DE19702133A1

DE19702133A1 - Flow-type steam generator e.g for Benson-boiler

Info

Publication number: DE19702133A1
Application number: DE1997102133
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Kral
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1997-12-11

Abstract

A once-through steam generator (OTSG) (1) including a number of evaporator tubes (6) to which are connected on the load side via a water separator a number of superheating pipes (6'), in which the water separator (22) is connected to a run-off line (24) whose through flow is adjustable in relation to a parameter characterising a flow medium in the superheating pipes (6'). A temperature sensor (38) is provided at one or at some of the superheating pipes (6'). More specifically, a control device (34) is used and an actual temperature value and a desired temperature value are fed into its input.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufdampferzeuger mit einer Anzahl von Verdampferrohren, denen über einen Was serabscheider eine Anzahl von Überhitzerrohren nachgeschaltet ist. Sie bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Durchlaufdampferzeugers.The invention relates to a once-through steam generator with a number of evaporator tubes that have a what serabscheider connected a number of superheater pipes is. It also relates to a method of operation of such a continuous steam generator.

In einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung einer An zahl von Verdampferrohren, die zusammen die gasdichte Umfas sungswand einer Brennkammer bilden, zu einer vollständigen Verdampfung des Strömungsmedium in den Verdampferrohren in einem Durchgang. Das Strömungsmedium - üblicherweise Wasser - wird nach seiner Verdampfung den Verdampferrohren nachge schalteten Überhitzerrohren zugeführt und dort überhitzt. Der Verdampfungsendpunkt, d. h. der Grenzbereich zwischen unver dampftem und verdampftem Strömungsmedium, ist dabei variabel und betriebsartabhängig. Beim Vollastbetrieb eines derartigen Durchlaufdampferzeugers liegt der Verdampfungsendpunkt bei spielsweise in einem Endbereich der Verdampferrohre, so daß die Überhitzung des verdampften Strömungsmediums bereits in den Verdampferrohren beginnt.In a once-through steam generator, heating leads to an number of evaporator tubes which together form the gas-tight envelope form a combustion chamber to a complete Evaporation of the flow medium in the evaporator tubes in one pass. The flow medium - usually water - is evaporated after the evaporation pipes switched superheater tubes supplied and overheated there. Of the Evaporation endpoint, i.e. H. the border area between un vaporized and vaporized flow medium is variable and depending on the operating mode. When operating at full load Continuous steam generator, the evaporation end point is included for example in an end region of the evaporator tubes, so that the overheating of the vaporized flow medium is already in the evaporator tubes begins.

Im Schwachlastbetrieb oder beim Anfahren wird ein derartiger Durchlaufdampferzeuger mit einem Mindeststrom an Strömungsme dium in den Verdampferrohren betrieben, um eine sichere Küh lung der Verdampferrohre zu gewährleisten. Dieser Mindest strom wird beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb in den Verdampferrohren nicht vollständig verdampft, so daß bei ei ner derartigen Betriebsart am Ende der Verdampferrohre noch unverdampftes Strömungsmedium vorhanden ist. Die Überhitzer rohre des Durchlaufdampferzeugers sind jedoch üblicherweise nicht für eine Durchströmung unverdampftem Strömungsmediums ausgelegt.Such a system is used in low-load operation or when starting off Continuous steam generator with a minimum flow of flow meter dium operated in the evaporator tubes to ensure a safe cooling to ensure evaporation tubes. That minimum current is in the Evaporator tubes not completely evaporated, so that at egg ner such operating mode at the end of the evaporator tubes unevaporated flow medium is present. The superheaters Pipes of the once-through steam generator are common not for a flow of unevaporated flow medium designed.

Um auch beim Anfahren und im Schwachlastbetrieb einen Was sereintritt in die Überhitzerrohre zu vermeiden, sind die Verdampferrohre daher üblicherweise mit den Überhitzerrohren über einen Wasserabscheider verbunden. Der Wasserabscheider bewirkt eine Trennung des beim Anfahren oder im Schwachlast betrieb aus den Verdampferrohren austretenden Wasser-Dampf- Gemisches in Wasser und in Dampf. Der Dampf wird den dem Was serabscheider nachgeschalteten Überhitzerrohren zugeführt, wogegen das abgeschiedene Wasser z. B. über eine Umwälzpumpe wieder den Verdampferrohren zugeführt oder über einen Ent spanner abgeführt werden kann. Durch die Zwischenschaltung des Wasserabscheiders ist jedoch im Anfahr- und Schwachlast betrieb der Verdampfungsendpunkt des Durchlaufdampferzeugers festgelegt und nicht - wie im Vollastbetrieb - variabel. Üb licherweise werden die dem Wasserabscheider nachgeschalteten Rohre als Überhitzerrohre, die direkt vorgeschalteten als Verdampferrohre bezeichnet.To do a thing even when starting off and in low-load operation Prevent water from entering the superheater tubes Evaporator tubes therefore usually with the superheater tubes connected via a water separator. The water separator causes a separation of the when starting or in light load operation water-steam emerging from the evaporator tubes Mixture in water and steam. The steam becomes what fed to the separator superheater tubes, whereas the separated water z. B. via a circulation pump fed back to the evaporator tubes or via an Ent tensioner can be removed. Through the intermediary of the water separator is in the start-up and low load operation of the evaporation end point of the once-through steam generator fixed and not - as in full load operation - variable. Practice lichlich are the downstream of the water separator Pipes as superheater pipes that are connected directly upstream Evaporator tubes called.

Die Lage des Wasserabscheiders und somit der räumliche Be reich des Überganges zwischen Verdampferrohren und Überhit zerrohren ist üblicherweise derart gewählt, daß sich beim Übergang vom Durchlaufbetrieb in den Schwachlastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers die Frischdampftemperaturen und die für die Regelung der Frischdampftemperaturen erforderlichen Wassereinspritzmengen nur geringfügig ändern. Weiterhin wird die Größe des Verdampfers üblicherweise so gewählt, daß wäh rend des Anfahrens möglichst frühzeitig ausreichend Dampf zur Kühlung der Überhitzerrohre erzeugt wird. Im Hinblick auf diese Auslegungskriterien ist der Wasserabscheider üblicher weise verhältnismäßig weit stromabwärts angeordnet. The location of the water separator and thus the spatial loading rich in the transition between evaporator tubes and overhit Zerrohren is usually chosen such that when Transition from continuous operation to low load operation of the Continuous steam generator the live steam temperatures and required for regulating the fresh steam temperatures Change the water injection quantities only slightly. Will continue the size of the evaporator is usually chosen so that wäh enough steam to start as soon as possible Cooling the superheater tubes is generated. With regard this design criteria, the water separator is more common arranged relatively far downstream.

Eine derartige Auslegung führt jedoch dazu, daß beim Anfahren während der ersten Dampfbildung in den Verdampferrohren ein großes Wasservolumen in den Wasserabscheider gefördert und von dort abgeführt werden muß. Dies führt wiederum zu beson ders hohen unerwünschten Anfahrverlusten des Durchlaufdampf erzeugers. Zudem treten beim Anfahren und im Schwachlastbe trieb eines derartig ausgelegten Durchlaufdampferzeugers hohe Temperaturdifferenzen zwischen den Verdampferrohren und den Überhitzerrohren auf. Die Lage des Wasserabscheiders weit stromabwärts führt außerdem dazu, daß der Wasserabscheider bei Betrieb mit Vollast sehr hohe Materialtemperaturen mit kleinen zulässigen Temperaturänderungsgeschwindigkeiten auf weist, was zum einen die Anfahrzeit verlängert und damit die Anfahrverluste erhöht und zum anderen nur geringe Lastände rungsgeschwindigkeiten zuläßt. Die Materialbelastung ist da her besonders hoch.However, such an interpretation leads to the fact that when starting during the first vapor formation in the evaporator tubes large water volume is conveyed into the water separator and must be removed from there. This in turn leads to special the high undesirable start-up losses of the continuous steam producer. They also occur when starting off and in light loads drove a continuous steam generator designed in this way high Temperature differences between the evaporator tubes and the Superheater pipes. The location of the water separator far downstream also causes the water separator when operating at full load with very high material temperatures small permissible temperature change rates shows what, on the one hand, extends the start-up time and thus the Start-up losses increased and secondly only low load areas permitting speeds. The material load is there especially high.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Durch laufdampferzeuger anzugeben, der eine besonders geringe Ma terialbelastung aufweist und auch beim Anfahren einen beson ders geringen Wasserverlust aufweist. Zudem soll ein für den Betrieb des Durchlaufdampferzeugers besonders geeignetes Ver fahren angegeben werden.The invention is therefore based on the object of a through to specify the steam generator, which has a particularly low Ma has material load and a special when starting has little water loss. In addition, one for the Operation of the continuous steam generator particularly suitable Ver drive can be specified.

Diese Aufgabe wird für einen Durchlaufdampferzeuger der oben genannten Art erfindungsgemäß gelöst, indem der Wasserab scheider an eine Ablaufleitung angeschlossen ist, deren Durchflußmenge in Abhängigkeit eines ein in den Überhitzer rohren strömendes Medium charakterisierenden Parameters ein stellbar ist.This task is for a once-through steam generator the above mentioned type according to the invention solved by the Wasserab is connected to a drain line, the Flow rate depending on one in the superheater tube flowing medium characterizing parameters is adjustable.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß der Durchlaufdampferzeuger für einen besonders geringen Wasser verlust und besonders geringe Materialbelastung auch im An fahr- oder Schwachlastbetrieb einen variablen, d. h. örtlich nicht fixierten, Verdampfungsendpunkt aufweisen sollte. Ein variabler Verdampfungsendpunkt auch im Anfahr- oder Schwach lastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers ist erreichbar, indem der Durchlaufdampferzeuger derart ausgelegt ist, daß auch eine Teilmenge des die Verdampferrohre verlassenden, nicht verdampften Strömungsmediums in die Überhitzerrohre gelangen kann. Um dabei jedoch eine Gefährdung der Überhitzerrohre auszuschließen, sollte die in die Überhitzerrohre gelangende Teilmenge des nicht verdampften Strömungsmediums und somit der Verdampfungsendpunkt einstellbar sein. Eine derartige Einstellbarkeit ist gewährleistet, indem die aus dem Wasser abscheider zu entnehmende Wassermenge einstellbar ist. Die Einstellung der zu entnehmenden Wassermenge sollte in Abhän gigkeit vom Zustand des in den Überhitzerrohren strömenden Strömungsmedium erfolgen. Als Kriterium für die Einstellung der zu entnehmenden Wassermenge ist daher ein das Strömungs medium in den Überhitzerrohren charakterisierender Parameter besonders geeignet.The invention is based on the consideration that Continuous steam generator for particularly low water loss and particularly low material load even in the beginning driving or low-load operation a variable, d. H. locally unfixed, evaporation end point. On variable evaporation end point even when starting or weak load operation of the continuous steam generator can be achieved by the once-through steam generator is designed such that also a subset of that leaving the evaporator tubes, not evaporated flow medium get into the superheater tubes can. In order to endanger the superheater pipes to exclude, should get into the superheater tubes Partial quantity of the non-evaporated flow medium and thus the evaporation end point can be adjustable. Such Adjustability is ensured by out of the water separator water volume can be adjusted. The Setting the amount of water to be drawn should depend on the state of the flow in the superheater tubes Flow medium take place. As a criterion for hiring the amount of water to be withdrawn is therefore the flow parameters characterizing medium in the superheater tubes particularly suitable.

Ein zur Charakterisierung des in den Überhitzerrohren strö menden Medium besonders geeigneter Parameter ist die Tempera tur. In besonders vorteilhafter Weiterbildung ist somit die Durchflußmenge der Ablaufleitung in Abhängigkeit einer im Be reich der Überhitzerrohre gemessenen Temperatur einstellbar. Dabei kann es sich um eine Temperatur eines Überhitzerrohres oder auch um eine Temperatur des strömenden Mediums an sich handeln, wobei die genannten Temperaturen physikalisch und kausal voneinander abhängig sind. Dazu ist an einem oder an einigen der Überhitzerrohre zweckmäßigerweise jeweils ein Temperatursensor angeordnet. Dabei kann insbesondere eine ortsselektive Temperaturerfassung vorgesehen sein.One to characterize the flow in the superheater tubes The most suitable parameter is the tempera door. In a particularly advantageous development, the Flow rate of the drain line depending on one in the loading temperature range of the superheater tubes adjustable. This can be a temperature of a superheater pipe or a temperature of the flowing medium itself act, the temperatures mentioned physically and are causally dependent on each other. This is on one or on some of the superheater tubes expediently each Temperature sensor arranged. In particular, one location-selective temperature detection may be provided.

Zweckmäßigerweise umfaßt der Durchlaufdampferzeuger eine Re geleinrichtung, der eingangsseitig ein Temperatur-Istwert und ein Temperatur-Sollwert zuführbar sind, und die ausgangssei tig mit einer Stelleinrichtung für ein in die Ablaufleitung geschaltetes Ventil verbunden ist. In weiterer vorteilhafter Weiterbildung ist an der Ablaufleitung ein Durchflußsensor angeordnet.The continuous steam generator expediently comprises a re gel device, the input side an actual temperature and a temperature setpoint can be supplied, and the output tig with an actuator for in the drain line switched valve is connected. Another more advantageous A further development is a flow sensor on the drain line arranged.

Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gelöst, indem die Durchflußmenge einer Ablaufleitung eines zwischen eine Anzahl von Verdampferrohren und eine Anzahl von Überhit zerrohren geschalteten Wasserabscheiders in Abhängigkeit von einem ein in den Überhitzerrohren strömendes Medium charakte risierenden Parameter eingestellt wird.With regard to the method, the stated object is achieved by the flow rate of a drain line between a number of evaporator tubes and a number of overheats pipe switched water separator depending on a medium flowing in the superheater tubes setting parameters.

Dabei wird zweckmäßigerweise als charakterisierender Parame ter eine Temperatur, vorzugsweise eine Dampftemperatur und/oder eine Temperatur eines Überhitzerrohres, gewählt.It is useful as a characterizing parameter ter a temperature, preferably a steam temperature and / or a temperature of a superheater tube.

Zweckmäßigerweise wird dabei die Durchflußmenge in Abhängig keit der Temperatur geregelt. Dazu wird vorteilhafterweise die Durchflußmenge anhand eines Vergleiches zwischen einem Temperatur-Sollwert und einem Temperatur-Istwert eingestellt. Weiterhin wird vorteilhafterweise anhand des charakterisie renden Parameters, insbesondere der Temperatur, ein Sollwert für die Durchflußmenge ermittelt. Bei Abweichung des Istwer tes der Durchflußmenge vom Sollwert um mehr als eine vorgeb bare Toleranzabweichung wird ein Stellbefehl auf eine Stell einrichtung für ein in die Ablaufleitung geschaltetes Ventil gegeben.The flow rate is expediently dependent temperature controlled. This will be advantageous the flow rate based on a comparison between one Set temperature and an actual temperature value. Furthermore, it is advantageously based on the characteristic parameters, especially the temperature, a setpoint determined for the flow rate. If the actual value differs tes the flow rate from the setpoint by more than a predetermined Any tolerance deviation is a control command on a control device for a valve connected to the drain line given.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die variable und einstellbare Wasser entnahmemenge aus dem Wasserabscheider eine besonderes fle xible Nutzung der vorhandenen Heizflächen des Durchlaufdampf erzeuger ermöglicht ist. Beim Anfahren kann die über die Ab laufleitung geführte Wassermenge im Vergleich zu üblicher weise verwendeten Auslegungskonzepten besonders gering gehal ten werden. Dabei strömt unverdampftes Medium auch in die dem Wasserabscheider nachgeschalteten Überhitzerrohre. Auf diese Weise ist auch beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb der Verdampfungsendpunkt variabel.The advantages achieved with the invention are in particular the other in that by the variable and adjustable water withdrawal quantity from the water separator a special fle xible use of the existing heating surfaces of the continuous steam producer is enabled. When starting, the Ab amount of water in the pipeline compared to normal design concepts used wisely are particularly low be. Unevaporated medium also flows into the Water separator downstream superheater pipes. To this The way is also when starting or in low-load operation Evaporation end point variable.

Die für die Verdampfung zur Verfügung stehende Gesamtheizflä che ist besonders groß und umfaßt nunmehr zum einen die von den Verdampferrohre gebildete Umfassungswand und zum anderen einen Teil der von den Überhitzerrohren gebildeten Umfas sungswand. Aufgrund einer derartigen effektiven Vergrößerung der verfügbaren Verdampferheizflächen ist der erzeugte Dampfstrom besonders groß, wobei zudem eine besonders zuver lässige Kühlung der Überhitzerrohre gewährleistet ist.The total heating surface available for evaporation che is particularly large and now includes the one of the surrounding wall formed the evaporator tubes and the other a part of the Umfas formed by the superheater tubes solution wall. Because of such an effective enlargement of the available evaporator heating surfaces is the one generated Steam flow particularly large, with a particularly reliable Cooling of the superheater tubes is guaranteed.

Im Schwachlastbetrieb ist somit einerseits durch Vorgabe ei nes Mindestmassenstroms des strömenden Mediums in den Ver dampferrohren eine besonders sichere Kühlung gewährleistet. Anderseits ist durch die Einstellung der Durchflußmenge durch die Ablaufleitung der Verdampfungsendpunkt innerhalb der Überhitzerrohre derart einstellbar, daß in jedem Betriebszu stand eine besonders günstige Frischdampftemperatur erreich bar ist.In low-load operation, therefore, on the one hand, by default nes minimum mass flow of the flowing medium in the ver steam pipes ensure particularly safe cooling. On the other hand, by adjusting the flow rate the drain line the evaporation end point within the Superheater tubes so adjustable that in every factory a particularly favorable fresh steam temperature was reached is cash.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur einen Durch laufdampferzeuger.An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. The figure shows a through steam generator.

Der Durchlaufdampferzeuger 1 gemäß der Figur weist eine Um fassungswand 2 auf, die am Unterende des durch sie gebildeten Gaszugs in einen trichterförmigen Boden 4 übergeht. Die Um fassungswand 2 ist in einem unteren Bereich oder Verdampfer bereich aus Verdampferrohren 6 und in einem oberen Bereich oder Überhitzerbereich aus Überhitzerrohren 6′ aufgebaut. Die Verdampferrohre 6 bzw. die Überhitzerrohre 6′ sind an ihren Längsseiten gasdicht miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Der Boden 4 umfaßt eine nicht näher gestellte Austragsöffnung 8 für Asche.The once-through steam generator 1 according to the figure has an order wall 2 , which merges into a funnel-shaped bottom 4 at the lower end of the throttle cable formed by it. To order wall 2 is constructed in a lower area or evaporator area from evaporator tubes 6 and in an upper area or superheater area from superheater tubes 6 '. The evaporator tubes 6 and the superheater tubes 6 'are gas-tightly connected on their long sides, for example welded. The bottom 4 comprises an unspecified discharge opening 8 for ashes.

Die von einem Strömungsmedium, insbesondere von Wasser oder einem Wasser-Dampf-Gemisch, von unten nach oben durchströmba ren Verdampferrohre 6 der Umfassungswand 2 sind mit ihren Eintritt senden an einen Eintrittssammler 12 und mit ihren Austritt senden an einen Austritts- oder Zwischensammler 14 angeschlossen. Die Verdampferrohre 6 der Umfassungswand 2 bilden in dem sich zwischen dem Eintrittssammler 12 und dem Zwischensammler 14 befindenden Abschnitt des Gaszugs eine Verdampferheizfläche 16.The evaporator tubes 6 of the surrounding wall 2, which are flowed through from the bottom upwards by a flow medium, in particular water or a water / steam mixture, are connected with their entry to an inlet collector 12 and with their outlet send to an outlet or intermediate collector 14 . The evaporator tubes 6 of the surrounding wall 2 form an evaporator heating surface 16 in the section of the gas flue located between the inlet header 12 and the intermediate header 14 .

An die Verdampferheizfläche 16 schließt sich eine von den Überhitzerrohren 6′ gebildete Nachheizfläche 18 an. Zusätz lich sind weitere Heizflächen, insbesondere ein Economizer 19 und konvektive Überhitzerheizflächen 19′, vorgesehen. Die die Verdampferheizfläche 16 bildenden Verdampferrohre 6 tragen in nicht näher gestellter Weise auf ihrer Innenseite Rippen, die ein mehrgängiges Gewinde bilden. Diese Innenberippung er streckt sich über mindestens 80% der Rohrlänge.At the evaporator heating surface 16 is followed by a reheating surface 18 formed by the superheater tubes 6 '. In addition, additional heating surfaces, in particular an economizer 19 and convective superheater heating surfaces 19 ', are provided. The evaporator tubes 6 forming the evaporator heating surface 16 have ribs in an unspecified manner on their inside, which form a multi-start thread. This internal ribbing extends over at least 80% of the pipe length.

Im unteren Bereich der Umfassungswand 2 ist eine Anzahl von Brennern für einen fossilen Brennstoff in jeweils einer Öff nung 20 der Umfassungswand 2 angebracht. In der Figur sind vier Öffnungen 20 sichtbar. An einer derartigen Öffnung 20 sind die Verdampferrohre 6 der Umfassungswand 2 zur Umgehung der jeweiligen Öffnung 20 gekrümmt und verlaufen auf der Au ßenseite des vertikalen Gaszugs. Diese Öffnungen können bei spielsweise auch für Luftdüsen vorgesehen sein.In the lower region of the surrounding wall 2 , a number of burners for a fossil fuel are in each opening 20 of the surrounding wall 2 . Four openings 20 are visible in the figure. At such an opening 20 , the evaporator tubes 6 of the surrounding wall 2 are curved to bypass the respective opening 20 and extend on the outside of the vertical throttle cable. These openings can also be provided for air nozzles, for example.

Der außerhalb der Umfassungswand 2 angeordnete und ringförmig um diese umlaufende Zwischensammler 14, an dem die Verdam pferrohr 6 ausgangsseitig angeschlossen sind, ist über eine Anzahl von Eintrittsrohren oder Leitungen 21 mit einem Was serabscheider 22 verbunden. Der gegenüber dem Eintrittssamm ler 12 auf einem höheren Niveau liegende Wasserabscheider 22 ist über eine als Fallrohr ausgebildete Ablaufleitung 24 mit dem Eintrittssammler 12 verbunden. Die Ablaufleitung 24 ist ebenfalls außerhalb des Gaszugs angeordnet.The outside of the surrounding wall 2 and arranged in a ring around this intermediate collector 14 , to which the damper pipe 6 are connected on the output side, is connected via a number of inlet pipes or lines 21 to a water separator 22 . The opposite the Eintrittssamm ler 12 lying at a higher level water separator 22 is connected via a pipe formed as a case drain line 24 to the inlet header 12th The drain line 24 is also arranged outside the throttle cable.

Ausgangsseitig ist der Wasserabscheider 22 über eine Leitung 26 und einen Sammler 28 mit der von den Überhitzerrohren 6′ gebildeten Nachheizfläche 18 verbunden. Mit anderen Worten: Die Überhitzerrohre 6′ sind über den Wasserabscheider 22 den Verdampferrohren 6 nachgeschaltet. Die Überhitzerrohre 6′ sind ausgangsseitig an einen ihnen gemeinsamen Sammler 30 an geschlossen. Die Anzahl der Überhitzerrohre 6′ der Nachheiz fläche 18 entspricht in etwa der Anzahl der Verdampferrohre 6 in der Verdampferheizfläche 16.On the output side, the water separator 22 is connected via a line 26 and a collector 28 to the reheating surface 18 formed by the superheater tubes 6 '. In other words: the superheater tubes 6 'are connected via the water separator 22 to the evaporator tubes 6 . The superheater tubes 6 'are closed on the output side to a collector 30 common to them. The number of superheater tubes 6 'of the reheating surface 18 corresponds approximately to the number of evaporator tubes 6 in the evaporator heating surface 16th

In die Ablaufleitung 24 des Wasserabscheiders 22 ist ein über eine Stelleinrichtung 31 antreibbares Ventil 32 geschaltet. Die Stelleinrichtung 31 ist mit einem Stellbefehl einer Re geleinrichtung 34 beaufschlagbar, dem eingangsseitig ein Ist wert der Durchflußmenge durch die Ablaufleitung 24, ein Tem peratur-Istwert sowie ein Temperatur-Sollwert zuführbar sind. Dazu ist die Regeleinrichtung 34 eingangsseitig an einen an der Ablaufleitung 24 angeordneten geschalteten Durchflußsen sor 36 und einen an der Umfassungswand 2 im Bereich der Über hitzerrohr 6′ angeordneten Temperatursensor 38 sowie an eine Eingabevorrichtung 40 für den Temperatur-Sollwert angeschlos sen. Zusätzlich können noch weitere Temperatur-Sensoren im Bereich der Überhitzerrohre 6′ vorgesehen sein. Dabei kann eine bedarfsweise Umschaltung zwischen verschiedenen Tempera tur-Sollwerten, beispielsweise zwischen einem Temperatur- Sollwert für eine Überhitzertemperatur und einem Temperatur- Sollwert für Frischdampftemperatur, vorgesehen sein. A valve 32 , which can be driven via an actuating device 31, is connected to the outlet line 24 of the water separator 22 . The actuating device 31 can be acted upon with an actuating command of a re regulating device 34 , to which an actual value of the flow rate through the discharge line 24 , an actual temperature value and a desired temperature value can be supplied on the input side. For this purpose, the control device 34 is on the input side to a arranged on the drain line 24 switched Durchflußsen sensor 36 and one on the peripheral wall 2 in the region of the heater tube 6 'arranged temperature sensor 38 and an input device 40 for the temperature setpoint ruled out. In addition, further temperature sensors can be provided in the area of the superheater tubes 6 '. If necessary, a switchover between different temperature setpoints, for example between a temperature setpoint for a superheater temperature and a temperature setpoint for live steam temperature, can be provided.

Beim Vollastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers 1 wird das über den Eintrittssammler 12 in Verdampferrohre 6 einströ mende Medium im Bereich der Verdampferrohre 6 vollständig verdampft. Der Verdampfungsendpunkt des Durchlaufdampferzeu gers 1 ist somit in diesem Betriebszustand variabel und liegt innerhalb der Verdampferrohre 6. Das verdampfte Medium strömt über den Zwischensammler 14, den Wasserabscheider 22 und den Sammler 28 den Überhitzerrohren 6′ zu und wird dort über hitzt.During full-load operation of the once-through steam generator 1 which is completely vaporized above the inlet header 12 in the evaporator tubes 6 einströ Mende medium in the region of the evaporator tubes. 6 The evaporation end point of the continuous steam generator 1 is thus variable in this operating state and lies within the evaporator tubes 6 . The evaporated medium flows through the intermediate collector 14 , the water separator 22 and the collector 28 to the superheater tubes 6 'and is overheated there.

Beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb des Durchlaufdampf erzeugers 1 wird dem Eintrittssammler 12 für eine sichere und zuverlässige Kühlung der Verdampferrohre 6 ein Mindestwasser strom zugeführt, der üblicherweise größer ist als die Wasser menge, die in diesem Betriebszustand in den Verdampferrohren 6 verdampft werden kann. In diesem Betriebszustand strömt so mit über den Austrittssammler 14 ein Wasser-Dampf-Gemisch dem Wasserabscheider 22 zu. Im Wasserabscheider 22 wird der Dampf aus dem Wasser-Dampf-Gemisch abgetrennt und über den Sammler 28 den Überhitzerrohren 6′ zugeführt. Bei vollständig geöff netem Ventil 32 ist das im Wasserabscheider 22 vom Dampf ge trennte Wasser vollständig über die Ablaufleitung 24 ableit bar und dem Eintrittssammler 12 erneut zuführbar. Der Durch laufdampferzeuger 1 ist somit in üblicher Betriebsweise be treibbar.When starting up or in low-load operation of the continuous steam generator 1 , a minimum water flow is fed to the inlet header 12 for a safe and reliable cooling of the evaporator tubes 6 , which is usually greater than the amount of water that can be evaporated in the evaporator tubes 6 in this operating state. In this operating state, a water-steam mixture flows to the water separator 22 via the outlet header 14 . In the water separator 22 , the steam is separated from the water-steam mixture and supplied to the superheater tubes 6 'via the collector 28 . When the valve 32 is completely open, the water separated from the steam in the water separator 22 can be discharged completely via the drain line 24 and can be supplied to the inlet collector 12 again. By the steam generator 1 is thus be driven in the usual mode of operation.

Um jedoch eine sichere Kühlung der Verdampferrohre 6 sicher zustellen und andererseits eine vorgebbare Temperatur im Be reich der Überhitzerrohre 6′ einzustellen, ist die Durchfluß menge durch das Ablaufrohr 24 mittels des Ventils 32 ein stellbar. Bei einer im Vergleich zum vollständig geöffneten Ventil 32 verringerten Durchflußmenge durch das Ablaufrohr 24 steigt der Wasserstand im Wasserabscheider 22 zunächst an, bis neben Dampf auch eine gewisse Menge an Wasser über den Sammler 28 in die Überhitzerrohre 6′ eintritt. Bei dieser Be triebsweise steigt die Wassersäule des Durchlaufdampferzeu gers 1 somit bis in einen Bereich innerhalb der Überhitzer rohre 6′ an. Die Überhitzerrohre 6′ wirken somit in diesem Betriebszustand in einem variablen oder einstellbaren Bereich ebenfalls als Verdampferrohre.However, in order to ensure reliable cooling of the evaporator tubes 6 and, on the other hand, to set a predeterminable temperature in the range of the superheater tubes 6 ', the flow rate through the drain tube 24 by means of the valve 32 is adjustable. In a compared to the fully open valve 32 reduced flow rate through the drain pipe 24 , the water level in the water separator 22 initially increases until, in addition to steam, a certain amount of water via the collector 28 in the superheater tubes 6 'occurs. In this mode of operation, the water column of the continuous steam generator 1 thus rises to an area within the superheater tubes 6 '. The superheater tubes 6 'thus also act in this operating state in a variable or adjustable range as evaporator tubes.

Im Gegensatz zur Betriebsweise mit festem Verdampfungsend punkt und zusätzlich geöffnetem Ventil 32, bei der der Ver dampfungsendpunkt durch die Lage des Wasserabscheiders 22 vorgegeben ist, weist der Durchlaufdampferzeuger 1 bei va riabler Einstellung der Durchflußmenge durch die Ablauflei tung 24 auch beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb einen variablen Verdampfungsendpunkt auf. Der Verdampfungsendpunkt ist dabei durch die Einstellung des Ventils 32 beeinflußbar. Somit sind auch die physikalischen Eigenschaften des in den Überhitzerrohren 6′ strömenden Mediums, wie beispielsweise dessen Temperatur, mittels der Einstellung des Ventils 32 be einflußbar. Insbesondere ist somit auch beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb eine vorgebbare Dampftemperatur für das in den Überhitzerrohren 6′ strömende Medium einstellbar.In contrast to the mode of operation with a fixed evaporation end point and additionally open valve 32 , in which the Ver evaporation end point is predetermined by the position of the water separator 22, the once-through steam generator 1 has a variable setting of the flow rate through the outflow device 24 even when starting up or in low-load operation variable evaporation end point. The evaporation end point can be influenced by the setting of the valve 32 . Thus, the physical properties of the medium flowing in the superheater tubes 6 ', such as its temperature, can be influenced by means of the setting of the valve 32 . In particular, a predeterminable steam temperature for the medium flowing in the superheater tubes 6 'is thus also adjustable when starting up or in low-load operation.

Beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb des Durchlaufdampf erzeugers 1 ist somit ein für die jeweilige Situation beson ders günstiger Betriebszustand einstellbar. Dazu wird als das in den Überhitzerrohren 6′ strömende Medium charakterisieren der Parameter die Temperatur der Überhitzerrohre 6′ im Be reich des Temperatursensors 38 gewählt. Ein für den jeweili gen Betriebszustand besonders günstiger Temperatur-Sollwert wird bei der Regeleinrichtung 34 hinterlegt. Die Regelein richtung 34 generiert anhand des Temperatur-Sollwerts und des vom Temperatursensor 38 ermittelten Temperatur-Istwerts im Bereich der Überhitzerrohre 6′ sowie einer vorgebbaren Tole ranzabweichung einen Stellbefehl für die Stelleinrichtung 31. Über die Stelleinrichtung 31 wird die Ventilstellung des Ven tils 32 geeignet eingestellt. Die Durchflußmenge durch die Ablaufleitung 24 wird mittels des Durchflußsensors 36 ermit telt und ebenfalls an die Regeleinrichtung 34 weitergegeben.When starting up or in low-load operation of the continuous steam generator 1 , a particularly favorable operating state can be set for the particular situation. For this purpose, as the medium flowing in the superheater tubes 6 'characterize the parameter, the temperature of the superheater tubes 6 ' in the range of the temperature sensor 38 is selected. A temperature setpoint value which is particularly favorable for the respective operating state is stored in the control device 34 . The Regelein device 34 generates a command for the actuator 31 on the basis of the temperature setpoint and the actual temperature determined by the temperature sensor 38 in the area of the superheater tubes 6 'and a predeterminable tolerance tolerance. About the actuator 31 , the valve position of the Ven valve 32 is set appropriately. The flow rate through the drain line 24 is determined by means of the flow sensor 36 and also passed on to the control device 34 .

Claims

1. continuous steam generator ( 1 ) with a number of damper pipes ( 6 ), which is connected via a water separator ( 22 ) a number of superheater pipes ( 6 '), in which the water separator ( 22 ) is connected to a drain line ( 24 ) , the flow rate of which can be set as a function of a parameter characterizing a medium flowing in the superheater tubes ( 6 ').

2. continuous steam generator according to claim 1, in which on one or some of the superheater tubes ( 6 ') each have a temperature sensor ( 38 ) is arranged.

3. Continuous steam generator according to claim 1 or 2, in which a control device ( 34 ) is provided, to which an actual temperature value and a temperature setpoint can be supplied on the input side, and on the output side with an actuating device ( 31 ) for an in the drain line ( 24 ) switched valve ( 32 ) is connected.

4. continuous steam generator ( 1 ) according to any one of claims 1 to 3, in which a flow sensor ( 36 ) is arranged on the drain line ( 24 ).

5. A method of operating a once-through steam generator ( 1 ), in which the flow rate of a drain line ( 24 ) between a number of evaporator tubes ( 6 ) and a number of superheater tubes ( 6 ') switched water separator ( 22 ) depending on a one in the Superheater tubes ( 6 ′) flowing medium characterizing parameters is set.

6. The method according to claim 5, in which as a characterizing A temperature is selected.

7. The method according to claim 6, in which a steam temperature and / or a temperature of a superheater tube ( 6 ') is selected as the characterizing parameter.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the Flow rate based on a comparison between a temp temperature setpoint and an actual temperature value is set.

9. The method according to any one of claims 5 to 8, in which a flow rate target value is determined on the basis of the characterizing parameter, and in which if a flow rate actual value deviates from the flow rate target value by more than a predeterminable tolerance deviation, a control command on an actuating device ( 31 ) for a in the drain line ( 24 ) ge switched valve ( 32 ) is given.