DE1948914A1

DE1948914A1 - Dampfkraftanlage mit dampftbeheizten Regenerativ-Vorwaermern

Info

Publication number: DE1948914A1
Application number: DE19691948914
Authority: DE
Inventors: Rupprecht Dr-Ing Michel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1969-09-27
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1971-04-15

Description

Dampfkraftanlage mit dampfbeheizten Regenerativ-Vorwärmern Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage mit Durchlaufkessel und dampfbeheizten Regenerativ-Vorwärmern, wobei vom Hauptspeisewasserfluß, der die verschiedenen Regenerativstufen durchsetzt, Teilströme abzweigen und durch die Enthitzer auf hohe Temperaturen vorgewärmt werden.
Es ist bereits früher eine Dampfkraftanlage mit Vorwärmung des Speisewassers durch Turbinenanzapfdampf unter Verwendung von der Enthitzung dienenden, den Vorwärmstufen zugeordneten, für einen Teilstrom der Speisewassermenge dimensionierten Wärmetauschern vorgeschlagen worden, wobei die abgezweigten Speisewasserteilströme geregelt oder ungeregelt in gesonderten Strängen vor oder hinter dem Economiser des Dampferzeugers zugeführt werden.
Weiterhin sind Verfahren zur Regelung der Zwischendampftemperaturen bei Dampfkraftprozessen mit ein- oder mehrfacher Zwischenüberhitzung bekannt geworden, bei denen ebenfalls vom Speisewasserhauptstrom ein Teilstrom abgezweigt und durch Enthitzungswärme des Anzapfdampfes verdampft wird und der so erzeugte Dampf in einem Sekundärkreislauf in einer gesonderten Turbine entspannt wird.
Diese bekannten Verfahren weisen unter anderem den Nachteil auf, daß eine verhältnismäßig aufwendige Regelung des Speisewasser-Teilstromes erforderlich wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung des Prinzips der getrennten Aufwärmung eines oder mehrerer abgezweigten Teilströme durch Überhitzungawärme von Anzapfdampf eine thermodynamisch günstige Anlage zu schaffen, die ohne zusätzliche Regelapparaturen arbeitet.
Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß bei einer Dampfkraftanlage der eingangs geschilderten Art ein oder mehrere abgezweigte Speisewasserteilströme als alleinige oder zusätzlich-e Einspritswassermenge in den Hauptstrom zur Temperaturregelung des :Arbeitsmittels, insbesondere zur Regelung der Frischdampftemperatur herangezogen sind.
Es ist an sich'bereits bekannt geworden, bei Temperaturregeleinrichtungen mit Einspritzwasser die zugeführte Einspritzwassermenge möglichst hoch aufzuwärmen. Bei den bekanrten Einrichtungen dieser Art durchströmt das Einspritzwasser aber lediglich Heizflächen, die von den Rauchgasen des Kessels erwärmt werden. Demgegenüber sieht aber die Erfindung vor, die Aufwärmung des Einspritzwassers in Wärmetauschern vorzunehmen, die der Enthitzung des Anzapfdampfes dienen. Auf diese Weise wird der thermodynamisch bedeutsame Vorteil erreicht, daß trotz höchster Ausnutzung der Regenerativwärme ohne zusätzliche Regelarmaturen eine um etwa 200C niedrigere Ecoeintrittstemperatur zur Verfügung steht, die ihrerseits wieder eine um 3 - 400 niedrigere Abgastemperatur zur Folge hat.
-Das zur Temperaturregelung des Kessels verwendete Einspritzwasser wird zweckmäßig hinter den Regenerativstufen entnommen und durchströmt dann parallel die gesonderten Wärmetauscher, in denen der Anzapfdampf enthitzt wird. Die vereinigten Teilströme gehen dann gemeinsam durch den Enthitzer der obersten Regenerativstufe. Damit auch bei wechselndem Einspritzwasserbedarf eine zur Hauptspeisewassermenge proportionale Menge durch diese Enthitzer strömt, kann eine Bypaßleitung vorgesehen sein, die z.B. bereits vor den Verdampferheizflächen einmündet. Wenn der Di££erenzdruck im Verdampfer bei Vollast etwa 15 at beträgt, bleibt dann das Einspritzventil im Regelbereich.
Wenn zu mehreren Einspritzstellen getrennte Leitungen geführt werden sollen, so kann man für diese Teilströme getrennte Enthitzer vorsehen, wobei entweder jeder Teilstrom jede Enthitzerstufe parallel zum anderen Teilstrom durchsetzt, oder es werden wechselweise die Teilströme jeweils vom vollen Anzapfdampf einer Entnahmestufe beaufschlagt, während der andere Teilstrom an dieser Entnahmedampfleitung vorbeigeführt wird, um dann an einer anderen Entnahmedampfleitung wieder in einem entsprechenden Wärmetauscher Wärme aufzunehmen.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung.
Der beispielsweise für eine Dampfleitung von 530 t/h bei 0 250 ata und 530°C Frischdampfzustand bemessene Durchlaufkessel 1 enthält den Economiser 2, den Verdampfer 3 und den Überhitzer 4, von dem aus der Frischdampf über die Leitung 5 zum Hochdruckteil 6 der Turbine 7 führt. Hinter dem ersten Zwischenüberhitzer 8 ist der erste Mitteldruckteil 9 und hinter dem zweiten Zwischenüberhitzer 39 der zweite Mitteldruckteil 37 und dahinter der Niederdruckteil 38 der Turbine 7 angeschlossen, wobei der Abdampf im Kondensator 10 niedergeschlagen und durch die Kondensatpumpe 11 zum Speisewasserbehälter 12 gefördert wird.
Die drehzahlregelbare Kesselspeisepumpe 13 treibt des Arbeitsmittel durch d ie die Regenerativ-Vorwärmstufen 14, 15 und 16 unter Aufwärmung auf beispielsweise 2550C zum Kessel 1.
Die Vorwärmstufen, von denen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur die Vorwärmer 14, 15 und 16 veranschaulicht sind, werden durch Entnahmedampf aus den Anzapfdampfleitungen 17 (14 ata, 4600C), 18 (25 ata, 3750C) und 19 (44 ata, zu 4550c) beheizt. Hinter den Regenerativ-Vorwärmern 14 und 15 ist von der Hauptleitung je eine Leitung 20 (20 t/h) und 21 (17 t/h) abgezeigt, durch die über Handventile 35, 36 einstellbare Teilströme des Arbeitsmittels fließen und in den Enthitzer 22 und 23 auf Temperaturen von beispielsweise 320 bis 325 0C erwärmt werden.
Die zusammengefaßten Teilströme gehen anschließend gemeinsam durch den Enthitzer 40 einer oberen, insbesondere der obersten Regenerativstufe 16, wo sie auf eine Temperatur von beispielsweise 3500C aufgewärmt werden, über eine Meßblende 47 und das Regelventil 31 zum Einspritzkühler 25. Durch die Ausgleichsleitung 41 fließt das Überschußwasser, das für die Einspritzregelung nicht benötigt wird, zum Kessel. Die Leitung 41 mündet hinter dem Economiser 2 in den Haupt strang. Hinter der Einmündungsstelle 41 in den Haupt strang des Kessels ist in diesem eine Mengenmeßblende 32 vorgesehen, von dem aus eine Signallinie 30 zum Speisewasserregler 43 führt. Die Hauptspeisewasserpumpe 13 wird vom Motor 44 über ein drehzahlveränderliches Getriebe 45 angetrieben. Au9 diese Weise regelt die Speisepumpe 13 mit Hilfe des Mengenmessers 32 die zum Kessel gelangende Speisewassermenge unter Berücksichtigung der Teilmenge, die durch die Leitung 41 fließt.
Die Einspritzregelung selbst arbeitet bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in gebräuchlicher Weise, wobei zur Temperaturregelung des Kessels, insbesondere zur Regelung der beispielsweise auf einer Temperatur von 530 0C zu haltenden Frischdampftemperatur, an geeigneter Stelle Temperaturmeßgeräte angebracht sind, so z.B. an der Stelle 26, von wo aus ein Temperatursignal 27 zu einem Regler 28 gelangt, der über die Wirklinie 29 das Einspritzventil 31 steuert. Entsprechend dem Druckverlust in der Verdampferheizfliche 3, der bei Vollast beispielsweise 15 at beträgt, fließt bei bestimmten Betriebszuständen kein Uberschußwasser über die Leitung 41 in den Kessel.
Darüber hinaus fließt aber bei extremem Einspritzwasserbedarf das Wasser in der Leitung 41 in umgekehrter Richtung vom Economiser 2 zum Einspritzventil 31, wie durch den Doppelpfeil 46 angedeutet ist.
3 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 9 Dampfkraftanlage mit Durchlaufkessel und Vorwärmung des Speisewassers durch Turbinenanzapfdampf unter Verwendung von der Enthitzung dienenden, den Vorwärmatufen zugeordneten Wärmetauschern, die von abgezweigten Teilströmen der Speisewassermenge parallel durchflossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinigten durch den Enthitzer der obersten Regenerativstufe geführten Parallelatröme als alleinige oder zusätzliche Einspritzwassermenge in den Hauptstrom zur Temperaturregelung des Arbeitsmittels, insbesondere zur Regelung der Frischdampftemperatur herangezogen sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgleichsleitung (41) parallel zu dem Einspritzkühler oder mehreren Einspritzkühlern, die bei kleinem Einspritzwasserbedarf das Überschußwasser hinter dem Economiser (2) in den Kessel (1) führt und bei extremem Einspritzwasserbedarf umgekehrt durchflossen wird.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenmeßblende (32) zur Regelung der Speisewassermenge zwischen Economiser (2) und Verdampfer (3) hinter dem Abzweig der Ausgleichsleitung (41) angeordnet ist.