DE1915583B1

DE1915583B1 - Verfahren zur Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur bei einem Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit beim Anfahren und bei Teillast ueberlagerter Umwaelzung

Info

Publication number: DE1915583B1
Application number: DE19691915583
Authority: DE
Inventors: Maeule Dipl-Ing Reinhold
Original assignee: NECKARWERKE ELEK ZITAETSVERSOR
Current assignee: NECKARWERKE ELEK ZITAETSVERSOR
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-04-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur während des Betriebes mit Umwälzkreislauf bei einem Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit beim Anfahren und Teillast einem Teil der Heizflächen überlagerten Umwälzkreislauf mit Trenngefäß und Wärmetauscher.
Bekannt sind Zwangdurchlauf-Dampferzeuger, bei denen zur Verhinderung von Stabilitätsschwierigkeiten im Verdampfer beim Anfahren und bei Schwachlast ein über ein Wasser-Dampf-Trenngefäß und eine Umwälzpumpe führender Umwälzkreislauf überlagert wird. Der in den Dampferzeuger eintretende, konstant gehaltene Arbeitsmittelstrom setzt sich dabei zusammen aus dem umgewälzten Anteil und dem der Dampferzeugung entsprechenden eingespeisten Anteil. Die Enthalpie des Arbeitsmittels am Eintritt des Dampferzeugers ergibt sich aus der Mischung dieser beiden Anteile.
Während des Betriebes mit überlagerter Umwälzung, also beim Anfahren und bei Teillast, liegt der Umwandlungspunkt im Dampferzeugersystem fest; bei konstantem Verhältnis Brennstoff zu Arbeitsmittel ergibt sich für die Dampfaustrittstemperatur lediglich eine geringe Beeinflussungsmöglichkeit durch die Feuerführung und durch die Einspritzung in die Überhitzer nur die Möglichkeit der Dampftemperaturbeeinflussung auf tieferem Temperaturniveau, was in der Regel nicht erwünscht ist, da die Dampfaustrittstemperatur in diesem Betriebszustand ohnedies niedriger ist.
Bei häufigen Starts von Blockeinheiten aus dem warmen oder heißen Zustand heraus liegt die Aufgabe vor, in möglichst kurzer Zeit bei möglichst geringem Brennstoffverbrauch die für den Turbinenstart notwendige hohe Dampftemperatur zu erreichen.
Andererseits mußte bei vielen Heißstarts an Zwangdurchlauf-Dampferzeugern mit der erwähnten Umwälzeinrichtung in den ersten Minuten ein Rückgang der Dampftemperatur in Teilen des Überhitzers und damit auch am Dampfaustritt beobachtet werden, was zu einer Verlängerung der mit Verlusten behafteten Startphase führte.
Bei angenommenem konstantem Verhältnis Brennstoff zu Arbeitsmittel am Verdampfereintritt muß diese Beobachtung erklärt werden mit einer Verschiebung des Verhältnisses der im Verdampfer an das Arbeitsmittel übergehenden Wärme zu der im Überhitzer an das Arbeitsmittel übergehenden Wärme. In dieser Startphase wird dem Arbeitsmittel im Verdampfer aus Brennstoffzufuhr und Speicherwärme gegenüber dem normalen Betriebszustand relativ mehr Wärme angeboten als im Überhitzer. Als Folge davon wird im Verdampfer mehr Arbeitsmittel verdampft als im Überhitzer auf die gewünschte Dampfaustrittstemperatur gebracht werden kann.
Im Teillastbetrieb des Dampferzeugers mit Umwälzbetrieb, bei dem häufig die Dampfaustrittstemperatur absinkt, kann es mit Rücksicht auf Turbinenkriterien wünschenswert sein, diese Temperatur zu erhöhen. Es zeigt sich, daß diese Aufgabe ebenfalls in der gleichen, hier beschriebenen Weise, gelöst werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur während des Anfahr- und Teillastbetriebes durchzuführen, wobei sowohl die umgewälzte Arbeitsmittelmenge als auch die in den Dampferzeuger eingespeiste Arbeitsmittelmenge sowie die Feuerleistung konstant gehalten werden sollen. Durch Herabsetzen der Eintrittsenthalpie wird bei vergleichsweise gleichem Wärme angebot im Verdampfer weniger Arbeitsmittel verdampfen und den Überhitzer durchströmen.
Bei auch dort vergleichsweise gleichem Wärmeangebot wird der so verringerte dampfförmige Arbeitsmittelstrom den Überhitzer mit höherer Temperatur verlassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei konstantem Verhältnis von Brennstoff zum Arbeitsmittel am Verdampfereintritt die Eintrittsenthalpie des Arbeitsmittels in die Verdampferheizflächen durch Kühlung des umgewälzten Arbeitsmittels so verändert wird, daß die erzeugte Dampfmenge verkleinert und damit die Dampfaustrittstemperatur aus dem Dampferzeuger angehoben wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das dem Wärmetauscher zugeführte Kühlmittel hinter der Kondensatpumpe zu entnehmen und im Bereich der Niederdruckvorwärmer dem Hauptkreislauf wieder zuzuführen.
Weiter wird vorgeschlagen, das dem Wärmetauscher zugeführte Kühlmittel einem benachbarten, in Betrieb befindlichen Kraftwerksblock aus dem Kondensat- oder Speisewasserstrom zu entnehmen und diesem wieder zuzuführen. Damit kann die dem Umwälzstrom entzogene Wärme, anstatt der aus der Turbinenentnahme kommenden Wärme, dem Kondensat- oder dem Speisewasserstrom zugeführt werden. Die dafür nicht entnommene Entnahmedampfmenge kann somit eine Mehrleistung in der Turbine erbringen. Insbesondere bei Gleitdruckbetrieb des Dampferzeugers kommt dabei das Temperaturniveau der aus dem Umwälzstrom abzuführenden Wärme nahe an das Temperaturniveau der Vorwärmung des Kondensat- oder Speisewasserstromes heran.
Darüber hinaus weist die Erfindung folgende wesentliche Vorteile auf: 1. Es tritt keine Mischung und damit mengenmäßige und chemische Beeinflussung zwischen den wärmetauschenden Medien auf.
2. Bekannte und übliche Regel- und Automatisierungseinrichtungen an der Umwälzeinrichtung werden nicht gestört.
3. Durch Verändern der Wärmeabfuhr aus dem Umwälzstrom durch den Kühlmittelstrom kann die Dampfaustrittstemperatur im Umwälzbetrieb geregelt werden.
An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist die Erfindung beispielsweise näher veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt die Erfindung mit dem Einbau des Wärmetauschers in den bekannten überlagerten Umwälzkreislauf; F i g. 2 zeigt die Erfindung, bei der als Kühlmittel ein Teilstrom des Kondensathauptstromes beispielsweise aus dem Bereich der ND-Vorwärmer entnommen und dort auch wieder eingeführt wird; F i g. 2 a zeigt die Erfindung, bei der als Kühlmittel ein Teilstrom des Kondensathauptstromes beispielsweise vor den ND-Vorwärmern entnommen und hinter diesen dem Kondensathauptstrom wieder zugeführt wird; Fig. 3 zeigt die Erfindung, bei der als Kühlmittel ein Teilstrom des Speisewasserhauptstromes beispielsweise aus dem Bereich der Hochdruck-Vorwärmer entnommen und dort auch wieder eingeführt wird; F i g. 3 a zeigt die Erfindung, bei der als Kühlmittel ein Teilstrom des Speisewasserhauptstromes beispielsweise vor den HD-Vorwärmern entnommen und hinter diesen dem Speisewasserhauptstrom wieder zugeführt wird.
Dem Dampferzeuger 1 mit dem Vorverdampfer 2 und dem Verdampfer 3 ist ein Wasser-Dampf-Trenngefäß 4 zugeordnet, von dem einerseits Dampf über die Leitung 5 dem Überhitzer 6 zugeführt wird, während über die Leitung 7 mit Umwälzpumpe 8 und Regelventil 9 Wasser an der Stelle 10 in die Speiseleitung 11 eingeführt wird. Über Mengenmeßeinrichtungen in den Leitungen 7 und 11 werden in bekannter Weise die Mengenströme erfaßt und die zur Mindestmenge des benötigten Arbeitsmittelstromes fehlende Menge über Ventil 11 a ergänzt. Das sogenannte Umwälzwasser wird gemäß der Erfindung mit einem Kühlmittel in einem Wärmetauscher 12 in Wärmetausch gebracht, abgekühlt und damit die Eintrittsenthalpie des Speisewassers in den Vorverdampfer herabgesetzt.
Während F i g. 1 lediglich den Zu- und Abgang des Kühlmittels zeigt, und damit die Art und die Herkunft des Kühlmittels frei gewählt werden kann, ist bei den F i g. 2 und 2 a gezeigt, wie ein Teilstrom des Turbinenkondensats dieses oder eines benachbarten laufenden Blockes als Kühlmittel verwendet werden kann.
Das aus dem Kondensator 13 über die Pumpe 14 geförderte Kondensat wird beispielsweise an der Stelle 15, 15 a in Teilströme aufgeteilt. Der eine Teilstrom gelangt über die Leitung 16, 16 a in den Wärmetauscher 12, während der Hauptstrom über die Leitung 17 in die Niederdruckvorwärmer 18 gelangt.
Eine Vereinigung des als Kühlmittel für den Wärmetauscher 12 dienenden Teilstromes und des aus den Niederdruckvorwärmern 18 ankommenden Hauptstromes erfolgt an Ider Stelle 19 bzw. 19 a.
Wie die F i g. 3 und 3 a zeigen, kann bei hohem Temperaturniveau in gleicher Weise das Kühlmittel aus dem Speisewasserstrom eines benachbarten laufenden Blockes im Bereich der Hochdruckvorwärmer 28 hinter der Speisepumpe 23 aus der Speisewasserleitung 24 beispielsweise an der Stelle 25 bzw. 25 a entnommen und als Teilstrom in einer Nebenleitung 26 bzw. 26 a dem Wärmetauscher 12 zugeführt werden. Dieser Teilstrom wird an der Vereinigungsstelle 27 bzw. 27 a wieder mit dem aus den Hochdruckvorwärmern 28 kommenden Speisewasserhauptstrom vereinigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beeinflussung der Dampfaustrittstemperatur während des Betriebes mit Umwälzkreislauf bei einem Zwangdurchlauf-Dampferzeuger mit beim Anfahren und Teillast einem Teil der Heizflächen überlagerten Umwälzkreislauf, mit Trenngefäß und Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstantem Verhältnis von Brennstoff zum Arbeitsmittel am Verdampfereintritt die Eintrittsenthalpie des Arbeitsmittels in die Verdampferheizflächen durch Kühlung des umgewälzten Arbeitsmittels so verändert wird, daß die erzeugte Dampfmenge verkleinert und damit die Dampfaustrittstemperatur aus dem Dampferzeuger angehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Wärmetauscher zugeführte Kühlmittel hinter Ider Kondensatpumpe entnommen und im Bereich der Niederdruckvorwärmer dem Hauptkreislauf wieder zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Wärmetauscher zugeführte Kühlmittel aus einem benachbarten in Betrieb befindlichen Kraftwerksblock aus dem Kondensat- oder Speisewasserstrom entnommen und demselben wieder zugeführt wird.