DE2243380C3 - Dampfkraftanlage mit rauchgasbeheiztem Speisewasservorwärmer und wasserbeheiztem Luftvorwärmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfk.aftanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

In Dampfkraftanlagen werden im allgemeinen Turbinenanzapfdampf zur Speisewasservorerwärmung und ein Teil der im Rauchgasstrom enthaltenen Wärmemenge zur Vorwärmung der Verbrennungsluft verwendet. Die rauchgasbeheizten Luftvorwärmer besitzen auf Grund der schlechten Wärmeübertragungsverhältnisse von Rauchgas zur Verbrennungsluft große Heizflächen und werden daher in vielen Fällen nicht als Röhrenwärmetauscher, sondern als rotierende Luftvorwärmer gebaut. Dort sind die eng gepackten Blechpakete als Speichermasse auf einem Rotor angeordnet, erwärmen sich im Rauchgasstrom und geben anschließend ihre Wärme an die Verbrennungsluft ab. Derartige Luftvorwärmer besitzen den Vorteil geringerer Anlagekosten und kleineren Platzbedarfes als Röhrenluftvorwärmer. Bei diesen Luftvorwärmern ist es jedoch unvermeidlich, daß Ascheteilchen aus dem Rauchgas- in den Verbrennungsluftstrom gelangen. Als Folge werden im Verbrennungsluftsysteni Verschleiß (bei Kohlenstaubfeuerungen) biiw. Korrosionen (bei Ölfeuerungen) verursacht. Außerdem setzt die Verwendung von rauchgasbeheizten Luftvorwärmern stets eine bestimmte räumliche Zuordnung der Luft- und Rauchgaswege voraus, die besonders bei Turmkesseln häufig zu einem aufwendigen Luftkanalsystem führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Dampfkraftanlage ohne derartige rauchgasbeheizte Luftvorwärmer sicherzustellen, daß große Mengen von Turbinenanzapfdampf zur direkten oder indirekten Vorwärmung von Speisewasser und Verbrennungsluft verwendet werden, unter gleichzeitiger weitgehender Ausnützung der im Rauchgasstrom enthaltenen Wärmemenge.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Dampfkraftanlage der eingangs angegebenen Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst,

Die Verwendung eines wasserbeheizten Luftvorwärmers gestattet im Gegensatz zu einem rauchgasbeheizten Luftvorwärmer eine freizügige Anordnung des Luftvorwärmes ohne Berücksichtigung der Lage der Rauchgaskanäle und bietet gegenüber einem dampfbe heizten Luftvorwärmer den Vorteil der Verwendung von Wasserzu- und -abführungsleitungen kleinen Durchmessers. Außerdem kann gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung der Wasserstrom durch die wasserbeheizten Luftvorwärmer proportional zum Verbrennungsluftstrom geregelt bzw. gesteuert werden. Damit ist eine wirtschaftliche Fahrweise gesichert

Den wasserbeheizten Luftvorwärmer kann nian in zwei Stufen aufteilen, und zwar in eine Niederdruckstufe und in eine Mitteldruck- oder Hochdruckstufe. Durch die Niederdruckstufe des wasserbeheizten Luftvorwärmers wird der Bedarf an Turbinenanzapfdampf niederen Druckes erhöht und damit der insgesamt vorhandene Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage. Die Anordnung der Mitleidruck- oder Hochdruckstufe des wasserbeheizten Luftvorwärmers zwischen der Speisewasservorpumpe und der Speisewasserhauptpumpe gestattet es, den Bedarf an Turbinenanzapfdampf für die Vorwärmung der Verbrennungsluft weiter zu erhöhen, ohne daß die wasserbeheizten Luftvorwärmer für den hohen Förderdruck der Speisewasserhauptpumpe dimensioniert werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt Ein Generator 1 wird von einer Turbine 2 mit Hochdruck- und Niederdruckteil angetrieben. Der aus dem Niederdruckteil der Turbine ausströmende Dampf wird in einem Kondensator 3 niedergeschlagen und von einer Kondensatpumpe 4 über ein Venti: 5 sowie über

AO dampfbeheizte Niederdruck-Speisewasservorwärmer 6 zu einem Speisewasserbehälter 7 gepumpt Von da aus gelangt das Speisewasser über eine Speisewasserpumpe 8 zu einem Dreiwegeventil 9 und fließt über weitere dampfbeheizte Speisewasservorwärmer 10 zum Speise wassereintritt der Speisewasserhauptpumpe 11. Von da aus gelangt es im Ausführungsbeispiel über einen Enthitzer 12 für Anzapfdampf in den Kessel 13, wo es verdampft und der entstehende Dampf überhitzt wird. Der überhitzte Dampf gelangt dann vom Kessel 13 in den Hochdruckteil der Turbine 2. Die Verbrennungsluft wird von einem Verdichter 14 angesaugt und gelangt von da aus über einen warmwasserbeheizten Niederdruck-Luftvorwärmer 15, dessen Wasser über eine Warmwasserpumpe 16 aus dem Speisewasserbehälter 7 entnommen wird und über eine Meßblende 17 sowie ein Regelventil 18 in einen der Speisewasservorwärmer 6 strömt. Dem wasserbeheizten Niederdruck-Luftvorwärmer 15 ist im Gegensatz zu bekannten Dampfkraftanlagen ein weiterer wasserbeheizter Mitteldruck- oder Hochdruck-Luftvorwärmer 19 nachgeschaltet. Die Zuleitung 20 für das Wasser des wasserbeheizten Luftvorwärmers 19 zweigt vor dem Eintritt des Speisewassers in die Speisewasserhauptpumpe Il vom Speisewasserstrom ab und mündet über eine Meßblen de 24 und ein Regelventil 21 in den Speisewasserbehäl ter 7 ein. Zwischen der Speisewasserpumpe 8 und der Speisewasserhauptpumpe 11 liegt neben dem dampfbeheizten Speisewasservorwärmer 10 ein rauchgasbchciz-

ter Speisewasservorwärmer 22, der an einen Anschluß des Dreiwegeventils 9 speisewasserseitig angeschlossen ist und dessen Wasseraustritt vor dem Eintritt des Speisewassers in die Speisewasserhauptpumpe 11 in den Speisewasserstrom einmündet Die Einschaltung des rauchgasbeheizten Speisewasservorwärmers 22, der dampfbeheizten Speisewasservorwärmer 10 und des wasserbeheizten Luftvorwärmers 19 vor der Speisewasserhauptpumpe 11 bringt dabei vor allem die Vorteile, daß die Speisewasserpumpe 8 gleichzeitig zur Umwälzung des Wassers im wasserbeheizten Luftvorwärmer 19 verwendet wird und daß sowohl der rauchgasbeheizte Speisewasservorwärmer 22 und der dampfbeheizte Speisewasservorwärmer 10 ais auch der wasserbeheizte Luftvorwärmer 19 nicht für den vollen Förderdruck der Speisewasserhauptpumpe ausgelegt sein müssen. Im wasserbeheizten Luftvorwärmer 15, der dem wasserbeheizten Luftvorwärmer 19 luftseitig vorgeschaltet ist, wird eine hohe Luftvorwärmung unter Verwendung des Anzapfdampfes aus dem Niederdruckteil der Turbine 2 erzielt.

Diese Auslegung hat zur Folge, daß zwar weniger Anzapfdampr hohen Druckes, jedoch mehr Anzapfdampf niederen Druckes für die Regenerativvorwärmung des Speisewassers verwendet werden kann, was ebenfalls einen entscheidenden Vorteil für den Wirkungsgrad der Dampfkraftanlage bringt. Die Meßblenden 17 und 24 in Verbindung mit einer Meßblende 23, die dem Verdichter 14 nachgeschaltet ist, dienen in Verbindung mit einer nicht dargestellten Regelungseinrichtung dazu, die Regelventile 18 und 21 so zu verstellen, daß der Wasserdurchsatz in den wasserbeheizten Luftvorwärmern 15 und 19 proportional zum Luftdurchsatz dieser Luftvorwärmer eingestellt wird, um eine besonders wirtschaftliche Betriebsweise zu erreichen. Dieses Verhältnis kann dann so gewählt werden, daß an jedem Teil des Luftvorwärmers eine vorgegebene Temperaturdifferenz auch bei Änderungen des Luftdurchsatzes und der Lufttemperatur erhalten bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dampfkraftanlage mit einem rauchgasbeheizten Speisewasservorwärmer, der zu dampfbeheizten Speisewasservorwärmern parallel oder in Reihe geschaltet ist, unter Verwendung einer Speisewasservorpumpe und einer Speisewasserhauptpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt des Speisewassers in die Speisewasserhauptpumpe (11) die Zuleitung (20) zu einem wasserbeheizten Luftvorwärmer (19) abzweigt, daß die Austrittsleitung des wasserbeheizten Luftvorwärmers (19) in den Speisewasser- oder Kondensatstronr vor der Speisewasservorpumpe (8) mündet, und daß mindestens ein Teil der dampfbeheizten (10) und/oder rauchgasbeheizten (22) Speisewasservorwärmer zwischen die Speisewasservorpumpe (8) und die Zuleitung (20) zum wasserbeheiztan Luftvorwärmer (19) in den Speisewasserstrom eingeschaltet ist

2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem wasserbeheizten Hochdruck- oder Mitteldruck-Luftvorwärmer (19) ein wasserbeheizter Niederdruck-Luftvorwärmer (15) vorgeschaltet ist.

3. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den wasserbeheizten Luftvorwärmern (19, 15) zugeführte Wassermenge proportional zu der durchgesetzten Luftmenge geregelt bzw gesteuert ist