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Regeleinrichtung für die Entgasung des Kondensats von Dampfkraftanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung zur Bildung von hochwertigen Entgasungsbedingungen
bei veränderlichen Betriebszuständen für die Entgasung des Kondensats im Kondensatorhotwell
von Dampfkraftanlagen. Die Erfindung geht dabei von Überlegungen aus, daß durch
zusätzliche Wärmezufuhr zum Kondensat im Hotwell eine teilweise Ausdampfung des
Kondensats erreicht werden kann, sodaß die im Kondensat gelösten Gase durch diese
Ausdampfung erleichtert austreten und abgesaugt werden können.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, durch Zufuhr zusätzlicher
Flüssigkeiteitsmengen in den Kondensatorhotwell unter ganz bestimmten Bedingungen
diese Erscheinung auszunutzen, um den Entgasungsprozeß zu verbessern und nach Möglichkeit
optimal zu gestelten. Auf diese Weise müßte es gelingen, die zusätzlich eingeleitete
Flüssigkeitsmenge zur Verbesserung der Entgasung des Turbinenkondensats mit heranzuziehen.
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Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß unter an sich bekannter
Zuführung zusätzlicher Flüssigkeitsmengen in den Turbinenkondensator diese in Abhängigkeit
der jeweiligen Druck-und Temperaturwerte im Kondensator mit zur Vorbesserung des
Entgasungseffektes des Turbinenkondensats beitragender Benessung ihrer Menge, ihres
Druckes und ihrer Temperatur in den Turbinenkondensator unterhalb des Hotwell-Wasserspiegels
in feiner Vorteilung eingeleitet werden. Dabei kann auch der
Restsauerstoffgehalt
des vom Kondensatorhotwell abfließenden Kondensatstromes laufend erfaßt und die
Regelung von von diesen hergeleiteten Meßerten beeinflußt werden.
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Es ist an sich bereits bekannt, Nebenkondensat in den Kondensator
oder in den Hotwell des Kondensators einzuleiten. Im Gegensatzt zu solchen bekannten
Anordnungen, bei denen Nebenkondensat und Zusatzwasser ungeregelt in den Turbinenkondensator
eingeleitet werden, wird aber jetzt im Rahmen der Erfindung bewußt eine wählbare
Energiezufuhr von außen her bei der Einleitung zusätzlichne Flüssigkeitsmengen in
den Hotwell des Kondensators vorgenommen. Mit den bekannten Anordnungen konnte man
bisher die gewünschte Wirkung nicht oder nur unvollkommen erreichen, da bei herkömmlichen
Nebenkondensateinleitung eine ausreichend gleichmäßige Verteilung der relativ kleinen
Nebenkondensatmenge in die Hauptkondensatmenge nicht herbeigeführt werden kann,
um die Hauptkondensatmenge in ihrem gesamten Volumen auf Sattdampftemperatur aufzuwärmen,
Demgegenüber sieht die Erfindung eine solche Bemessung des Druckes der zusätzlich
einzuführenden Flüssigkeitsmenge vor, daß eine gleichmäßige und möglichst völlige
Durchmischung der eingeleitweten Mengen mit der Hauptkondensatmenge im Hotwell erreicht
wird. Die gewünschte möglichst völlige Durchmischung wird naturgemäß auch begünstigt
durch großflächige Einführungs rohre mit einer Vielzahl von weit verteilten feinen
Austrittsöffnungen. Naturgemäß muß auch die durch das Nebenkondensat oder durch
eine andere zusätzlich zugeführte Flüssigkeitsmenge dem Hauptkondensat zugeleitete
Wärmemenge groß genug bemessen werden, um den gewünschten Vorgang des Aufkochens
einzuleiten und aufrecht zu erhalten, der für die günstige Entgasung entschneidend
ist. Umgekehrt würde aber, auch eine -menge der Zusatzflüssigkeit die Entgasung
beeinträchtigen, denn dann besteht die Gefahr, daß eine stürmische Dampfentwicklung
auftritt, wobei der Dampf in Strähnen das Dampfkondensat verläßt und somit ein ungleichmäßiges
Austreten und Absaugen der gelösten Gase in Frage gestellt würde. Die Regeleinrichtung
baeinflußt gemäß der Erfindung den Wärmeinhalt der zusätzlichen
Flüssigkeitsmengen
in dem geschilderten Sinne, wobei auch die Dosierung der zugeführten Mengen eine
erherbliche Rolle spielt.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen
in stark vereinfachter, schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende
Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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dem dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird in dem Kondensator
1 der durch den Austrittsstutzen 3 der Dampfkraftmaschine eingeleitete Dampf kondensiert.
Das als Eauptkondensat bezeichnete Turbinenkondensat wird im Rotwell 2 gesammelt.
An die Absaugeleitung 4 ist eine geeignete, nicht naher dargestellte Äbsaugeeinrichtung
angeschlossen. Die Konaensatpumpe 5 fördert das im Hotwell 2 anfallende Kondensat
zum Nebenkondensatkühler 6, der für den Kondensatstrom 60 des Hauptkondensats den
ersten Vorwärmer darstellt der Xauptkondensat strom gelangt weiterhin zum nächsten
Vorwärmer 7 und strömt dann durch die Leitung 8 zu weiteren Vorwärmstufen und schließlich
zum Kessel.
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Der Vorwärmer 7 wird-durch Entnahmedampf aus der Leitung 9 beheizt.
Das sich dann im Vorwärmer 7 bildende Nebenkondensat wird über die Leitung 14 mit
Hilfe geeigneter Sprühdüsen 13 oder dergl. unterhalb des Wasserspiegels 15 in das
Hauptkondensat im Hotwell 2 eingeführt.
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Ein Regler 16 beeinflußt nun das über die Leitung 14 zuströmende Nebenkondensat
hinsichtlich seines Druckes, , seiner Temperatur und seiner Menge so, daß günstige
Entgasungsbedingungen, vorzugsweise ein optimaler Entgasungseffekt, gewährleistet
wird. Hierzu werden Druck und Temperatur an den Meßstellen 17 und 18 laufend erfaßt
und über die Signallinien 19, 20 entsprechend Meßwerte dem Regler 16 zugeleitet.
Darüber hinaus dient eine Meßeinrichtung 21 der laufenden Erfassung des Restsauerstoffgehaltes
des
abfließenden Kondensatstromes, wobei -diese Meßwerte über die Signallinie 22 ebenfalls
dem Regler 16 zugeleitet werden. Der Regler 16 beeinflußt nun unter anderem den
Druck der zusätzlich zugeleiteten Plüssigkeitsmengen, wobei zunächst angenommen
wird, daß das Nebenkondensat von sich aus bereits unter einem ausreichend hohen
Druck anfällt, sodaß lediglich eine veränderbare Druckreduzierung auf den jeweils
gewünschten Enddruck erforderlich wird. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann
in nicht näher dargestellter Weise eine Pumpe vorgesehen werden, die den Druck des
Nebenkondensats in wählbarer Weise zu erhöhen gestattet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
läßt sich der Druck des den Vorwärmer 7 über die Leitung 10 verlassenden Kondensats
mit Hilfe der Regelventile 11 und 12 reduzieren. Entsprechende Wirklinien sind mit.
23 und 24 bezeichnet.
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Darüber hinaus kann aber auch mit den Regelventilen 11 und 12 eine
Temperaturregelung'durch gegensinniges Verstellen dieser Ventile vorgenommen werden,
indem der Nebenkondensatstrom in zwei Teilströme aufgespalten wird, von denen der
eine den Kondensaekühler 6 durchsetzt, während der andere unbeeinflußt an diesem
vorbeigeführt wird. Solche Bypaßregelungen sind zur Temperaturbeeinflussung bereits
anderweitig bekannt und ausgenutzt worden.
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Wenn der Regler 16 auf diese Weise Druck und Temperatur des Nebenkondensats
zu beeinflussen gestattet, so wird darüber hinaus eine Mengenregelung dadurch vorgenommen,
daß hinter der Kondensatpumpe 5 vom Kondensatstrom eine Teilmenge mittels der Leitung
25 abgezweigt und eine über ein durch die Wirklinie 26.betätigtes Regelventil 27
beeinflußte veränderliche Menge dem Nebenkondensat beigemischt wird und zusammen
mit diesem über die Leitung 14 zum Hotwell 2 gelangt. Dabei kann über die Meßblende
28 und die entsprechende Wirklinie 29 im Regler die Gesamtzusatzmenge überwacht
und eingeregelt werden.
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Wenn der Vordruck des Nebenkondensats zur Einleitung dieser Flüssigkeitsmengen
unter Wasser nicht ausreichen sollte, so kann man, wie bereits erwähnt, von einer
zusätzlichen Hilfe
pumpe Gebrauch machen. Es besteht weiterhin aber
auch noch die Möglichkeit, die Wärme dieses Nebenkondensats über einen besonderen
Wärmetauscher ganz oder zum Teil an den Teilstrom des Hauptkondensats zu übertragen,
der dann aufgewärmt in den Hotwell eingespeist wird.
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Hierfür ist in Figur 2 ein AusSührungsbei3piel veranscha;ulicht. Das
den Kondensatküher 6 verlassende Nebenkondensat gelangt über die Leitung 30 zu einem
Wärmeaustauscher 31, in dem der Teilstrom 25a der rückgeführten Eondensatmenge 25
regelbar aufgewärmt wird. Das abgekühlte Nebenkondensat gelangt dann über die Leitung
32 zu einer oberhalb des Kondensator-Hotwells'gelegenen Einführungsstelle 33 im
Kondensator.
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In manchen Fällen wird das Nebenkondensat der untersten Vorwärmstufe
umgepumpt. Eine solche Maßnahme ist bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
angewendet. Die Aufwärmung des vom Hauptkondensatstrom abgezweigten Teil stromes
wird hier nicht mit flüssigem, sondern mit dampfförmigem Arbeitsmittel vorgenommen,
wobei von der Dampfentnahmeleitung 9, die von einer unteren, insbesondere der untersten
Turbinenentnahmestufe hergeleitet ist, ein Deilatrom abgezweigt und dem Wärmetauscher'34
über die Leitung 35 zugeführt wird. Das im Wärmetauscher-34 anfallende Kondensat
gelangt über die Leitung 61 zum Vorwärmer 7 und wird zusammen mit dessen Kondensat
mittels der Nebenkondensatpumpe 40 in den Speisewasserfluß gefördert. Zur Temperaturregelung
kann das Ventil 36 über die Wirklinie 37 vom Regler 16 aus verstellt werden, es
ist aber auch möglich, susåtzlich und für sich allein auch mit Hilfe der Bypsßleitung
25b einen Teil des aufzuwärmenden Stromes am Wärmetauscher 34 vorbeizuführen, wobei
dann das Ventil 38b mehr oder weniger zu öffnen ißt. Dabei wird angenommen, daß
der Strömung swid erstand innerhalb des Wärmetauschers 34 größer ist als innerhalb
der Rohrleitung 25b, sodaß man mit einem einzigen Regelventil 38b auskommen kann
und nicht, wie in Figur 2 dargestellt, zwei gegensinnig zu verstellende Ventile
38a und 38b in den beiden Leitungen 25a und 25b benötigt.
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Im übrigen sei noch darauf hingewiesen, daß man zur Vermeidung eines
unnötigen Energieverbrauches an der Hauptkondensatpumpe 5 bei allen diesen Schaltungen
die Möglichkeit hat, die Mindestfördermenge der Hauptkondensatpumpe 5 als Hauptkondensatteilstrom
25 zu verwenden.
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Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht eine
Anwendungsinöglichkeit der Erfindung bei Anlagen mit mindestens zwei Turbinenkondensatoren,
die auf unterschiedlicher Druckstufe liegen. Solche Verhältnisse liegen beispielsweise
bei der sogenannten Stufenkondensation vor, bei der das Kühlmittel die Kondensatoren
in Reihenschaltung nacheinander durchsetzt.
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Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch die
Reihenschaltung des Kühlstromes 41 der Kondensator 42 auf einem geringeren, Temperatur-
und Druckniveau gehalten als der Kondensator 43. Dem Hotwell 44 des Kondensators
niedrigeren Druckes 42 wird hier zur Erzielung einer optimalen Entgasung das Hauptkondensat
vom Hotwell 45 des Kondensators höheren Druckes 43 zugeleitet. Mit Hilfe der Kondensatpumpen
46 und 47 und unter Betätigung der Ventile 48 und 49 kann der Druck verändert werden.
Daneben wird das von einem Vorwärmer 50 über die Leitung 51 hera;ngeführte Nebenkondensat
ganz oder teilweise in den Hotwell 45 des Kondensators 43 eingeleitet.
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Mit Hilfe des Regelventiles 52 kann Menge und Druck beeinflußt werden.
Wenn die Nebenkondensatmenge zur Erzielung einer optimalen Entgasung im Hotwell
45 des Kondensators 45 zu gering sein sollte, so kann unter Ausnutzung der Kondensatpumpe
47 durch Öffnen des Ventiles 59 in der Leitung 53 die Menge entsprechend vergrößert
werden. Die Ventile sind über die Wirklinien 54, 55, 56 und 57 dem Regler 16 unterstellt.
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9 Patentansprüche 4 Figuren