DE2518161C2 - Heizkraftwerk mit Fernheizanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizkraftwerk mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Merkmalen.

Aus der DE-AS 10 16 274 ist ein Heizkraftwerk bekannt mit einer Dampfturbine, deren letzte Stufe auf einen ersten Kondensator geschaltet ist, wobei Wärme des ersten Kondensators an Heizwasser übertragen wird, das anschließend durch Wärme eines Wärmetauschers, der mit einer Entnahmestelle der Dampfturbine verbunden ist, zusätzlich erwärmt wird, bevor es den Wärmeverbrauchern zugeführt wird, wobei ferner Mittel vorhanden sind, um im ersten Kondensator anfallende Wärme statt an das Heizwasser an die Umgebung abzuführen und wobei die auf den ersten Kondensator arbeitende Dampfturbine die tiefste Entspannungsstufe des Heizkraftwerkes umfaßt.

A b b. 2 dieser Druckschrift stellt das Schema einer solchen Anlage dar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein ökologisch und ökonomisch günstiges Heizkraftwerk zu schaffen, bei dem die Immissionen auf die Umgebung in Grenzen gehalten werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.

Durch diese Anordnung kann der Wärmeinhalt der im Verdunstungssystem befeuchteten Luft beim Passieren des Oberflächenkühlers erhöht werden, so daß damit vom Kühlturm ausgehende Wolken verkleinert oder unterdrückt werden können. Dieser Effekt verstärkt sich multiplikativ dadurch, daß bei besonders ungünstiger, naßkalter Witterung durch den erhöhten Wärmebezug über das Heizwasser und das dadurch steigende Angebot an offen zum Heizkraftwerk zu rückfließendem Kühlwasser die Menge des im Verdunstungssystem des Kühlturms verdunsteten Wassers herabgesetzt wird.

Besondere Vorteile bestehen darin, daß der Betrieb des Oberflächenkühlers an die Wetterlage anpaßbar ist, so daß der mit seinem Betrieb verbundene Energieverbrauch auf ein Minimum eingestellt werden kann, und daß bei Heizbetrieb überschüssige Restwärme im Bereich der zu heizenden Häuser abgegeben wird.

Aus der DD-PS 1 00 995 ist eine Kondensationsein richtung für Dampfturbinenkraftwerke bekannt, bei der an den Austritt der Dampfturbine ein Einspritzkondensalor angeschlossen ist, dessen Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen mit einem luftgekühlten und einem wassergekühlten Wärmeübertrager verbunden sind, die im Bereich eines Kühlturms angeordnet sind und die in Reihe oder parallelgeschaltet sein können. Das Wasser

>5 für den wassergekühlten Wärmeübertrager wird einer äußeren Quelle entnommen und nach Passieren des Wärmeübertragers und gegebenenfalls zusätzlicher Abkühlung in die Quelle zurückgeführt.

Aus der CH-PS 5 42 997 ist eine thermische

ω Kraftanlage bekannt, bei der das Kühlwasser der Dampfkondensatoren entweder über einen Fluß oder über einen Kühlturm im Kreislauf geführt wird. Das im Kühlturm rückgekühlte Wasser soll dabei in bestimmter Weise in den vom Fluß abzweigenden Kühlwasserkanal eingeleitet werden.

Ferner ist es aus »Haus der Technik — Vortragsveröffentlichungen«, Heft 259, Seiten 30 bis 41, bekannt, dem Verdunstungskühlsystem des Kühlturms eines Kraftwerks zur Entschwadung luftseitig einen durch Entnahmedampf beheizten Wärmeübertrager nachzuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert, die schematisch vereinfacht ein Heizkraftwerk mit Fernheizanlagc zeigt.

Gemäß der Zeichnung ist ein Kernreaktor I über eine Frischdampfleitung 2 mit dem Eintritt einer Dampfturbine 3 verbunden, die eine Entnahmestelle 5 aufweist. Der Austritt der Dampfturbine 3 ist über eine Leitung 17

mit einem Hauptkondensator 4 verbunden. An die Entnahmestelle 5 ist ein weiterer Kondensator 6 angeschlossen. Die Dampfturbine 3 ist mit einem elektrischen Generator 10 gekoppelt, der elektrische Energie an ein Netz 11 abgibt. Das Kondensat aus dem Hauptkondensator 4 wird über eine Leitung 12 und eine Kondensatpumpe 14 in eine Leitung 16 gefördert, die zum Kernreaktor I führt. In die Leitung 16 wird auch das Kondensat des weiteren Kondensators 6 gefördert, wozu eine Leitung 13 sowie eine weitere Kondensatpumpe vorgesehen sind. In der zum Reaktor I führenden Leitung 16 können wie üblich damplbeheizte Vorwärmer sowie weitere Pumpen und ein Entgaser vorgesehen sein. Das Kühlsystem 4' des Ha-jptkondensators 4 weist eine Kühlmittelableitung 20 mit

Umwälzpumpe 21 auf; die Leitung 20 führt zu einem Verdunstungskühlsystem 22, das in einem Kühlturm 23 untergebracht ist. Unterhalb des Verdunstungskühlsystems 22 ist ein Auffangbecken 24 angeordnet, aus dem das aus dem Verdunstungskühlsystem 22 austretende

und durch die den Kühlturm durchströmende Luft abgekühlte Wasser über eine Zuleitung 25 zum Kühlsystem 4' zurückgeführt wird. Die Rückführung kann durch den statischen Druck oder mittels einer nichtgezeichneten "umpe erfolgen. Das im Verdun-

stungskühlsystem 22 durch Verdunstung verlorengegangene Wasser wird über eine Leitung 26 mittels einer Pumpe 27 aus einem Hci/wasserkanal 30 ersetzt. In den Leitungen 20 und 25 ist je cm Dremejjventil 31 b/w. 32

angeordnet, über die diese Leitungen wahlweise mit einem Wärmeübertrager 35 verbindbar sind, der in dem Heizwasserkanal 30 angeordnet ist.

Das Kühlsystem 6' des weiteren Kondensators 6 ist über eine Leitung 40 mit einem geschlossenen Wärmeübertrager 42 verbunden, der oberhalb des Verdunstungskühlsystems 22 im Kühlturm 23 angeordnet ist. Der geschlossene Wärmeübertrager 42 ist über eine Leitung 41 mit Umwälzpumpe 43 hiit dem Kühlsystem 6' verbunden. In den Leitungen 40 unj 41 ist je ein Dreiwegventil 45 bzw. 46 angeordnet, über die diese Leitungen mit einem weiteren, ebenfalls im Heizwasserkanal 30 angeordneten Wärmeübertrager

48 verbindbar sind, der sekundärseitig. d. h. in Strömungsrichtung des Wassers im Heizwasserkanal 30. stromunterhalb des Wärmeübertragers 35 angeordnet ist.

Der Heizwasserkanal 30 ist mit seinem Eintrittsende

49 an ein offenes, fließendes Gewässer, z. B. Fluß 50 angeschlossen, dem er Wasser entnimm. Das entnommene Wasser wird in einer Aufbereitungsanlage 52 mechanisch und gegebenenfalls chemisch oder physikalisch-chemisch aufbereite:. Im Heizwasserkanal 30. der gegen Wärmeverlust auf nicht gezeichnete Weise isoliert ist, sind über seine Länge verteilt Pumpenanlagen 53, 54 und 55 angeordnet, die das aufbereitete Wasser über die Wärmeübertrager 35 und 48 in den Bereich von Wärmeverbrauchern fördern. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber nur ein derartiger Wärmeverbraucher dargestellt, und /war in Form einer Raumheizung in einem Gebäude 68. Der Heizwasserkanal 30 weist jeweils im Bereich der Wärmeverbraucher einen Anschluß 60 auf.

Im extremen Sommerbetrieb kann nur ein relativ kleiner Teil der vom Kühlwasser im Kondensator 4 aufgenommenen Wärme im Wärmeübertrager 35 abgegeben werden; der Rest wird in das Verdunstungskühlsystem 22 im Kühlturm 23 geleitet. Die Kühlwassermenge des weiteren Kondensators 6 ist stark gedrosselt und die in diesem entzogene Wärme wird, sofern nicht die Kühlluft des Kühlturms getrocknet werden muß, auf den Wärmeübertrage- 48 im Heizwasserkanal 30 geleitet, so daß dort das Wasser auf etwa 35° C aufgeheizt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Heizwasserkanal 30 wird klein gehalten. Mittels der Pumpe 61 in der Leitung 60 wird wenig Wasser dem Wärmeverbraucher zugeführL Dabei wird das Heizwasser auf beispielsweise 20° C zurückgekühlt, wonach es über den Sammelkanal 91 in den Fluß zurückströmt.

ίο im extremen Winterbetrieb sind die beiden Kondensatoren 4 und 6 auf die zugehörigen Wärmeübertrager 35 und 48 geschaltet. Im Heizwasserkanal 30 wird eine hohe Wassergeschwindigkeit aufrechterhalten und die Pumpe 61 fördert relativ viel Wasser von beispielsweise 38° C in den Wärmeverbraucher.

Die Dreiwegventile 31,32 und 45,46, von denen auch nur jeweils eines pro Kühlsystem 4' bzw. 6' vorgesehen werden kann, gestatten, die Verteilung der vom Kühlwasser in den Kondensatoren 4 und 6 aufgenommenen Wärme auf das Heizwasser und auf den Kühlturm 23 optimal einzustellen, wobei man darauf achten wird, daß die Dampfentnahme an der Entnahmestelle 5 nicht größer als nötig ist, denn die entnommene Dampfmenge führt zu einer Verringerung der elektrisehen Leistung.

Die Dreiwegventile 31 und 45 oder 32 und 46 können auch von einem Computer gesteuert werden, dem außer den momentanen und gegebenenfalls vorausgesagten Witterungsdaten auch die Soll- und Istwerte der elektrischen und der thermischen Leistung, gemessene Worte der Wasservorlauftcmpcratur im Heizwasserkanal 30 und/oder der im Heizwasser gespeicherten Wärme eingegeben werden können.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbcispiel kann das aus dem Saminelkanal 91 abströmende Wassnr auch in ein offenes Gewässer fließen, das nicht direkt mit dem FIuIJ 50 in Verbindung steht. In einem solchen Falle wurden also der Wind und die Wolken als Transportmittel zwischen den Wärmeverbrauchern und dem Wasscrbezugsori des lleizwasscrkanals dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Heizkraftwerk mit daran angeschlossener Fernheizanlage, das eine eine Entnahmestelle aufweisende Dampfturbine mit Kondensator und einen Kühlturm umfaßt, wobei die Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen des Kondensators wahlweise mit einem im Kühlturm untergebrachten Verdunstungskühlsystem und/oder mit einem in einem Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmestelle(5)derDampfturbine(3)mit einem weiteren Kondensator(6) verbunden ist,dessen Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen (40,41) wahlweise mit einem im Kühlturm (23) oberhalb des Verdunstungskühlsystems (22) angeordneten, geschlossenen Wärmeübertrager (42) und/oder mit einem weiteren, im Heizwasserkanal (30) angeordneten Wärmeübertrager(48) verbindbar sind, der dem erstgenannten, im Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager (35) sekundärseitig nachgeschaltet ist, und daß der Heizwasserkanal (30) zusammen mit daran angeschlossenen Wärmeverbrauchern und offenen Gewässern, die als Rückleitung für das die Wärmeverbraucher verlassende Wasser zum Eingang des Heizwasserkanals dienen, ein Kreislaufsystem bilden.