DE1601005C3 - Device for intercepting load surges in large steam power plants with flow boilers - Google Patents

Device for intercepting load surges in large steam power plants with flow boilers

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DE1601005C3
DE1601005C3 DE19671601005 DE1601005A DE1601005C3 DE 1601005 C3 DE1601005 C3 DE 1601005C3 DE 19671601005 DE19671601005 DE 19671601005 DE 1601005 A DE1601005 A DE 1601005A DE 1601005 C3 DE1601005 C3 DE 1601005C3
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Theodor 8520 Erlangen Schwarz
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting

Description

sen ist, daß etwa 10 bis 15 Minuten lang Vollastbe- 4 a abgeschaltet. Dabei muß sichergestellt sein, daßsen is that about 10 to 15 minutes full load 4 a switched off. It must be ensured that

trieb gefahren werden kann. Hinsichtlich des Kon- die Kondensatpumpe 4 b mit ihrer Mindestmengedrive can be driven. With regard to the condensate pump 4 b with its minimum amount

densator-Hotwells wird eine Speicherfähigkeit benö- läuft. Das Ventil 10 α schließt jetzt nach etwa 10 bisDensator hotwells require a storage capacity. The valve 10 α now closes after about 10 to

tigt, die den maximalen Kondensatstrom für etwa 3 20 Sekunden. Die abgeschaltete Kondensatpumpe 4 αthat takes the maximum condensate flow for about 3 20 seconds. The switched off condensate pump 4 α

Minuten zu speichern gestattet. Sollte der Hotwell des 5 läuft in etwa 10 Sekunden aus, wobei die FörderungAllowed to save minutes. Should the hotwell of the 5 run out in about 10 seconds, the promotion

Kondensators hierfür nicht ausreichend bemessen durch Nachströmen bereits in etwa 2 Sekunden be-Capacitor not sufficiently dimensioned for this due to post-flow already in about 2 seconds

sein, so könnte gegebenenfalls im Niveau des Hot- endet ist und die Niederdruckvorwärmer 5 ungefährso could possibly end at the level of the hot end and the low-pressure preheater 5 approximately

wells ein Zusatzbehälter ausreichender Größe paral- in der gleichen Zeit keinen Anzapfdampf mehr zie-wells an additional tank of sufficient size in parallel - at the same time no more bleed steam

IeI zu diesem angeschlossen werden. hen. Durch die Steuerung der beiden Kondensatpum-IeI to be connected to this. hen. By controlling the two condensate pumps

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbei- to pen 4a und 4b kann trotz schneller Ausführung der spiel der Erfindung erläutert. Der vom Kessel 1 er- Schaltbefehle ein weiches Abschalten des Kondensatzeugte und überhitzte Dampf wird der Turbine 2 zu- stromes erreicht werden, so daß hydraulische Stöße geführt. Vom Hotwell des Turbinenkondensators 3 im Kondensatstrom ein unzulässiges Maß nicht überführen Leitungen, in denen Kondensatpumpen 4 α schreiten.With the help of the drawing, an exemplary embodiment 4a and 4b can be explained despite the rapid execution of the game of the invention. The switching commands from boiler 1 to gently switch off the condensate and superheated steam will be reached to the turbine 2, so that hydraulic shocks are carried out. Lines in which condensate pumps 4 α step from the hotwell of the turbine condenser 3 in the condensate flow do not transfer an impermissible amount.

und 4 b angeordnet sind, zu den Niederdruckvorwär- 15 Je nach der für eine Frequenzstützung erforderli-and 4 b are arranged, to the low pressure preheating 15 Depending on the frequency support required

mern 5 und weiter zum Speisewasserbehälter 6. Mit 7 chen Zeit, d. h. nach wirksamem Einsatz der gestei-mern 5 and on to the feed water tank 6. With 7 times, d. H. after the effective use of the

ist die Kesselspeisepumpe und mit 8 die Hochdruck- gerten Kesselleistung, die sich beispielsweise nachis the boiler feed pump and, with 8, the high-pressure boiler output, which is for example after

vorwärmanlage bezeichnet. etwa 2 Minuten auswirkt, längstens jedoch nach derpreheating system called. takes effect for about 2 minutes, but no longer than after

Es ist ein Schaltgerät 11 vorgesehen, das, wie die Füllzeit des Hotwells wird die KondensatförderungA switching device 11 is provided which, like the filling time of the hotwell, pumping the condensate

Signallinie α zeigt, einen Grenzimpuls für Drehzahl 20 wieder aufgenommen. Über die Signallinie b kann Signal line α shows a limit pulse for speed 20 resumed. Via the signal line b can

oder Frequenz erhält. Mit Z? ist ein Grenzimpuls für dabei ein Niveauimpuls vom Hotwell her auf dasor frequency receives. With Z? is a limit impulse for a level impulse from the hotwell to the

Füllung des Hotwells des Kondensators 3 versinn- Schaltgerät 11 gegeben werden. Es ist aber auchFilling of the hotwell of the capacitor 3 versinn- switching device 11 are given. It is also

bildlicht. Die Wirklinie c gibt Befehle an die An- möglich, für sich allein oder zusätzlich hierzu vonimage light. The line of action c gives commands to the possible, by itself or in addition to this

triebsmotoren M1, M 2 der Kondensatpumpen 4 α einem Zeitschalter 9 aus über die Signallinie e einenDrive motors M1, M 2 of the condensate pumps 4 α a timer 9 from via the signal line e one

und 4 b. In entsprechender Weise werden über die 25 entsprechenden Zeitimpuls auf das Schaltgerät 11 zuand 4 b. In a corresponding manner, the corresponding time pulse is applied to the switching device 11 via the 25

Wirklinien die Befehle an die Antriebe M 3 und M 4 übermitteln. Das Schaltgerät 11 bewirkt nun über dieLines of action transmit the commands to the drives M 3 and M 4. The switching device 11 now causes the

der den Kondensatpumpen jeweils nachgeschalteten Wirklinie d einen Befehl zum Öffnen des Ventils the line of action d connected downstream of the condensate pumps sends a command to open the valve

Ventile 10 α und 10 b gegeben. 10 b. Valves 10 α and 10 b given. 10 b.

Wenn eine Frequenzabsenkung von der vorge- Nun wird die angestaute Kondensatmenge vom schriebenen Netzfrequenz von beispielsweise 50Hz 30 Hotwell des Kondensators 3 zum Speisewasserbehälauf einen Wert von 49,96 Hz oder weniger erfolgt, ter 6 hin gefördert, wobei eine vergrößerte Pumpenwas einer Drehzahlabsenkung der Dampfturbine um leistung, beispielsweise 120 % der Auslegung, zur 0,08 °/o entspricht, schaltet sich bei in Betrieb befind- Anwendung kommen kann. Auf diese Weise befindet licher Kondensatpumpe 4 α die Kondensatpumpe 4 b sich die Anlage bereits in 10 bis 15 Minuten wieder ein, wobei das zugehörige Ventil 10 b gemäß einem 35 im Ausgangszustand, wobei die weitere Kondensatschon früher gegebenen Befehl sich in geschlossenem förderung von der Kondensatpumpe 4 b übernom-Zustand befindet. Es wird dabei vorausgesetzt, daß men ist, so daß die zuvor betriebene Kondensatdie beiden Kondensatpumpen 4 α und 4 b mit vertret- pumpe 4 α nicht zugeschaltet zu werden braucht, barer Mindestmenge längere Zeit laufen können. Während dieses Vorganges wird die DampfleistungIf a frequency decrease from the pre-Now the accumulated amount of condensate from the written network frequency of, for example, 50Hz 30 Hotwell of the condenser 3 to the feed water tank a value of 49.96 Hz or less occurs, ter 6, with an increased pump which results in a reduction in the speed of the steam turbine power, for example 120% of the design, corresponds to 0.08%, switches on when in operation. In this way, Licher condensate pump 4 α, the condensate pump 4 b , the system is on again in 10 to 15 minutes, with the associated valve 10 b according to a 35 in the initial state, the further condensate already given command is in closed delivery from the condensate pump 4 b is taken over. It is assumed that the condensate previously operated, the two condensate pumps 4 α and 4 b with representative pump 4 α does not need to be switched on, can run for a longer period of time. During this process, the steam output

Steigt die Frequenz wieder an, so wird bei etwa 4° des Kessels entsprechend gesteigert, damit sich der 49,98 Hz die Kondensatpumpe 4 b selbsttätig wieder Kraftwerksblock nach Beendigung des VorgangesIf the frequency rises again, the boiler is increased accordingly at around 4 ° so that the condensate pump 4 b automatically turns itself back to the 49.98 Hz power plant unit after the process has ended

abgeschaltet. Fällt dagegen die Frequenz auf bei- wieder in Normalbetrieb mit höherer Leistung imswitched off. If, on the other hand, the frequency falls back to normal operation with higher power in the

spielsweise 49,94 Hz, so wird die Kondensatpumpe Bereich der Nennfrequenz befindet.for example 49.94 Hz, the condensate pump is located in the range of the nominal frequency.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 Patentanspruch: mun§ durchsetzen dann entsprechend größereClaim: mun § then enforce correspondingly larger ones Dampfmengen den Kondensationsteil der Dampftur-The condensation part of the steam tower Einrichtung zum Abfangen von Laststößen bine. Die Begrenzung der Auslastung braucht jetzt großer Dampfkraftanlagen mit Durchlauf kessel, nur der aus der frei werdenden Anzapfdampfmenge bei denen die geförderte Kondensatmenge zur 5 erzielbaren Mehrleistung zu entsprechen, wenn die Verminderung der Regenerativ-Vorwärmung Dampfturbine während eines Frequenzstützungsvorvorübergehend verringert wird, dadurch ge- ganges voll ausgelastet arbeiten soll. In diesem Fall kennzeichnet, daß ein Schaltgerät (11) mit liegt bei 5% Mehrleistung die Begrenzung bei 950Zo den Antrieben von zwei parallelgeschalteten der maximal möglichen Leistung gegenüber der ein-Kondensatpumpen (4 a, 4 b) und von diesen io gangs geschilderten Arbeitsweise, bei der die Leinachgeschalteten Ventilen (10 a, 10 b) derart in stungsbegrenzung bei etwa 85 % liegt.
Wirkverbindung steht, daß bei Beginn des Last- Die Einrichtung nach der Erfindung macht vonDevice for intercepting load surges bine. The limitation of the utilization now needs large steam power plants with flow boilers, only that of the released amount of bleed steam with which the conveyed amount of condensate corresponds to the achievable additional output, if the reduction of the regenerative preheating of the steam turbine is temporarily reduced during a frequency support, thus gone full should work at full capacity. In this case, indicates that a switching device (11) with 5% more power is the limit at 95 0 Zo the drives of two parallel connected the maximum possible power compared to the one-condensate pumps (4 a, 4 b) and of these io described above Mode of operation in which the downstream valves (10 a, 10 b) are in this way in stungsbegrenzung at about 85%.
Operational connection is that at the beginning of the load The device according to the invention makes of Stoßes die eine Kondensatpumpe (4 b) mit Min- diesem letztgenannten Prinzip Gebrauch und nutzt destmengenförderung bei geschlossenem, nachge- damit die Vorteile aus, daß Wärmeverluste nur wähschaltetem Ventil (10 b) in Betrieb gehalten wird, 15 rend der Frequenzstützungsvorgänge, also während daß zur Abschaltung des Kondensatstroms der der Eingriffe in den Wärmekreislauf auftreten. Im Antrieb der anderen Kondensatpumpe (4 a) abge- Vergleich hierzu müßten die Verluste, die durch ein schaltet und anschließend das dieser nachgeschal- vorsorgliches Anstauen des Frischdampfes hervorgetete Ventil (10 a) geschlossen wird und daß zur rufen werden, stets über längere Betriebszeit in Kauf Wiederaufnahme der Kondensatförderung das 20 genommen werden. Wenn aber unter vorübergehender in Betrieb gehaltenen Kondensatpumpe (4 b) der Verringerung der Regenerativ-Vorwärmung die nachgeschaltete Ventil (10 b) geöffnet wird. Leistungserhöhung in den untersten Druckstufen derPush the one condensate pump ( 4b) with at least this last-mentioned principle and uses the least amount of pumping when the valve is closed, thus the advantages that heat losses are only kept in operation when the valve (10b) is switched on, during the frequency support processes, i.e. during that to switch off the condensate flow when interventions in the heat cycle occur. In the drive of the other condensate pump (4 a) compared to this, the losses that are switched on and then closed by the valve (10 a) produced by this precautionary damming up of the live steam and that are to be called, would always have to be over a longer period of operation Purchase resumption of condensate pumping the 20 to be taken. If, however, the condensate pump (4 b), which is temporarily kept in operation, reduces the regenerative preheating, the downstream valve (10 b) is opened. Increase in performance in the lowest pressure levels of the Turbine bewerkstelligt werden soll, so entstehen wie-Turbine is to be accomplished, so arise again- der andere Schwierigkeiten hinsichtlich der Abschal-the other difficulty with the disconnection 25 tung des betreffenden Vorwärmers oder der vorüber-25 the relevant preheater or the temporary Die Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen zum gehenden Ableitung des Hauptkondensatstromes.
Abfangen von Laststößen bei großen Dampfkraftan- Aus der Dissertation von Harry Thielen: »DieThe invention relates to measures for the discharge of the main condensate stream.
Interception of load surges with large steam power- From Harry Thielen's dissertation: »The lagen mit Durchlaufkessel. Zum Ausgleich von Dämpfung von Druckstößen in Rohrleitungen für Netz-Frequenzeinbrüchen ist es bekannt, den plötz- Flüssigkeiten und Flüssigkeits-Gas-Gemische« Diss. lieh auftretenden Leistungsmehrbedarf aus der 30 TH Karlsruhe 1962, ist es bei Ölleitungen bekannt, Speicherkapazität des Frischdampfnetzes vorüberge- Ventile zur Vermeidung unzulässiger Druckstöße in hend zu decken. Wenn die Frequenzstützung auf bestimmter Reihenfolge und mit gesteuerter Gediese Weise durchgeführt werden soll, müssen die schwindigkeit zu betätigen.lay with flow boiler. To compensate for damping pressure surges in pipelines for Network frequency drops are known to cause sudden liquid and liquid-gas mixtures «Diss. Lent additional power requirement from the 30 TH Karlsruhe 1962, it is known for oil lines, Temporary storage capacity of the main steam network Valves to avoid impermissible pressure surges in going to cover. If the frequency support is in a certain order and with controlled theses To do this, you need to operate the speed. Dampfturbinen aber in ihrem normalen Betriebszu- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, denSteam turbines, however, in their normal operation, the object of the present invention is to the stand noch über eine ausreichende Schluckreserve 35 Kondensatstrom unabhängig von der Schließgeverfügen. Die Reservehaltung des gespeicherten schwindigkeit eines Ventils vorübergehend mög-Frischdampfes wird bei Festdruckbetrieb beispiels- liehst schnell zu unterbrechen, ohne daß hierdurch weise durch ein ganz oder teilweise geschlossenes Druckstöße auftreten und daß die Kondensatförde-Überlastventil und im Gleitdruckbetrieb durch An- rung jederzeit ohne Verzögerung wieder aufgenomstauen des Frischdampfdruckes ermöglicht. In beiden 40 men werden kann.the condensate flow was still sufficient regardless of the locking device. The reserve of the stored speed of a valve temporarily possible live steam is, for example, to be interrupted quickly in the case of fixed pressure operation, without this wise occur through a completely or partially closed pressure surges and that the condensate discharge overload valve and in the sliding pressure operation by annealing, accumulate again at any time without delay the live steam pressure. In both 40 men can be. Fällen vermag die Speicherdampfmenge anfangs nur Die Erfindung betrifft damit eine Einrichtung zumCases can initially only the amount of stored steam The invention thus relates to a device for im Hochdruckteil der Dampfturbine Arbeit zu lei- Abfangen von Laststößen großer Dampfkraftanlagen sten, während sich erst nach Aufladen des Zwischen- mit Durchlaufkessel, bei denen die geförderte Konüberhitzers mit zeitlicher Verzögerung dann auch der densatmenge zur Verminderung der Regenerativ-Mitteldruck- und Niederdruckteil der Turbine an der 45 Vorwärmung vorübergehend verringert wird. Das Mehrleistung beteiligen kann. Erfahrungsgemäß wird Neue besteht dabei darin, daß ein Schaltgerät mit sich erst etwa 20 Sekunden nach Beginn des Vorgan- den Antrieben von zwei parallelgeschalteten Konges der Mehrleistungshöchstwert einstellen, der unge- densatpumpen und von diesen nachgeschalteten Venfähr doppelt so hoch ist wie der Anfangswert. Im tilen derart in Wirkverbindung steht, daß bei Beginn weiteren Verlauf verringert sich das Mehrleistungs- 5° des Laststoßes die eine Kondensatpumpe mit Minangebot verhältnismäßig schnell und hat zu dem destmengenförderung bei geschlossenem, nachge-Zeitpunkt, wo eine erhöhte Dampfleistung des Kes- schalteten Ventil in Betrieb gehalten wird, daß zur sels wirksam einsetzt, im allgemeinen den Anfangs- Abschaltung des Kondensatstromes der Antrieb der wert der Mehrleistung bereits unterschritten. Wenn anderen Kondensatpumpe abgeschaltet und anschliezu diesem Zeitpunkt die Mehrleistung aus der 55 ßend das dieser nachgeschaltete Ventil geschlossen Speicherkapazität beispielsweise noch 5 °/o der Nenn- wird und daß zur Wiederaufnahme der Kondensatleistung betragen soll, muß für die Turbine eine förderung das der in Betrieb gehaltenen Kondensat-Schluckreserve von nahezu 15 %> vorgehalten wer- pumpe nachgeschaltete Ventil geöffnet wird,
den. Die hierdurch bedingte Begrenzung der Maschi- Grundsätzlich ist es zwar üblich und bekannt, beiIn the high-pressure part of the steam turbine work to be carried out intercepting load surges of large steam power plants, while only after charging the intermediate boiler, in which the conveyed cone superheater with a time delay then also the amount of densate to reduce the regenerative medium-pressure and low-pressure part of the turbine 45 preheating is temporarily reduced. That more power can participate. Experience has shown that the new thing is that a switchgear with itself only about 20 seconds after the start of the operation. In the tilen is so in operative connection that at the beginning of the further course the additional power 5 ° of the load surge decreases the one condensate pump with minimum supply relatively quickly and has the least amount of delivery with closed, post-time, where an increased steam output of the boiler switched valve in Operation is kept so that it begins to take effect, generally the initial shutdown of the condensate flow, the drive, the value of the additional power has already fallen below. If the other condensate pump is switched off and the additional output from the 55 ßend this downstream valve is closed storage capacity, for example, still 5% of the nominal and that to resume the condensate output is to be, the turbine must be a pump that is kept in operation Condensate swallowing reserve of almost 15%> held in reserve, the downstream valve is opened,
the. The resulting limitation of the machi- Basically it is common and known with nenauslastung und die damit verbundenen Einbußen 60 Kraftwerksanlagen mehrere Kondensatpumpen zu am Wärmeverbrauch bedeuten erhebliche Nachteile. verwenden, jedoch nicht zu dem vorgeschildertencapacity utilization and the associated losses increased 60 power stations to several condensate pumps in terms of heat consumption mean considerable disadvantages. use, but not to the one described above Eine andere aus der deutschen Patentschrift Zweck, sondern lediglich zur Reservehaltung.
973 977 bekannte Lösung zum Einsatz großer Kraft- Für das Arbeiten einer solchen Einrichtung ist einAnother purpose from the German patent specification, but only for reserve purposes.
973 977 known solution to the use of great force- For the work of such a device is a werksblöcke zur Frequenzstützung besteht in einem Betrieb der Anlage bis rund 951Vo der maximal mögvorübergehenden Eingriff in den Wärmekreislauf im 65 liehen Leistung geeignet, um so eine Leistungssteige-Sinne einer teilweisen oder vollständigen Abschai- rung um 5 % der jeweilig gefahrenen Last zu ermögtung der Regenerativ-Vorwärmung. Unter vorüber- liehen. Im allgemeinen kann vorausgesetzt werden, gehender Verringerung der Regenerativ-Vorwär- daß die Größe des Speisewasserbehälters so bemes-plant blocks for frequency support consists in an operation of the system up to around 95 1 Vo of the maximum possible temporary intervention in the heat cycle in 65 borrowed power, in order to enable a power increase meaning a partial or complete shearing of 5% of the respective load Regenerative preheating. Under borrowed. In general, it can be assumed that the regenerative preheating will be reduced so that the size of the feed water tank
DE19671601005 1967-12-23 1967-12-23 Device for intercepting load surges in large steam power plants with flow boilers Expired DE1601005C3 (en)

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