DE2608985B2

DE2608985B2 - Speisewasserbehälter für ein Dampfkraftwerk

Info

Publication number: DE2608985B2
Application number: DE19762608985
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Kelp; Herbert Dr.-Ing. 8561 Ottensoos Tratz
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1980-02-14
Also published as: JPS52107402A; JPS5922121B2; DE2608985A1; DE2608985C3; NL7700320A

Description

Die Erfindung betrifft einen Speisewasserbehälter für ein Dampfkraftwerk, bei dem im Dampfraum mindestens zwei Versprüheinrichtungen mit annähernd waagerechtem Wasseraustritt nebeneinander angeordnet sind, bei dem mindestens eine Dampfzuführungsleitung unterhalb des durch die Versprüheinrichtungen erzeugten Wasserschleiers endet und bei dem mindestens eine Wrasenleitung an den Raum oberhalb der Prallzone benachbarter Versprüheinrichtungen angeschlossen ist.

Ein derartiger Speisewasserbehälter ist in der DE-OS 56 186 beschrieben. Hieraus ist es bekannt, in einem Speisewasserbehälter die Versprüheinrichtungen so anzuordnen, daß die Wasserstrahlen sich berühren. Oberhalb der Prallzone sind auch hier Stutzen für den Brüdenaustritt vorgesehen. Wie bei anderen bekannten Anordnungen ist es jedoch auch hier erforderlich, eine Dampfzuführungsleitung mit Verteilrohren zu verbinden, die unterhalb des Wasserspiegels enden und dadurch ein ständiges Aufkochen des Wasserinhalts bewirken.

In einer weiteren bekannten Anordnung nach der DE-AS 12 52 701 wird unterhalb des Wasserspiegels Heizdampf eingeleitet Dieser hält das Speisewasser im Siedezustand, wobei die nichtkondensierbaren Gase, insbesondere Sauerstoff, aus dem Speisewasser ausgetrieben und mit dem Dampf in das Dampf polster des Speisewasserbehälters transportiert werden. Das Speisewasser wird oberhalb des Wasserspiegels durch Versprüheinrichtungen fein verteilt, wobei der Heizdampf an den feinen Tröpfchen kondensiert und diese dabei auf Sättigungstemperatur aufwärmt Hierbei sind Wrasenleitungen zur Abführung von Wrasen im Bereich des Austritts des kälteren Speisewassers aus der Versprüheinrichtung angeschlossen. Mit diesem abgeleiteten Wrasen gelangen nichtkondensierbare Gase aus dem Speisewasserbehälter. Die Führung des Wrasens durch das Gebiet der kälteren Wasserstrahlen bezweckt, einen Teil des Wasserdampfes dort zu kondensieren, um die Dampfverluste gering zu halten.

Wiil man jedoch die Entgasungsqualität weiter steigern, muß der gesamte Wasserinhalt des Speisewasserbehälters ständig von Dampf umspült werden, wie dies aus der DE-OS 23 12 475 ersichtlich ist. Dort wird der Heizdampf über Verteilrohre, die oberhalb des Wasserspiegels angeordnet sind, in eine große Anzahl von Stichrohren geleitet, die etwa senkrecht innerhalb des gesamten Speisewasserbehälters angeordnet sind und an ihren unteren Enden Bohrungen zum Dampfaustritt besitzen.
Durch die deutsche Patentschrift 10 10 974 ist ein Speisewasserbehälter bekannt, bei welchem der Heizdampf in ein geschlossenes, unterhalb des Wasserspiegels angeordnetes Röhrensystem strömt und dabei Konvektionswärme an das Speisewasser abgibt. Danach wird der Dampf oberhalb des Wasserspiegels in den Dampfraum eingeleitet.

Aus der britischen Patentschrift 9 80 344 ist weiterhin eine Anordnung bekannt geworden, bei der Dampf unterhalb von Versprüheinrichtungen und oberhalb des Wasserspiegels eines Behälters eingeleitet wird. Die Absaugeleitung für den Wrasen befindet sich oberhalb der Versprüheinrichtungen und kann einen Wrasenkondensator enthalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Speisewasserbehälter vorzusehen, der als Mischvorwärmer und Entgaser arbeitet, im Behälterinneren Versprüheinrichtungen besitzt und bei dem während des Normalbetriebes ohne Beeinträchtigung der Entgasungswirkung und ohne vermehrte Abführung von Wrasen der Heizdampf direkt oberhalb des Wasserspiegels eingeleitet und im Bereich der kälteren, aus den Versprüheinrichtungen austretenden Wasserstrahlen verteilt wird. Hierdurch wird der durch Dampfleitungen unterhalb des Wasserspiegels bedingte Material- und Platzbedarf vermieden und der Druckverlust des Heizdampfes auf seinem Strömungsweg, der den Wirkungsgrad des Wasser-Dampf-Prozesses herabsetzt, vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die öffnungen der Wrasenleitungen sich im unmittelbaren Bereich der Prallzone der Wasserstrahlen befinden, daß mindestens ein Teil der Dampfzuführungsleitungen (Verteilrohr) oberhalb des Wasserspiegels in den Speisewasserbehälter direkt eingeführt ist, deren öffnungen für den Dampfaustritt sich zwischen

den Wasserstrahlen und dem Wasserspiegel befinden und daß in die Wrasenleitung außerhalb des Speisewasserbehähers ein Wrasenkondensator eingeschaltet ist

Der Wrasen Wi₁ d über Wrasenkondensatoren abgeleitet, wobei eine Mengenregelung des Wrasens in Abhängigkeit von der erforderlichen Entgasungsqualität erfolgen kann. Dabei wird in den Wrasenkondensatoren die zum Transport der nichtkondensierbaren Gase benötigte Dampfmenge weitgehend kondensiert Durch die Anordnung der Eintrittsöffnungen für den Wrasen in unmittelbarer Nähe der Prallzone für Wasserstrahlen benachbarter Versprüheinrichtungen unterstützt durch direkte Einleitung des Heizdampfes in den Dampfraum sind die Wassertropfen an der Abführungsstelle für den Wrasen auf Siedetemperatur aufgewärmt, so daß in den Tropfen vorher eventuell gelöste Gase wieder ausgeschieden sind. Beim Gegenstand der Erfindung wird der Wrasen also rn den Stellen abgezogen, an denen die höchste Konzentration nichtkondensierbarer Gase im Dampf vorhanden ist Da an dieser Stelle in den Wassertropfen keine Gase mehr gelöst sind, gelangt nur einwandfrei entgastes Speisewasser in die im Behälter befindliche Vorratsmenge, die nun nicht mehr durch unterhalb des Wasserspiegels eingeleiteten Heizdampf ständig aufgekocht werden muß.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Speisewasserbehälter;

F i g. 2 einen Teilschnitt im Bereich der Versprüheinrichtungen einer zweiten Ausführungsform.

Das Speisewasser gelangt von der Zulaufleitung 1 in die Wrasenkondensatoren 2 und von dort durch die Leitungen 3 in die Versprüheinrichtungen 4. Aus diesen Versprüheinrichtungen 4, die sich innerhalb des Speisewasserbehälters 5 befinden, treten Wasserstrahlen 29 in nahezu waagerechter Richtung aus. Im Bereich der Prallzone 25 dieser Wasserstrahlen 29 befindet sich die öffnung 6 der Wrasenleitung 7, durch welche der abgeleitete Wrasen in die Wrasenkondensatoren 2 eingeleitet wird. Dort wird der zum Transport der nichtkondensierbaren Gase benötigte Dampf weitgehend niedergeschlagen und das sich dabei bildende Kondensat über die Wasserschleifen 10 in den Speisewasserbehälter 5 zurückgeleitet. Die restliche Wrasenmenge wird durch die Leitungen 8 und die Mengenregelventile 9 abgeführt.

Die Zuführung des Anzapfdampfes der Turbine erfolgt vom Anschluß 28 über das Absperrventil 23 in das Verteilrohr 11, welches direkt in den Raum unterhalb der Wasserstrahlen 29 und oberhalb des Wasserspiegels 12 mündet.

Das im Speisewasserbehälter 5 vorhandene, entgaste Speisewasser gelangt über die Saugleitungen 13 zu den Speisewasserpumpen 14 und wird von ihnen den nachgeschalteten, hier nicht dargestellten Anlageteilen zugefördert.

In den Saugleitungen 13 für das Speisewasser sind Sauerstoffmeßeinrichtungen 15 angeordnet, die mit dem 6n Regler 17 in Verbindung stehen. Dabei wird durch Impulsleitungen von den Speisewasserpumpen 14 zum Regler 17 sichergestellt, daß dieser nur solche Meßwerte berücksichtigt, die von den Sauerstoffmeßeinrichtungen 15 herrühren, die in Betrieb befindlichen Speisewasserpumpen 14 zuzuordnen sind. Im Speisewasserbehälter 5 ist eine weitere Sauerstoffmeßeinrichtung 16 vorhanden, welche an den Regler 17 angeschlossen ist Der Regler 17 erhält außerdem eine Information über die Höhe des Wasserspiegels 12, wie durch die Meßleitung 30 angedeutet ist

Die Information des Reglers 17 wird auf den Regler 18 übertragen, der außerhalb eines Toleranzbereiches in Abhängigkeit von der vorhandenen und der gewünschten Entgasungsqualität eine Veränderung der Öffnungsstellung der Mengenregelventile 9 einleitet Befinden sich die Mengenregelventile 9 bereits in voll geöffneter Stellung und entspricht die Entgasungsqualität nicht dem vorgegebenen Wert so wird durch den Regler 18 die öffnung des in die Frischdampfleitung 27 eingeschalteten Ventils 20 eingeleitet wodurch Dampf mit Hilfe des Verteilsystems 21 unterhalb des Wasserspiegels 12 in den Speisewasserbehälter 5 gelangt Hierbei bleibt das Ventil 19 zwischen der Frischdampfleitung 27 und dem Anschluß 28 für den Turbinen-Anzapfdampf geschlossen. Dieser Betriebszustand ist als Notbehelf anzusehen, wenn beispielsweise größere Mengen nichtentgasten Zusatzwassers in den Speisewasserbehälter eingeleitet wurden oder an Anlageteilen Lufteinbrüche auftraten. Daher genügt auch eine Bemessung des Verteilsystems 21 für eine Dampfmenge, die erheblich unterhalb derjenigen Dampfmenge liegt, die bei Normalbetrieb als Turbinenanzapfdampf durch das Verteilrohr 11 in den Speisewasserbehälter 5 oberhalb des Wasserspiegels 12 direkt eingeleitet wird.

Muß aus betrieblichen Gründen, beispielsweise infolge einer elektrischen Netzstörung, die Turbine dampfseitig umführt werden, so erhält der Regler 18 einen entsprechenden Impuls durch die Leitung 22. Hierdurch wird bewirkt, daß das Absperrventil 23 geschlossen wird und die beiden Ventile 19 und 20 sich öffnen. Dadurch wird über das Verteilrohr 11 und das Verteilsystem 21 Frischdampf von der Frischdampfleitung 27 in den Speisewasserbehälter 5 eingeleitet, um eine unzulässige Druckabsenkung dort zu vermeiden. Gleichzeitig werden durch den Regler 18 die Mengenregelventile 9 geschlossen, um Druckabfall zu vermeiden, wobei man auf die Entgasungsqualität wegen der kurzen Dauer dieses Vorganges keinen Wert legt.

Nach längerem Stillstand der Anlage wird über die Frischdampfleitung 27 Heizdampf über das Ventil 20 und das Verteilsystem 21 in den Speisewasserbehälter 5 unterhalb des Wasserspiegels 12 eingeleitet. Die Ableitung des Wrasens erfolgt über die Wrasenleitung 7 und die Leitungen 8, ohne daß zu diesem Zeitpunkt Speisewasser eingeleitet und versprüht werden muß. Wird durch die Sauerstoffmeßeinrichtung 16 die gewünschte Entgasungsqualität festgestellt, so erfolgt mit Hilfe der Regler 17 und 18 und durch Schließen des Ventils 20 eine Reduzierung oder ein Abschalten der Frischdampfzufuhr.

In F i g. 2 ist innerhalb des Speisewasserbehälters 5 die Anordnung von Versprüheinrichtungen 4 oberhalb des Wasserspiegels 12 gezeigt. Das Speisewasser tritt in Richtung der Pfeile 31 über die Leitungen 3 in die Versprüheinrichtungen 4 ein. Die Wasserstrahlen 29 von benachbarten Versprüheinrichtungen 4 bilden eine Prallzone 25, in deren unmittelbarem Bereich sich unterhalb dieser Wasserstrahlen 29 öffnungen 6 von nach unten offenen Wrasenableitrohren 26 befinden, die dei. Wrasen über die Wrasenleitungen 7 ableiten.

Der Heizdampf wird durch das Verteilrohr 11 in Pfeilrichtung zugeführt, wobei dieser durch öffnungen 24 dem kälteren Bereich der Wasserstrahlen 29 zuströmt.

Der Wrasenabzug in der Praiizone 25 bewirkt, daß

dort der Wrasen mit höchster Konzentration an nichtkondensierbaren Gasen abgezogen wird, wobei diese von den dort bereits auf Sattdampftemperatur aufgewärmten Wassertröpfchen nicht wieder gelöst werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Speisewasserbehälter für ein Dampfkraftwerk, bei dem im Dampfraum mindestens zwei Versprüheinrichtungen mit annähernd waagerechtem Wasseraustritt nebeneinander angeordnet sind, bei dem mindestens eine Dampfzuführungsleitung unterhalb des durch die Versprüheinrichtungen erzeugten Wasserschleiers endet und bei dem mindestens eine Wrasenleitung an den Raum oberhalb der Prallzone benachbarter Versprüheinrichtungen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (6) der Wrasenleitungen (7) sich im unmittelbaren Bereich der Prallzone (25) der Wasserstrahlen (29) befinden, daß mindestens ein Tsil der Dampfzuführungsleitungen (Verteilerohr 11) oberhalb des Wasserspiegels (12) in den Speisewasserbehälter (5) direkt eingeführt ist deren öffnungen (24) für den Dampfaustritt sich zwischen den Wasserstrahlen (29) und dem Wasserspiegel (12) befinden und daß in die Wrasenleitung (7) außerhalb des Speisewasserbehälters (5) ein Wrasenkondensator (2) eingeschaltet ist.

2. Speisewasserbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (6) für die Wrasenabführung in einem nach unten offenen, waagerecht unterhalb der Prallzone (25) liegenden Wrasenleiter (26) angeordnet sind.

3. Speisewasserbehälter nach Anspruch 1, bei dem zusätzlich Dampfaustrittsöffnungen unterhalb des Wasserspiegels vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelanordnung (Regler 17, 18) zur Regelung des Sauerstoffrestgehaltes die öffnung eines Ventils (20) in dem Verteüsystem (21) mit Dampfaustrittsöffnungen unterhalb des Wasserspiegels (12) veranlaßt.

4. Speisewasserbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Dam^fzuführungsleitungen (Verteüsystem 21) mit Dampfaustrittsöffnungen unterhalb des Wasserspiegels (12) nur für eine kleine Dmapfmenge im Verhältnis zu den übrigen Dampfzuführungsleitungen (Verteilrohr 11) ausgelegt und mit einer Frischdampfleitung (27) des Dampfkraftwerkes verbunden ist.