DE19541543A1 - Verfahren und Anordnung zum Vorwärmen des Hauptkondensats in Kraftwerksprozessen - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Vorwärmen des Hauptkondensats in KraftwerksprozessenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen des
Hauptkondensats in Kraftwerksprozessen, wobei Anzapfdampf
unter Erwärmen des Hauptkondensats in einem Niederdruckvor
wärmer kondensiert und das entstehende Heizkondensat dem
Hauptkondensatstrom zugeführt wird. Ferner betrifft die
Erfindung eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei Kraftwerksprozessen ist es bekannt und üblich, aus
Turbinenanzapfungen oder aus einer kalten Zwischenüberhit
zung Dampf zu entnehmen und diesen Dampf in Hochdruck- und
Niederdruck-Vorwärmern zur Speisewasser- bzw. Kondensatvor
wärmung zu nutzen. Durch Speisewasser- und Kondensatvorwär
mung kann die Primärenergiezufuhr zum Dampferzeuger verrin
gert werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß insbeson
dere bei der Planung neuer Kraftwerksanlagen eine spürbare
Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrades sowie des
Kosten/Nutzenverhältnisses bei der Speisewasservorwärmung
durch geeignete Verfahrensführung bei der Kondensatvorwär
mung und deren Einbindung in die ND-Vorwärmstraße erreicht
werden kann. Dies ist Aufgabe der Erfindung.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der ein
gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß geeigneter
Dampf aus dem Wasserdampfkreislauf einem Kondensatheber als
Treibdampf zugeführt wird und daß Heizkondensat aus dem
Niederdruckvorwärmer von dem Kondensatheber in den den
Vorwärmer verlassenden Hauptkondensatstrom gefördert wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch
aus, daß ein Heizkondensat-Austritt des Niederdruck-Vorwär
mers mit einem Kondensatheber verbunden ist, daß ein Treib
dampfanschluß des Kondensathebers mit Dampf höheren Druck
niveaus beaufschlagt ist, und daß der Förderauslaß des
Kondensathebers mit der Hauptkondensatleitung stromab des
Niederdruck-Vorwärmers verbunden ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin,
daß in Kraftwerksprozessen anfallendes Sattwasser kavita
tionsfrei und außerordentlich wirtschaftlich gefördert wird.
Sattwasser fällt insbesondere in der Niederdruck-Vorwärm
straße in Form von Heizkondensat an; es entsteht aber auch
bei Einsatz eines Dampf-Luftvorwärmers. Mit gleichen Vortei
len läßt sich die Erfindung überall dort anwenden, wo hohe
Druckänderungsgeschwindigkeiten auf der Saugseite des zu
fördernden Fluids zu einer Kavitationsgefährdung der Pumpen
führen können.
Bei der Erfindung werden nicht nur die kostengünstigen,
rein mechanischen Fördereigenschaften des Kondensathebers
ausgenutzt, sondern durch Einbindung des Kondensathebers in
die Niederdruck-Vorwärmstraße kann auch der Restwärmeinhalt
des Heizkondensats thermodynamisch günstiger in den Wasser
kreislauf eingebunden werden. Das einfache Förderprinzip der
Kondensatheberanlage ermöglicht einen Verzicht auf elektri
sche Heizkondensatpumpen und deren Regelung. Der als Treib
dampf für die Kondensatheberanlage dienende Dampf kann dem
Wasser-Dampf-Kreislauf an geeigneter Stelle entnommen und
nach Förderung des Heizkondensats wieder in den Wasser-
Dampf-Kreislauf eingebunden werden.
Eine weitere Verbesserung des Kreislaufwirkungsgrades
läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen,
daß ein Doppelkammer-Niederdruck-Vorwärmer verwendet wird,
dessen erste Kammer mit Anzapfdampf und dessen zweite Kammer
mit einer durch Thermokompression gewonnenen Dampfmischung
beaufschlagt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Übersichtschaltung mit einem Ausschnitt
der Niederdruck-Vorwärmstraße und deren Ein
bindung in den Kraftwerksprozeß; und
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild des als Zwei
kammervorwärmer ausgebildeten Niederdruck-
Vorwärmers in Verbindung mit dem in die
Hauptkondensatleitung fördernden Konden
satheber.
Die im Schaltbild gemäß Fig. 1 dargestellte Niederdruck-
Vorwärmstraße 1 weist Niederdruck-Vorwärmer NDV 1a/1b und
NDV 2a/2b, vier Kondensatheber 50, 51, 52 und 53 und eine
Treibdampf-Sammelschiene 20 auf. Die Vorwärmer NDV 1a und
NDV 2a werden mit Dampf aus Anzapfungen A1 und A2 einer
Niederdruck-Turbine 5 gespeist. Das in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel von einer Hauptkondensatpumpe 2 geför
derte Kondensat wird in der ND-Vorwärmstraße 1 mehrstufig
vorgewärmt und über eine Hauptkondensatleitung 3 in einen
nicht dargestellten Speisewasserbehälter gefördert.
Der Treibdampf-Sammelschiene 20 entnommener Dampf dient
den Kondensathebern 50 . . . 53 als Treibdampf. Dieser Dampf
wird anschließend an geeigneter Stelle wieder in den Wasser-
Dampf-Kreislauf eingebunden. Der ersten Vorwärmestufe NDV 1a
wird weitgehend entspannter Dampf aus der Anzapfung A1
zugeführt. Im NDV 1a anfallendes Heizkondensat wird über
eine Leitung 10 dem Kondensatheber 50 zugeführt und von
diesem über eine Leitung 11 in den Hauptkondensatstrom 3
gefördert. Die zweite Vorwärmstufe NDV 1b erhält ein Dampf
gemisch aus einem Dampfstrahler 30, dem Dampf aus der An
zapfung A2 über einen Treibdampfanschluß 31 zugeführt wird
und der über einen Saugdampfanschluß 32 den exergetisch
minderwertigen Dampf aus der Anzapfung A1 ansaugt. Durch
Verdichtung des angesaugten Dampf s im Dampfstrahler 30 wird
die Kondensationstemperatur angehoben. Das in der Stufe NDV
1b anfallende Heizkondensat wird über eine Leitung 12 dem
Kondensatheber 51 zugeführt und von diesem über eine Leitung
13 in den Hauptkondensatstrom 3 gefördert.
Die Einbindung der nachgeschalteten Vorwärmstufen NDV 2a
und NDV 2b, deren Beaufschlagung mit Anzapfdampf und der
kavitationsfreie Förderung von Sattwasser mittels der Kon
densatheber 52 und 53 sind analog. Der Treibdampf für die
Kondensatheber 52 und 53 wird ebenfalls der Treibdampf-
Sammelschiene 20 entnommen. Die Vorwärmstufe NDV 2a erhält
Dampf aus der Anzapfung A2. Das Heizkondensat aus der Vor
wärmstufe NDV 2a wird über die Leitung 14 dem Kondensatheber
52 zugeführt und von diesem über die Leitung 15 in den
Hauptkondensatstrom 3 gefördert. Der nächsten Stufe NDV 2b
wird ein Dampfgemisch aus einem Dampfstrahler 40 zugeführt,
dessen Treibdampfanschluß 31 mit einer Anzapfung A3 verbun
den ist und der über einen Saugdampfanschluß 42 Dampf aus
der Anzapfung A2 ansaugt.
Der in Fig. 2 dargestellte Doppelkammer-Vorwärmer ist im
beschriebenen Ausführungsbeispiel bekannter Bauart. Das
Hauptkondensat tritt aus der Hauptkondensatleitung 3 in eine
einlaßseitige Wasserkammer 4a ein, wird in einer ersten
Wärmetauscherkammer (Vorwärmstufe NDV 1a) mit Anzapfdampf A1
und in einem von der ersten Wärmetauscherkammer druckdicht
abgeschlossenen zweiten Wärmetauscherkammer (Vorwärmstufe
NDV 1b) mit dem Dampfgemischaus dem Dampfstrahler 30 beauf
schlagt und strömt schließlich über eine auslaßseitige
Wasserkammer 4b in einen nachfolgenden Abschnitt der Haupt
kondensatleitung 3.
Über die Ansaugleitung 32 wird Anzapfdampf A1 vom Treib
dampf aus A2 durch Impulsaustausch angesaugt und strömt nach
Druckerhöhung im Diffusor in den NDV 1b ein. Das im NDV 1a
anfallende Heizkondensat wird durch ein Absperrventil 60 und
ein Rückschlagventil 61 über die Leitung 10 in den Konden
satheber 50 geleitet. Im Kondensatheber ist ein Schwimmer
angebracht, der über eine Hebelanordnung ein Treibdampf-
Eintrittsventil 64 und ein Dampfauslaßventil 65 gegenläufig
steuert. Die beiden zuletzt genannten Ventile sind in den
Kondensatheber integriert.
Bei geschlossenem Treibdampf-Einlaßventil 64 strömt das
Heizkondensat aus dem NDV 1a in den Kondensatheber 50. Der
ansteigende Kondensatspiegel im Innenraum des Kondensathe
bers hebt den Schwimmer. Letzterer öffnet in seiner oberen
Grenzposition über ein Gestänge das Treibdampf-Einlaßventil
64. Der aus der Sammelschiene 20 über die Treidampfleitung
21 einströmende Treibdampf drückt nun das Heizkondensat
über das in der Leitung 11 angeordnete Rückschlagventil 62
und das Absperrventil 63 in die Hauptkondensatleitung 3. Bei
Erreichen einer unteren Grenzposition schließt der Schwimmer
das Treibdampf-Einlaßventil 64 und öffnet das Austrittsven
til 65. Der über die Leitung 22 ausströmende Dampf gibt den
Weg für aus NDV 1a nachströmendes Kondensat frei.
Das aus NDV 1b und Kondensatheber 51 bestehende System
ist analog aufgebaut und arbeitet dementsprechend.
Claims (7)
1. Verfahren zum Vorwärmen des Hauptkondensats in Kraft
werksprozessen, wobei Anzapfdampf unter Erwärmen des Haupt
kondensats in einem Niederdruckvorwärmer kondensiert und das
entstehende Heizkondensat dem Hauptkondensatstrom zugeführt
wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß geeigneter Dampf aus dem Wasserdampfkreislauf, ins besondere Dampf eines höheren Druckniveaus als der als Heizdampf dienende Anzapfdampf, einem Kondensatheber als Treibdampf zugeführt wird; und
daß das Heizkondensat aus dem Niederdruckvorwärmer von dem Kondensatheber in den den Vorwärmer verlassenden Haupt kondensatstrom gefördert wird.
daß geeigneter Dampf aus dem Wasserdampfkreislauf, ins besondere Dampf eines höheren Druckniveaus als der als Heizdampf dienende Anzapfdampf, einem Kondensatheber als Treibdampf zugeführt wird; und
daß das Heizkondensat aus dem Niederdruckvorwärmer von dem Kondensatheber in den den Vorwärmer verlassenden Haupt kondensatstrom gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Doppelkammer-Niederdruck-Vorwärmer verwendet wird,
dessen erste Kammer mit weitgehend entspanntem Dampf und
dessen zweite Kammer mit einer durch Thermokompression
gewonnenen Dampfmischung beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß Treibdampf für die Kondensatheber einer Treib
dampf-Sammelschiene entnommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Teilstrom aus dem die erste Kammer des
Niederdruckvorwärmers mit Heizdampf versorgenden Dampfstrom
abgezweigt und als Ansaugdampf bei der Thermokompression
verwendet wird.
5. Anordnung zum Vorwärmen des Hauptkondensats in Kraft
werksprozessen mit einem Niederdruck-Vorwärmer, dessen
Heizdampfanschluß mit einer Anzapfung einer ND-Turbine
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Heizkondensat-Austritt des Nieder druck-Vorwärmers (NDV 1a, 1b, 2a, 2b) mit einem Kondensathe ber (50 . . . 53) verbunden ist;
daß ein Treibdampfanschluß des Kondensathebers an eine Treibdampf-Sammelschiene (20) angeschlossen ist und
daß der Förderauslaß (11, 13, 15, 17) des Kondensathe bers mit der Hauptkondensatleitung (3) stromab des zugehöri gen Niederdruck-Vorwärmers verbunden ist.
daß wenigstens ein Heizkondensat-Austritt des Nieder druck-Vorwärmers (NDV 1a, 1b, 2a, 2b) mit einem Kondensathe ber (50 . . . 53) verbunden ist;
daß ein Treibdampfanschluß des Kondensathebers an eine Treibdampf-Sammelschiene (20) angeschlossen ist und
daß der Förderauslaß (11, 13, 15, 17) des Kondensathe bers mit der Hauptkondensatleitung (3) stromab des zugehöri gen Niederdruck-Vorwärmers verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Niederdruck-Vorwärmer als Doppelkammervorwärmer (NDV
1a, 1b) ausgebildet ist, dessen erste Wärmetauscherkammer mit
der letzten Anzapfung (A1) einer Niederdruckturbine (5)
verbunden ist und dessen zweiter Wärmetauscherkammer ein
Dampfstrahler (30) vorgeschaltet ist, dessen Treibdampfan
schluß (31) aus einer zweiten Turbinenanzapfung (A2) ge
speist wird.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansauganschluß (32) des Dampfstrahlers (30) und die
erste Wärmetauscherkammer aus der gleichen Dampfquelle (A1)
gespeist sind.
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