es zeigt. is saturated, i.e. from the coldest vapor, It is true that it is already used in the system by the patented design. The situation is already known in registration P 31482 D, which is a difficult thermal power plant if the thermal power plant is under full plant for high temperatures, is running. The difficulties increase between a first superheater and a first when the system is only operated at part load. In this case it is necessary to provide a high-temperature upstream machine to reduce the load on the superheater, and to provide a control valve. In the case of significant, which leads to a great unevenness of this known thermal power plant, it is a question of the distribution of the steam to the different pipes connected in parallel with the maximum values of steam temperature and steam. It is difficult to control pressure in a reliable manner, but there is also the fact that the pressure of the saturated steam in a system and pipes made of high-alloy materials, as well as fittings and safety devices, are increased more at partial load than at full load. To be able to save facilities. This problem arises from the fact that the change in heat has nothing to do with the exchange of the present invention by changing the pressure in the basic task. In addition, the second circuit is reached and in this case the pressure is the suggestion to connect a turbine without fittings at the outlet of the heat exchanger directly to the superheater depending on the normal speed of the evaporation according to a power turbine, not applicable,
falling curve changed. For example, an embodiment of the inventive area pressure at 25% of full load will be higher than 40. In the following, based on the drawings, 25% of the pressure at full load is. explained. It shows

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die F i g. 1 ein Schaltschema des Ausführungsbeispiels, Wärmekraftanlage so auszubilden, daß diese Nach- F i g. 2 ein Diagramm, das den Druck, in Abteile beseitigt werden, d. h. die Belastung des Über- hängigkeit von der Last, am Eingang des Überhitzers vermindert wird. 45 hitzers zeigt.The invention is based on the object of FIG. 1 shows a circuit diagram of the exemplary embodiment, To train thermal power plant so that this after- F i g. 2 is a diagram showing the pressure in compartments be eliminated, d. H. the load of the overhang from the load, at the input of the superheater is decreased. 45 hitzers shows.

Diese Aufgabe ist bei einer Anlage der eingangs Mit einem Wärmetauscher 1 einer Wärmekraftgenannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß anlage sind, wie F i g. 1 zeigt, ein erster Kreis 2 und zwischen dem Wärmetauscher und dem Überhitzer ein zweiter Kreis 3 verbunden. Der erste Kreis 2 ein Überhitzerregelventil eingeschaltet ist, das als führt dem Wärmetauscher 1 von einem Reaktor 4 lastabhängiges Drosselventil ausgebildet ist. 50 Wärme zu. Der zweite Kreis 3 liefert Dampf an eineIn a system, this task is the one mentioned at the beginning with a heat exchanger 1 of a thermal power Type solved according to the invention in that the system is as shown in FIG. 1 shows a first circle 2 and a second circuit 3 is connected between the heat exchanger and the superheater. The first circle 2 a superheater control valve is switched on, which as leads the heat exchanger 1 from a reactor 4 load-dependent throttle valve is formed. 50 heat too. The second circuit 3 supplies steam to one

Hierdurch wird der technische Fortschritt erreicht, Turbine 5, der ein Kondensator 6 nachgeschaltet ist.This achieves technical progress, turbine 5, which is followed by a condenser 6.

daß der Druck am Eingang des Überhitzers so ge- Zwischen den Wärmetauscher 1 und die Turbine 5that the pressure at the inlet of the superheater is so between the heat exchanger 1 and the turbine 5

steuert wird, daß der Überhitzer mit dem am Ein- ist ein Überhitzer 7 geschaltet,it is controlled that the superheater is connected to the superheater 7 on the one,

gang der Turbine notwendigen Druck arbeitet. Es In einer Anlage, welche nur die bisher be-gear of the turbine necessary pressure works. It in a system that only

ist dann beispielsweise der Druck bei 25 % der 55 schriebenen Baugruppen enthält, erhält man eineif, for example, the print contains 25% of the 55 subassemblies written, one receives one

Vollast in der Größe von 25% des Druckes bei Änderung des Wärmeaustausches zwischen demFull load in the size of 25% of the pressure when changing the heat exchange between the

Vollast. Die Verminderung des Druckes am Eingang ersten Kreis 2 und dem zweiten Kreis 3 in Ab-Full load. The reduction in pressure at the inlet to the first circuit 2 and the second circuit 3

des Überhitzers hat eine beträchtliche Vergrößerung hängigkeit vom Verlauf der Verdampfung, durchof the superheater has a considerable increase in dependence on the course of evaporation, through

des spezifischen Volumens und diese wiederum eine eine Änderung des Druckes des zweiten Kreises 3.of the specific volume and this in turn a change in the pressure of the second circuit 3.

Vergrößerung des Leistungsabfalls zur Folge, was 60 Der Druck im Punkt Ä am Ausgang des Wärme-The result is an increase in the loss of power, which 60 The pressure at point Ä at the outlet of the heat

zu einer Verbesserung der Verteilung des Dampfes tauschers 1 ändert sich hierbei in Abhängigkeit vomto improve the distribution of the steam exchanger 1 changes depending on the

auf die verschiedenen parallelgeschalteten Rohre des Verdampfungsverlauf entsprechend einer Kurve C,on the various parallel-connected tubes of the evaporation process according to a curve C,

Überhitzers führt. Die Folge ist eine beträchtliche die in F i g. 2 voll ausgezogen dargestellt ist. DerSuperheater leads. The consequence is a considerable one that is shown in FIG. 2 is shown fully extended. the

Verminderung der Beanspruchung der Rohre, was Druck im Punkte ist demnach bei beispielsweiseReduction of the stress on the pipes, what pressure in the point is therefore at, for example

zu einem verbesserten Verhalten des Rohrwerk- 65 25 % der Vollast der Turbine 5 beträchtlich höherto an improved behavior of the pipe mill 65 25% of the full load of the turbine 5 is considerably higher

stoffes führt. Ferner ist der Dampf am Eingang des als 25 % des Druckes bei Vollast.substance leads. Furthermore, the steam at the entrance is as 25% of the pressure at full load.

Überhitzers und infolgedessen in den Wänden der Zur Beseitigung der sich hieraus ergebendenSuperheater and, as a result, in the walls of the To eliminate the resulting

Brennkammer, also der kritischen Zone, deutlich Nachteile betreibt man den Überhitzer? mit demCombustion chamber, i.e. the critical zone, clearly disadvantages do you operate the superheater? with the

am Eingang der Turbine 5 notwendigen Druck. Hierzu ist zwischen den Wärmetauscher 1 und den Überhitzer 7 ein Überhitzerregelventil 9 geschaltet, das als lastabhängiges Drosselventil ausgebildet ist und funktionsmäßig von der Stellung eines zwischen dem Überhitzer? und der Turbine5 angeordneten Regelventils 8 abhängig ist. Bei schnellen Laständerungen regelt zunächst das Regelventil 8, bis das Überhitzerregelventil, das der trägen Regelstrecke des Überhitzers zugeordnet ist, nachregelt.at the inlet of the turbine 5 necessary pressure. This is between the heat exchanger 1 and the Superheater 7 is connected to a superheater control valve 9, which is designed as a load-dependent throttle valve and functionally of the position of one between the superheater? and the turbine5 arranged Control valve 8 is dependent. In the event of rapid load changes, the control valve 8 first regulates until the The superheater control valve, which is assigned to the sluggish controlled system of the superheater, readjusts.

Durch das Überhitzerregelventil 9 erhält man am Eingang des Überhitzers 7 einen Druckverlauf, der dem Verlauf einer theoretisch linearen Kurve C entspricht, die in F i g. 2 gestrichelt gezeichnet ist. Die Kurve C zeigt, daß man am Eingang des Überhitzers 7 einen Druck erhält, der bei Teillast geringer ist als bei Vollast. Beispielsweise ist der Druck bei 25% der Vollast nur wenig höher als ¹A des Druckes bei Vollast.The superheater control valve 9 gives a pressure profile at the inlet of the superheater 7 which corresponds to the profile of a theoretically linear curve C shown in FIG. 2 is drawn in dashed lines. Curve C shows that a pressure is obtained at the inlet of the superheater 7 which is lower at part load than at full load. For example, the pressure at 25% of full load is only slightly higher than ¹ A of the pressure at full load.

Der Wert des zulässigen Druckes des Wärmetauschers 1, der für die bekannten Anlagen durch eine Gerade T in Fig. 2 dargestellt ist, liegt bei der erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage deutlich tiefer, wie eine Gerade T in F i g. 2 zeigt. Es genügt, daß die Gerade T mit dem erforderlichen Sicherheitsabstand über dem Druck bei Vollast liegt. The value of the permissible pressure of the heat exchanger 1, which is shown for the known systems by a straight line T in Fig. 2, is in the inventive thermal power plant considerably lower, such as a line T in F i g. 2 shows. It is sufficient that the straight line T lies with the required safety margin above the pressure at full load.

Claims

Claim:

Thermal power plant with a heat exchanger heated by a reactor and a downstream, externally heated superheater, characterized in that between a superheater control valve (9) is connected to the heat exchanger (1) and the superheater (7), which is designed as a load-dependent throttle valve.

1 sheet of drawings