DE2740530B2 - Einrichtung zur Vermeidung von speisewasserseitigen Thermoschocks im Hochdruckteil von Dampfkraftwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung von speisewasserseitigen Thermoschocks im Hochdruckteil von Dampfkraftwerken mit Hilfe einer Mindestmengenrückleitung, die einerseits hinter dem Druckstutzen der Speisepumpe und andererseits an einen Speisewasserbehälter angeschlossen ist, sowie mit einem der Speisepumpe nachgeschalteten Druckleitungsschieber.

Es ist aus der Zeitschrift »Brennstoff-Wärme-Kraft« (!97!), Nr. 7, Seite 327, bekannt, an Speisewasserpumpen Umwälzeinrichtungen vorzusehen, um stärkere Verkrümmungen des Pumpengehäuses durch Temperaturschichtung des Pumpeninhalts bei Stillstand zu vermeiden. An gleicher Stelle wird die Anwärmung oder Warmhaltung von in Betriebsbereitschaft stehenden Pumpen durch ständigen Durchfluß eines kleinen Speisewasserstroms erwähnt, jedoch nachfolgend von einer derartigen Maßnahme wegen des damit verbundenen Energieverlustes und Regelaufwandes abgerateil.

Aus der Zeitschrift »Der Maschinenschaden«, Heft 11/12 — 1960, Seite 208, ist es bekannt geworden, zur Vorwärmung von Speisepumpen eine Anwärniileitung vorzusehen, die vom Druckstutzen der Pumpe in einen tiefer liegenden Behälter führt, so daß ständig ein geringer Wasserdurchlauf vom Speisepumpenzulaufbehälter durch die in Reserve stehende Speisepumpe hergestellt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung anzugeben, durch die nicht nur die Speisewasserpumpe, sondern auch die gesamten Druckleitungen und die nachgeschalteten Hochdruckvorwärmer vor Thermoschocks geschützt werden. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß bei Inbetriebnahme nach längerer Stillstandszeit das abgekühlte, in der Leitung befindliche Speisewasser nicht zu einem Thermoschock für die nachgeschalteten Anlagen führen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mindestmengenrückleitung hinter dem Druckleitungsschieber der Speisepumpe an Ende der Druckleitung kurz vor dem nächsten Druckleitungsschieber abzweigt und daß parallel zum Druckleituingsschieber der Speisepumpe und einem gegebenenfalls dazu in Reihe liegenden Rückschlagventil eine weitere Mindestmengenleitung geschaltet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Zuschaltung einer abgekühlten und in Reserve gehaltenen Speisewasserpumpe auf das Speisewassersyütem erst, nachdem durch die Mindestwassermenge das abgekühlte Wasser aus der Druckleitung verdrängt und durch erwärmtes Speisewasser ersetzt worden ist.

Zum Warmhalten einer kurzfristig stillgesetzten Speisepumpe, die in Bereitschaft bleiben soll, ist es dabei möglich, in bekannter Weise die Mindestmengenlehung am Ein- und Austritt an der Druckleitung in der Mähe des Pumpenaustritts durch eine Umführungsleitung mit Absperr- und Drosselorgan zu umgehen. Dadurch strömt eine geringe Speisewassermenge rückwärts durch die Pumpe und hält das System in der Nähe der Betriebstemperatur.

Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, das Absperrorgan in der Warmhalte-Rückströmleitung stets dann offen zu halten, wenn der Druckleitungsschieber der zugehörigen Speisepumpe geöffnet und mindestens eine andere Speisepumpe in Betrieb ist Dazu kann eine automatische Betätigung mit einer entsprechenden Verriegelungsschaltung dienen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Mindestmenge einer Speisepumpe nach der Inspektion oder Reparatur von Hochdruckvorwärmern vor deren Wiederinbetriebnahme so lange durch diese hindurchgeleitet, bis das abgekühlte Speisewasser aus diesen Apparaten verdrängt ist. Auch hierbei ist es vorteilhaft, das austretende Wasser über eine besondere Leitung vom Ende des Hochdruckvorwärmerstranges in den Speisewasserbehälter zurückzuführen. Dabei kann man diese Rückführleitung dazu benutzen, eine kleine

Speisewassennenge ständig durch die Hochdruck-Strangumführungsleitung und von dort in den Speisewasserbehälter fließen zu lassen, damit diese Leitung nicht auskühlen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung ist die parallele Schaltung von drei Speisepumpen eines Dampfkraftwerkes gezeigt

Aus dem Speisewasserbehälter 1 führen die Zulaufleitungen 2,3, Ϊ, in welche die Zulaufleitungsschieber 5,6,7 eingeschaltet sind, zu den Speisepumpen β, 9, 10. Dort schließen die Speisewasserdruckleitungen 11,12,13 mit ihren Rückschlagklappen 14, 15, 16 und den Druckleitungsschiebern 17,18,19 an. In den Druckleitungen 11, 12,13 befinden sich weiterhin die Speisewassermengenmesser 20, 21, 22. Die Druckleitung 11 mündet in das Eingangswechselventil 23 und die Druckleitung 13 in das Eingangswechselventil 24. Beide Eingangswechselventile werden durch die Sammelleitung 2a verbunden, in weiche die Druckleitung 12 der Speisepumpe 9 mündet Von den Eingangswechselventilen 23,24 führen Druckleitungen 26,27, in welche die Hochdruckvorwärmer 28,29 eingeschaltet sind, zu den Ausgangswechselventilen 30,31. Diese sind durch die Sammelleitung 32 miteinander verbunden, von der das Speisewasser durch die Leitung 33 zum hier nicht dargestellten Dampferzeuger gelangt

Im Nebenschluß zu den Rückschlagklappen 14,15,16, den Druckleitungsschiebern 17, 18, 19 und den Speisewassermengenmessern 20, 21, 22 sind die Mindestmengenleitungen 34, 35, 36 geschaltet, in welchen sich die Mindestmengenventile 37, 38, 39 und die Rückschlagklappen 40,41,42 befinden. Die Stellung der Mindestmengenventile 37, 38, 39 wird über die Impulsleitungen 43, 44, 45 von den Speisewassermengenmessern 20,21,22 her gesteuert An die Druckleitungen U, 12, 13 sind in unmittelbarer Nähe der Eingangswechselventile 23, 24 bzw. der Sammelleitung 25 die Mindestmengenrückleitungen 46, 47, 48 angeschlossen, die bei Zwischenschaltung der Absperrorgane 49, 50, 51 und der Drosselorgane 52, 53, 54 in den Speisewasserbehälter 1 münden.

An die Druckleitungen 26,27 schließen in unmittelbarer Nähe der Ausgangswechselventile 30, 31 die Mindestmengenrückleitungen 55, 56 an, die die Absperrorgane 57,58 besitzen und in die Mindestmengenrückleitungen 46,48 münden.

Die Eingangswechselventile 23, 24 sind mit den Ausgangswechselventilen 30, 31 durch Strangumführungsleitungen 59,60 direkt verbunden.

An die Mindestmengenleitungen 34, 35, 36 sind die Warmhalterückströmleitungen 61, 62, 63, welche Absperrorgane 64,65, 66 und Drosselorgane 67, 68, 69 enthalten, so angeschlossen, daß dadurch die Rückschlagklappen 14,15,16, die Druckleitungsschieber 17, 18 und 19 und die Mindestmengenventile 37, 38, 39 umgeführt werden können.

Unmittelbar am Ende der Druckleitungen 11, 12,13 sind Druckleitungsschieber 70, 71, 72 vorhanden. Die Ausgangswechselventile 30, 31 sind durch absperrbare Rückströmleitungen 73, 74 ebenso umführt, wie die Eingangswechselventile 23, 24 durch die absperrbaren Rückströmleitungen 75, 76. Am Ende jeder Druckleitung 26, 27 befinden sich unmittelbar vor den Ausgangswechselventilen 30,31 Strangabsperrschieber 77,78.

Um die Funktionsweise der Speisepumpenanlage zu beschreiben, se: davon ausgegangen, daß die Speise

pumpen 8 und 9 in Betrieb sind. Dabei wird das Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter 1 durch die Zulaufleitungen 2 und 3 bei geöffneten Zulaufleitungsschi <*bern 5 und 6 den Speisepumpen 8 und 9 zulaufen. Diese Speisepumpen 8 und 9 fördern das Speisewasser über die Druckleitungen 11 und 12, sowie 26 und 27 durch die Hochdruckvorwärmer 28 und 29 in die Leitung 33 und damit zum Dampferzeuger.

Die Speisepumpe 10 soll längere Zeit in Reserve bei geschlossenen Schiebern gestanden haben, wobei das Speisewasser und die Komponenten zwischen dem Zulaufleitungsschieber 7 und dem Eingangswechselventil 24 abgekühlt sind.

Soll nun die Speisepumpe 9 außer Betrieb genommen und statt dessen die Speisepumpe 10 betrieben werden, wird erfindungsgemäß folgendermaßen vorgegangen. Der Zulaufleitungsschieber 7 wird geöffnet, ebenso das Absperrorgan 51 für die Mindestmengenrückleitung 48. Nun wird die Speisepumpe 10 in Betrieb genommen und fördert gegen den geschlossenen Druckleitungsschieber 19. Wegen laufender Speisepumpe 10 und Fördermenge Null am Speisewassermengenmesser 22 wird durch die Impulsleitung 45 das Mindestmengenventil 39 aufgefahren, so daß die Mindestmenge die abgekühlte Speisewassermenge verdrängt, die durch die Mindestmengenrückleitung 48 an den Speisewasserbehälter geführt wird. Ist dies geschehen, so werden die Druckleitungsschieber 19 und 72 allmählich aufgefahren und gleichzeitig die Druckleitungsschieber 18 und 7! geschlossen, bis der Pumpenwechsel erfolgt ist Dabei schließt das Mindestmengenventil 39, wenn die Fördermenge der Speisepumpe 10 entsprechend angestiegen ist.

Bleibt nun die Speisepumpe 9 in Reserve bei offenem Zulaufschieber 6 und wieder geöffneten Druckschiebern 18 und 71 in Bereitschaft stehen, so öffnet das Absperrorgan 65 in der Warmhalte-Rückström'eitung 62. Dadurch strömt ständig eine kleine Speisewassermenge durch die Druckleitung 12, die Speisepumpe 9 und die Zulaufleitung 3 in den Speisewasserbehälter 1 zurück, so daß eine wesentliche Abkühlung nicht eintreten kann. Sollte aus betrieblichen Gründen der sofortige Einsatz der Speisepumpe 9 erfolgen, so kann dadurch kein Thermoschock hervorgerufen werden.

Während des Betriebes wird ständig durch die Strangumführungsleitungen 59 und 60 eine kleine Speisewassermenge aus der Sammelleitung 32 zu den Mindestmengenrückleitungen 55 und 56 bzw. den Mindestmengenrückleitungen 46 und 48 geleitet. Dazu dienen die absperrbaren Rückströmleitungen 73 und 74 bzw. 75 und 76. Wird nun an einem Hochdruckvorwärmerstrang, ζ. B. an der Druckleitung 26, eine plötzliche Umschaltung auf Umführungsbetrieb durch das Eingangswechselventil 23 und das Ausgangswechselventil 30 vorgenommen, so kann dabei kein Thermoschock eintreten.

Will man die inzwischen abgekühlte Druckleitung 26 wieder in Betrieb nehmen, so öffnet man das Absperrorgan 57 in der Mindestmengenrückleitung 55 so lange, bis das kältere Wasser aus der Druckleitung 26 verdrängt ist Dazu kann auch die Mindestmenge der Speisepumpe 9 nach öffnen des Druckleitungsschiebers 71 verwendet werden. Nach diesem Vorgang kann die Druckleitung 26 mit den eingeschalteten Hochdruckvorwärmern wieder eingeschaltet werden, ohne daß ein Thermoschock vorkommt.

Es ist möglich, die Absperr- und Umführungsorgane und die Wechselventile in geeigneter Weise zu einer

kombinierten Armatur zusammenzufassen. Ebenfalls ist können.

es möglich, in die Rückschlagklappen der Druckleitung Da im übrigen diese Mengen nicht ständig fließen

öffnungen und Drosseleinrichtungen entsprechend der müssen, sind die zur Warmhaltung bzw. zur langsamen

Warmhalte-Rückströmleitungen zu integrieren. Eine Anwärmung der Leitungen und Armaturen auftreten-

Berechnung der Warmhalte-Rückstrommengen zeigt, · den Verluste relativ gering.

daß diese bei etwa 0,5%o der Fördermenge liegen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Vermeidung von speisewasserseitigen Thermoschocks im Hochdruckteil von Dampfkraftwerken mit Hilfe einer Mindestmengenrückleitung, die einerseits hinter dem Druckstutzen der Speisepumpe und andererseits an einen Speisewasserbehälter angeschlossen ist, sowie mit einem der Speisepumpe nachgeschalteten Druckleitungsschieber, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestmengenrückleitung (46, 47, 48) hinter dem Druckleitungsschieber (17, 18, 19) der Speisepumpe (8,9,10) am Ende der Druckleitung (11, 12, 13) kurz vor dem nächsten Druckleitungsschieber (70, 71, 72) abzweigt und daß parallel zum Druckleitungsschieber (17,18,19) der Speisepumpe und einem gegebenenfalls dazu in Reihe liegenden Rückschlagventil (14, 15, 16) eine weitere Mindestmengenleitung (34,35,36) geschaltet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestmengenleitung (34,35,36) durch eine Warmhaiterückströmleitung (61, 62, 63) umführt ist, die ein Absperrorgan (64,65,66) und ein Drosselorgan (67,68,69) aufweist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmhalterückströmleitung (61, 62,63) mit einem automatisch betätigten Absperrorgan (65) versehen ist, welches dann selbsttätig geöffnet wird, wenn die zugehörige Speisepumpe (9) außer Betrieb ist, eine andere Speisepumpe (8, 10) läuft und der Druckleitungsschieber (18) der außer Betrieb befindlichen Speisepumpe (9) geöffnet ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar am Austritt der die Hochdruckvorwärmer (28,29) enthaltenden Druckleitung (26,27) eine Mindestmengenrückleitung (55, 56) mit einem Absperrorgan (57, 58) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestmengenrückleitung (55,56) an die Mindestmengenrückleitung (46, 48) angeschlossen ist, die zum Speisewasserbehälter (1) führt.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den Strangumführungsleitungen (59,60) unmittelbar nach dem Eingangswechselventil (23,24) eine absperrbare Rückströmleitung (75,76) angeschlossen ist, die in die Mindestmengenrückleitung (55, 56) mündet und daß am Ausgangswechselventil (30, 31) eine absperrbare Rückströmleitung (73, 74) vorhanden ist, die einerseits an der den Hochdruckvorwärmern nachgeschalteten Sammelleitung (32), andererseits an den parallel zu den Hochdruckvorwärmern liegenden Strangumführungsleitungen (59,60) angeschlossen ist.