DE2735463C2

DE2735463C2 - Durchlaufdampferzeuger

Info

Publication number: DE2735463C2
Application number: DE2735463A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Wittchow
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1982-03-04
Also published as: US4205633A; AU526491B2; DE2735463A1; JPS6214047B2; AU3857478A; JPS5428901A

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufdampferzeuger mit einer Verdampferheizfläche und einer nachgeschütteten Nachheizfläche sowie mit einem zwischen diesen beiden Heizflächen geschalteten Wasser-Dampf-Trenngefäß, dem eine erste Wasserablaufleitung, die mit der Eintrittsleitung der Verdampferheizfläche vor dieser Verdampferheizfläche in Verbindung steht, und eine zweite Wasserablaufleitung zugeordnet sind.

Ein derartiger Durchlaufdampferzeuger ist aus der Zeitschrift »Wärme«. Band 78. Heft 3. Seite 77, BiIdI, bekannt. Der Nachheizfläche dieses bekannten Durchlaufdampferzeugers sind noch zwei in Serie geschaltete Überhitzerheizflächen nachgeschaltet. Mit diesem Durchlaufdampferzeuger soll eine möglichst gleichmäßige Temperatur des die Überhitzerheizflächen verlastenden Frischdampfes erzielt werden. Ferner soll der Druckverlust in der Nachheizfläche möglichst gering sein. Deshalb ist man bei diesem Durchlaufdampferzeuger bestrebt, die vom Trenngefäß abgehende zweite Wasserablaufleitung möglichst nahe an der Frischdampf-•ustrittsstelle am Ende der Überhitzerheizflächenserie in die Überhitzerheizflächen einmünden zu lassen. Zu diesem Zweck ist diese zweite Wasserablaufleitung in zwei Teilleilungen aufgeteilt, von denen die eine am Dampfaustritt der Nachheizfläche zwischen der Nach' Heizfläche und der ersten Überhitzerheizfläche und die andere zwischen der ersten und der zweiten überhitzefheizfläche einmündet. Da an jeder Einmündungsstelle ein Druckunterschied zwischen dem Wasser und der zweiten Wasserablaufleitung und dem überhitzten Dampf infolge des Druckabfalles in der Nachheiz- und der ersten Überhitzerheizfläche auftritt, ist in jeder der beiden Teilleitungen der zweiten Wasserablaufleitung des Trenngefäßes ein Ventil vorgesehen, das jeweils an einem Regler angeschlossen ist Von diesem Durchlaufdampferzeuger, mit dem nicht nur in der Änfnhrphase,

to sondern auch im gesamten Lastbereich (Teillast und Vollast) der Dampf nur in der Verdampferheizfläche und in den beiden Überhitzerheizflächen, nicht aber in der Nachheizfläche erzeugt wird, werden eine Stabilisierung der Dampferzeugung, eine bessere Regeleigen-

\\ schaft und ein beschleunigter Druckanstieg des Frischdampfes insbesondere beim Anfahren erwartet.

In der Verdampferheizfläche dieses bekannten Durchlaufdampferzeugers werden bei Vollast nur 80% der gesamten Dampfmenge erzeugt der Rest in den

Überhitzerheizflächen. Das bedeutet aber, daß die Verdampferheizfläche in ihren geometrischen Abmessungen entsprechend kleiner ausgelegt ist ais dies bei einer 100% igen Dampferzeugung in der Verdampferheizfläche der Fall wäre. Beim Anfahren des bekannten Durchlaufdampferzeugers wird deshalb nicht genügend Dampf zur ausreichenden Kühlung der Nachheizfläche erzeugt, für die daher in dieser Anfahrphase die Gefahr eines Ansteigens der Rofirwandtemperatur auf unzulässig hohe Werte besteht, ohne daß hiergegen Vorkehrungen getroffen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und mit geringem Aufwand unzulässig hohe Temperaturen der Nachheizfläche insbesondere in der Anfahrphase zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Durchlaufdampferzeuger der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter zur Speicherung von Wasser vorgesehen ist. der mit dem Trenngefäß über eine Verbindungsleitung verbunden ist. an dem die erste Wassercblauflt/i'ing angeschlossen ist und von dem oberhalb des Anschlusses für die erste Wasserablaufleitung die zweite Wasserablaufleitung abgeht, die in eine vom Trenngefäß ausgehende, zum Dampfeintritt der Nachheizfläche führende Dampfaustrittsleitung mündet, und daß in der ersten Wasserablaufleitung eine Regelarmatur angebracht ist. die in Steuerabhängigkeit von einem Steuergerät steht, das an einem der Nachheizfläche zugeordneten Temperaturmeßgerät bzw. Speisewassermengenmeßgerät angeschlossen ist und das bewirkt, daß sich bei zu hoher Temperatur der Nachheizfläche der Wasserstand im Behälter über die Anschlußstelle der zweiten Wassercblaufleitung am Behälter erhöht, so daß durch diese zweite Wasserablaufleitung Wasser zu der Nachheizfläehe gelangt.

Während der Anfahrphase dieses Dampferzeugers wird also bei zu hoher Temperatur der Nachhei/fläche dieser über die zweite Wasserablaufleitung Wasser aus dem Behälter zugeführt, wodurch die Rohrwandtemperatur der Nachheizfläche aufgrund des dadurch verbesserten Wärmeüberganges und des erhöhten Dampfdurchsatzes niedrig gehalten wird. Da das durch die zweite Wasserablaufleitung der Nachheizfläche zugeführte Wasser Siedetemperatur, also die gleiche

Temperatur wie der aus der Verdampferheizfläche in die Nachheizfläche eintretende Dampf hat, werden überdies Wärmespannungen im Material an den Verbindungsstellen zwischen der Verdampfer- Und der

Nachheizfläche, die in der Regel ja Schweißstellen sind, vermieden.

Ferner braucht in der zweiten Wasserablaufleitung dieses Dampferzeugers kein Ventil vorgesehen zu sein, da der Wasserdurchsatz durch die zweite Wasserablaufleitung beispielsweise durch Verstellen des Wasserstandes in dem Behälter einstellbar ist Der erforderliche Druckunterschied zwischen dem Wasser in dem Behälter und dem Dampfeintritt an der Nachheizfläche kann beispielweise durch einfaches Hochlegen des iu Trenngefäßes und des Behälters erzeugt werden.

Aus der Zeitschrift »Dürr-Mitteilungen«, Nr. 11, Dezember 1959, Seite 14, ist zwar ein Durchlaufdampferzeuger mit einem Wasser-Dampf-Trenngefäß bekannt, dem auch ein Behälter zur Speicherung von Wasser zugeordnet ist, es ist jedoch keine zweite Wasserablaufleitung vorgesehen. Eine Zufuhr von Wasser aus dem Behälter zu einer dem Trenngefäß nachgeschalteten Nachheizfläche des Durchlaufdampferzeugers ist daher nicht möglich, sondern diese Nachheizfläche wird in der Anfahrphase des Dampferzeugers durch Reduzieren der Feuerieistung in sehr aufwendiger Weise vor zu hohem Ansteigen der Rohrwandtemperatur geschützt.

Der aus »BBC-Nachrichten«, Juni 1966, Seite 364, « B'ld 2, bekannte Durchlaufdampferzeuger weist wohl zwei parallel geschaltete Wasser-Dampf-Trenngefäße mit zugeordnetem Behälter zur Speicherung von Wasser auf, es ist jedoch keine zweite Wasserablaufleitung vorgesehen, mit der Wasser aus dem Behälter zu w einer den Trenngefäßen nachgeschalteten Nachheizfläche gelangen könnte. Besondere Vorkehrungen gegen zu hohes Aufheizen der Rohrwandung dieser Nachheizfläche während der Anfahrphase sind an diesem Dampferzeuger auch gar nicht vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung anhand einer Dampfkraftanlage mit einem Durchlaufdampferzeuger zur Speisung von Dampfturbinen dargestellt. Der in einer Hochdruckturbine 1 und einer Niederdruckturbine 2 mit Zwischenüberhitzer 3 entspannte ίο Dampf wiru in einem Kondensator 4 kondensiert. Das Kondensat gelangt über eine Pumpe 5 in einen Speisewasserbehälter 6 und von da aus über eine Speisewasserpumpe 7 und über dampfbeheizte Hochdruckvorwärme B in den Durchlaufdampferzeuger 9. Hier fließt das Wasser über ein Speisewasserventil 10, ein Speisewassermengenmeßgerät (Mengenmeßblende) 11, eine Economiser-Heizfläche 12 und eine Verdampferheizfläche 13 in ein Trenngefäß 14 zur Trennung von Wasser und Dampf. Das Trenngefäß 14 ist im Ausführungsbeispiel über eine Verbindungsleitung 15 mit einem Behälter 16 zur Speicherung von Wasser verbunden. Diese miteinander verbundenen Behälter stellen damit eine Trennvorrichtung zur Trennung von Wasser und Dampf mit Speichermüglichkeit für das abgeschiedene Wasser dar. Es ist allerdings nicht unbedingt notwendig, einen gesonderten Behälter zur Wasserspeicherung vorzusehen. Man kann Wasser-Dampf-Trennung und Wasserspeicherung auch in einem gemeinsamen Behälter vornehmen.

Von dem Trenngefäß 14 führt eine Dampfaustrittsleitung 17 zu einer Nachheizfläche 18, der wiederum eine oder mehrere Überhitzerheizflächen 19 nachgeschaltet sind. An den Ausgang der Überhitzerheizfläche 19 ist die Frischdampfleitung 20 angeschlossen, die zur Hochdrockturbine 1 führt. Rückschlagventile, Umführungsleitungen und dergleichen in r¹ ■: den Dampferzeuger verlassenden Dampfleitung sinJ 1er Einfachheit halber nicht dargestellt.

Von dem Behälter 16 zur Speicherung von Wasser führt im Ausführüngsbeispiel eine erste Wasserablaufleitunf 21 zu einer Umwälzpumpe 22 und von da aus über eine Regelarmatur 23 zum Eintritt der Economiser-Heizfläche 12. Die Regelarmatur ist an ein Steuergerät 24 angeschlossen, daß über Meßleitungen mit dem Speisewassermengenmeßgesät 11 und einem Temperaturmeßgerät 25 verbunden ist. Oberhalb der Wasserablaufleitung 21 ist an den Behälter 16 eine zweite Wasserablaufleitung 26 angeschlossen, die in den Eingang der Nachheizfläche 18 mündet.

Von dem Steuergerät 24 wird abhängig von der Temperatur in der beispielsweise stark beheizten Nachheizfläche 18 der Wasserstand im Behälter 16 so geregelt, daß er sich bei zu hoher Temperatur der Nachheizfläche 18 soweit erhöht, bL duvch die Wasserablaufleitung 26 Wasser in die Nachheizfläche 18 gelangt und damit zur Kühlung beiträgt. Anstelle des Ti-mperaturmeßgerätes 25 ließe sich diese Wasserstandsregelung auch abhängig vom Betriebszustand des Durchlaufdampferzeugers einstellen. In diesem Fall würde man immer während des Anfahrvorganges einen hohen Wasserstand im Behälter 16 vorsehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchlaufdampferzeuger mit einer Verdampferheizfläche und einer nachgeschalteten Nachheizfläche sowie mit einem zwischen diese beiden Heizflächen geschalteten Wasser-Dampf-Trenngefäß, dem eine erste Wasserablaufleitung, die mit der Eintrittsleitung der Verdampferheizfläche vor dieser Verdampferheizfläche in Verbindung steht, und eine zweite Wasserablaufleitung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (16) zur Speicherung von Wasser vorgesehen ist, der mit dem Trenngefäß (14) über eine Verbinduiigsleitung (15) verbunden ist, an dem die erste Wasserablaufleitung (21) angeschlossen ist und von dem oberhalb des Anschlusses für die erste Wasserablaufleitung (21) die zweite Wasserablaufleitung (26) abgeht, die in eine vom Trenngefäß (14) ausgehende, zum Dampfeintritt der Nachheizfläche (18) führende Dampfaustrittsleitung (17) mündet, und daß in der ersten Wasserablaufleitung (21) eine Regeiarmatur (23) angebracht ist, die in Steuerabhängigkeit von einem Steuergerät (24) steht, das an einem der Nachheizfläche (18) zugeordneten Temperaturmeßgerät (25) bzw. Speisewassermengenmeßgerät (11) angeschlossen ist und das bewirkt, daß sich bei zu hoher Temperaü r der Nachheizfläche (18) der Wasserstand im Behälter (16) über die Anschlußstelle der zweiten Wasserablaufleitung (26) am Behälter (16) erhöht, so daß durch diese zweite Wasserablaufleitung (26) Wasser zu der Nachheizfläche (18) g, langt.

2. Durchlaufdampferzeug«"· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal3 das Wasser-Dampf-Trenngefäß und der Behälter mr Speicherung von Wasser unter Wegfall der Verbindungsleitung (15) in einem gemeinsamen Behälter zusammengefaßt sind.