DE2300295C3 - Anlage zur Abwärmeverwertung des Abdampfes einer Dampfturbine - Google Patents

Anlage zur Abwärmeverwertung des Abdampfes einer Dampfturbine

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DE2300295C3
DE2300295C3 DE19732300295 DE2300295A DE2300295C3 DE 2300295 C3 DE2300295 C3 DE 2300295C3 DE 19732300295 DE19732300295 DE 19732300295 DE 2300295 A DE2300295 A DE 2300295A DE 2300295 C3 DE2300295 C3 DE 2300295C3
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B11/00Controlling arrangements with features specially adapted for condensers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Abwärmeverwertung des Abdampfes einer Dampfturbine mit einem Überdruck-Heizkondensator, dessen Wärmeübertragungsfläche an das Kühlmittel in mehrere voneinander getrennte und über Absperrventile regelbaren Kondensatorabschnitte unterteilt ist, wobei die Absperrventile durch den Druck im Abdampf über Druckfühler steuerbar sind und wobei der Abdampf mit Überdruck in den Überdruck-Heizkondeniator förderbar ist.
Durch die OE-PS 2 59 584 ist eine derartige Anlage bekanntgeworden, bei der der Wärmeinhalt vom Wasserdampf in einem Primärkreislauf unter dem Turbinenrückdruck einem Überdruck-Kondensator zugeleitet wird, dessen Innenseite in mehrere, zueinander parallelgeschaltete Kondensatorabschnitte unterteilt ist. Der Kondensator wird mit flüssigem Ammoniak als Kühlmittel beaufschlagt. Dabei soll der Austrittsdruck des Abdampfes der Dampfturbine derart bemessen werden, daß er den atmosphärischen Druckwert nur um einen möglichst geringen Betrag übertrifft. Die Temperatur an der Wasserdampfseite des Überdruck-Kondensators soll den Wert von 10O0C immer übersteigen, um auf diese Weise die Entstehung eines Vakuums an der Wasserdampfseite bei Änderungen der Belastung zu verhindern. Die Verhinderung von Wärmebelastungen der Umgebung wird bei dieser vorbekannten Anlage also nicht angestrebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, mit der die in der Totalenthalpie des Abdampfes enthaltene latente Wärme unter Vermeidung einer ZurSsTgdeser Aufgabe ist die Anlage nach der Erfindung gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: .WA jS Die Kühlrohre der einzelnen Kondensatorab-
schnitte sind vom Abdampf durchflossen; b) die Kondensatorabschnitte sind abdampfseitig in
Reihe geschaltet; .
el die Absperrventile zwischen den einzelnen Kon- ' densatorabschnitten werden durch Druckfühler in
diesen Kondensatorabschnitten gesteuert; d) die Förderung des Abdampfes in den Uberdruck-Heizkondensator erfolgt über eine Druckerhöhungspumpe und/oder in bekannter Weise über den Druck im Abdampfstutzen der Dampfturbine. Auf diese Weise wird der unter Druck stehende Abdampf in den einzelnen Kondensatorabschnitten kondensiert und sein immer noch unter Druck stehendes Kondensat einem Kessel zugeführt Die Zufuhrung des Abdampfes geschieht entweder unter dem direkten Rückdruck der Dampfturbine oder mittels einer nacheeschaltcten Druckerhöhungspumpe. Der Abdampf strömt in den ersten Kondensatorabschn.tt e.n, der von den übrigen Kondensatorabschnitten durch Absperrventile abgeschlossen ist, und beginnt dort zu kondensieren Sobald der Druck in diesem Kondensatorabschnitt infolge des ansteigenden Eingangsvolumens des Abdampfes sich bis zu einem bestimmten Niveau erhöht hat, öffnet sich ein Absperrventil und der zwe.te Kondensatorabschnitt wird angeschlossen, und dadurch die Oberfläche des Wärmeübertragers vergrößert. Em stetiges Anwachsen des Eingangsvolumens oder e.n AbHl in der Wäfmeübertragungsleistung öffnet den nächsten Kondensatorabschnitt und erhöht somit die Wärmeübertragungsfläche und damit die Leistung. Dabei ist jedes Absperrventil so eingestellt, daß es sich bei einem ein wenig höheren Druck oder bei einer ein wenig höheren Temperatur als das vorhergehende Absperrventil öffnet. Dadurch wird die bevorzugte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung, wonach die Steuerung so ausgebildet ist, daß dasjenige der Absperrventile, welches bei ansteigendem Druck im Abdampf als letztes Absperrventil öffnet, bei abfallendem Druck im Abdampf zuerst schließt, erreicht. Dadurch wird der Innendruck auch bei einem Abfall im Emgangsvolumen oder bei einem Anwachsen in der Wärmeübertragungsleistung praktisch konstant gehalten. Der gewünschte Innendruck muß zur Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen von außen gesteuert werden. .
Das verwendete Kühlmittel kann Luft mit natürlicher oder erzwungener Konvektion, eine Flüssigkeit, ein Sprühnebel oder ein Gas sein. Das Gehäuse des Kondensators kann offen sein, um das Kühlmittel in die Atmosphäre abzulassen, oder es ist geschlossen, um das aufgewärmte Kühlmittel und/oder seinen Dampf in einem getrennten Sekundärkreislauf zurückzuhalten und beispielsweise zu Heizzwecken auszunutzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist durch ein Flußschema in der Zeichnung skizziert.
Darin ist eine Vakuum-Kondensatorkammer 1 stromab einer Dampfturbine in einem herkömmlichen Dampfkraftwerk geschaltet. Die Kondensatorkammer
1 ist bei der Anlage nach der Erfindung entbehrlich; sie kann lediglich als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme bei Ausfall des Überdruck-Heizkondensators Verwendung finden. Bevor die Anlage in Betrieb £ esetzt wird, sind Absperrventile 15 und 18 geschlossen, wodurch der Vakuumprozeß in der Kondensatorkammer 1 außer Beirieb gesetzt wird. Fluß- oder Wasserstraßen-Wärmeverschmutzung wird durch Schließen eines Kiihlmittelausflusses 17 ausgeschaltet Gleichzeitig wird ein Absperrventil 16 geöffnet und damit Abdampf in den unter Druck stehenden Kondensatorabschniit 4 geleitet. Wahlweise können eine oder mehrere Druckerhöhungspumpen 2, die von einem Motor 3 angetrieben sind, der seineiseits durch einen Fühler 6 geregelt wird, zwischen dem Überdruck-Heizkondensator und der Dampfturbine eingesetzt werden. Der Abdampf wird in dem ersten Kondensatorabschnitt 4 des Wärmeübertragers durch Absperrventile 13 und 2C zurückgehalten, wo er unter Druck kondensiert. Fails der innendruck über das gewünschte Niveau anzusteigen droht, öffnet ein Druckfühler 12 das Absperrventil 13, so daß der Abdampf in den dahintergeschalteten Kondensatorabschnitt 5 strömt. Falls der Druckanstieg anhält, wird der dritte, gestrichelt dargestellte Kondensatorabschnit: des Überdruck-Heizkondensators durch Öffnen des Absperrventils 13' angeschlossen usw., bis die Kapazität des gesamten Uberdruck-Heizkondensators ausgenutzt ist. Hierbei wird jedes folgende Absperrventil bei einem ein wenig höheren Druck oder bei einer ein wenig höheren Temperatur als das vorhergehende geöifnet, so daß der letzte zu öffnende Kondensatorabschnitt der erste zu schließende Kondensatorabschnitt ist. Auf diese Weise wird der Innendruck des Überdruck-Heizkondensators in Abhängigkeit von der Wärmeübertragungsfläche geregelt. Das erhitzte und unter Druck stehende Kondensat strömt alsdann durch ein Absperrventil 20 zu einer herkömmlichen, nicht dargestellten Kesselspeisepumpe.
Die Kühlung des Kondensators wird durch Verwendung eines geeigneten Kühlmittels bewerkstelligt, welches in ein Gehäuse 8 eingebracht wird. Falls als Kühlmitte! Luft, Gas oder Dampf benutzt werden, kann das Kühlmittel durch einen Ventilator 19 umgewälzt werden. Falls ein Sprühnebel 9 verwendet wird, werden ein Sammelbehälter 7, die Umwälzpumpe 11 und ein Einlaßventil in Tätigkeit gesetzt und durch den Fühler 12 geregell. Bei Verwendung einer Kühlflüssigkeit als Kühlmittel ist ein bis auf den Auslaß 10 geschlossenes Gehäuse erforderlich, in dem die Flüssigkeit und/oder ihr Dampf in einem getrennten nicht dargestellten Sekundärsystem, z. B. zu Heizungs/.wecken, umgewäl/; wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Anlage zur Abwärmeverwertung des Abdampfes einer Dampfturbine mit einem Überdruck-Heizkondensator, dessen Wärmeübertragungsfläche an das Kühlmittel in mehrere voneinander getrennte und über Absperrventile regelbare Kondensatorabschnitte unterteilt ist, wobei die Absperrventile durch den Druck im Abdampf über Druckfühler steuerbar sind, und wobei der Abdampf mit Überdruck in den Überdruck-Heizkondensator förderbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) Die Kühlrohre der einzelnen Kondensatorabschnitte (4; 5) sind vom Abdampf durchflosren;
b) die Kondensatorabschnitte (4,5) sind abdampfseitig in Reihe geschaltet;
c) die Absperrventile (13; 13') zwischen den einzelnen Kondensatorabschnitten (4; 5) werden durch Druckfühler (12; 14) in diesen Kondensatorabschnitten gesteuert;
d) die Förderung des Abdampfes in den Überdruck-Heizkondensator erfolgt über eine Druckerhöhungspumpe (2) oder/und in bekannler Weise über den Druck im Abdampfstutzen der Dampfturbine.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage so ausgebildet ist, daß dasjenige der Absperrventile (13; 13'), welches bei ansteigendem Druck im Abdampf als letztes Absperrventil öffnet, bei abfallendem Druck im Abdampf zuerst schließt.
Wärmeverschmutzung von Wasserstraßen und Seen flexibel bei verschiedenen Betriebsbedingungen (Teilast. Vollast) der Dampfturbine bzw. einer entsprechenden Maschine möglichst vollständig auch bei solchen Kraftwerken abgeführt werden kann, bei denen Kuhl-
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