DE2740883C3

DE2740883C3 - Zwanglaufdampferzeuger

Info

Publication number: DE2740883C3
Application number: DE2740883A
Authority: DE
Inventors: Walter Hettlingen Augsburger
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1983-12-22
Also published as: FR2402154A1; US4194468A; DE2740883A1; BE870153A; FI59858C; JPS5756641B2; SE438546B; DE2740883B2; FI782611A; CH622332A5; FR2402154B1; JPS5490401A; PL209222A1; SE7809156L; FI59858B

Description

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Die Erfindung betrifft einen Zwanglaufdampferzeuger mit — in Reihe geschaltet — einer Speisepumpe, einem Economiser, einem Verdampfer und einem Wasserabscheidersowie mit einer vom Wasseraustritt des Abscheiders zum Verdampfereintritt führenden Umlaufleitung mit darin angeordneter Um wälzpumpe, wobei der Economiser bezüglichdes Verdampfersgeodätisch hoch liegt.

Bei solchen Dampferzeugern kann sich — weil der Economiser bezüglich des Verdampfers geodätisch hoch liegt — das Problem ergeben, daß beim Warmabstellen des Dampferzeugers das Wasser im Economiser verdampft und daß dann bei raschem Wiederanfahren durch Einführen kalten Speisewassers in den noch heißen Economiser mit starken Schlägen verbundene, spontane Kondensation eintritt. ⁶^

Zur Vermeidung solcher Schläge ist es üblich, mit dein Wiederanfahren des Dampferzeugers zuzuwarten, bis sich der Economiser genügend abgekühlt hat. Um die Abkühlzeit zu verkürzen, kann der Dampferzeuger ventiliert werden. Durch diese Maßnahme wird nicht nur Energie konsumiert für den Antrieb des Ventilators, sondern überdies geht die Wärme an die Umwelt verloren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, beim Wiederanfahren solcher Zwanglaufdampferzeuger das Auftreten von Kondensationsschlägen zu vermeiden sowie den Wiederanfahrvorgang zu beschleunigen und wirtschaftlicher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Speisepumpe und einem ihr nachgeschalteten Abschlußventii eine den Economiser umgehende, zum Veidampfereintritt führende Fülleitung mit Abschlußventil abzweigt und daß der Economiser im Bereich seiner höchsten geodätischen Höhe Mittel zum Entlüften aufweist.

Aus der DE-OS 24 28 381 ist ein nogenannter Combined-Circulation-Dampferzeuger bekannt, der im Betrieb mit überkritischem Druck arbeitet. Dieser Dampferzeuger weist eine Brennkammerberohrung auf, die kein Verdampfer im Sinne der Erfindung ist und an deren Austritt eine zum Eintritt der Berührung führende Umlaufleitung mit Umwälzpumpe angeschlossen ist. In dieser Umlaufleitung ist entsprechend der überkritischen Betriebsweise auch kein Wasserabscheider vorhanden. Nur «eim Anfahren des Dampferzeugers wird dieser mit unterkritischem Druck betrieben, der dann aber so eingestellt wird, daß in der Brennkammerberohrung keine Verdampfung auftritt

Bei dem bekannten Dampferzeuger ist beim Anfahren die Temperatur des Arbeitsmittels in der Brennkammerberohrung nicht durch einen Verdampfungszustand begrenzt Es ergibt sich daher das Problem, daß die Temperatur djs Arbeitsmittels nicht mit Sicherheit tief genug ist, um die Brennkammerberohrung wirksam zu kühlen, und überdies das Problem, daß der von der Pumpe geförderte Massenstrom zu klein werden kann. Diese Probleme werden beim bekannten Dampferzeuger durch das Zuführen kälteren Arbeitsmittels vor die Umwälzpumpe gelöst.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Inbetriebsetzen des Zwanglaufdampferzeugers aus warmem Zustand. Dieses Verfahren besteht darin, daß Verdampfer und Abscheider über die Fülleitung mit Speisewasser angefüllt werden, daß sodann — bei ausgedampftem Economiser — Wasser aus dem Verdampfer über den Abscheider umgepumpt wird, daß der Dampferzeuger befeuert wird und alsdann der Economiser rückwärts aus dem Verdampfer, gegebenenfalls unter Nachspeisung des Verdampfers über die Fülleitung, mit Wasser von Sättigungszustand gefüllt wird, bevor der normale Zwangdurchlauf durch Economiser und Verdampfer eingeschaltet wird.

Nach dem Warmabstellen enthalten Verdampfer und Abscheider des Zwanglaufdampferzeugers im allgemeinen nur noch so wenig Wasser, daß beim Einschalten der Umwälzpumpe der Wasserabscheider leer gesaugt und damit die für diese Pumpe nötige Zulaufhöhe verloren gehen würde. Dem wird nun durch Wasserzufuhr in den Verdampfer vorgebeugt, bis dieser überläuft und sich im Abscheider das für die Umwälzpumpe nötige Wasserniveau einstellt.

Wird dann, bei laufender Umwälzpumpe die Feuerung des Dampferzeugers gezündet, so steigt sukzessive die Wassertemperatur in dem von der Umwälzpumpe betroffenen Teil des Dampferzeugers bis im Verdampfer nach kurzer Zeit Dampf erzeugt wird, durch den

Wasser aus dem Verdampfer in den Wasserabscheider ausgestoßen wird. Dadurch steigt das Niveau im Abscheider, während der Druck des Dampfpolsters im Economiser das Eindringen des Wassers verhindert Wird nun die Entlüftungsleitung geöffnet, so steigt Wasser aus dem Abscheider in den Economiser. Da es etwa Sättigungstemperatur aufweist tritt keine merkliche Kondensation auf; Kondensationsschläge werden daher vermieden.

Je nach Disposition des Dampferzeugers kann es to zweckmäßig sein, nach dem ersten Wasserausstoß des Verdampfers das Niveau im Abscheider auf den mit Rücksicht auf die Umwälzpumpe minimal zulässigen Wert abzusenken, bevor die Entlüftung des Economisers betätigt wird. Durch diese Maßnahme wird der ΐί Vorteil erzielt daß ein eventuell in der Verbindungsleitung zwischen Economiseraustritt und Abscheider vorhandener, kälterer Wasserpfropfen mindestens teilweise abgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert in der ein Zwanglaufdampferzeuger schema tisch dargestellt ist

Der Zwanglaufdampferzeuger hat einen aus parallelen, gasdicht zusammengeschweißten Rohren gebildeten Verdampfer 1, der die Wände einer Brennkammer 2 und eines Rauchgaszuges 3 bildet. Im Rauchgaszug 3 sind, von oben nach unten gesehen, ein Economiser 5, ein Endüberhitzer 6 sowie ein Vorüberhitzer 7 angeordnet Außerhalb des Rauchgaszuges 3 ist ein Wasserabscheider 10 vorgesehen. Von einer Speisepumpe 11 aus führt eine Speiseleitung 12 mit einem Speiseregelventil 13 zum Eintritt 14 des hoch im Rauchgaszug 3 angeordneten Economisers 5. Der Austritt 15 des Economisers 5 ist über eine Leitung 16 « mit einer Umlaufleitung 17 verbunden, die vom Wasseraustritt 18 des Wasserabscheiders 10 über ein Rückschlagventil 19 und eine Umwälzpumpe 20 zu Eintrittsverteilern 21 des Verdampfers führt. Austrittssammler 25 der Verdampfers sind über eine Leitung 26 *o mit dem Gemischeintritt des Wasserabscheiders 10 verbunden. Vom Dampfaustritt des Wasserabscheiders 10 führt eine Sattdampfleitung 30 zum Eintritt des Vorüberhitzers 7. Eine Leitung 31 verbindet sodann den Austritt des Vorüberhitzers 7 mit dem Eintritt des ->5 Endüberhitzers 6 und eine Frischdampfleitung 40 führt vom Austritt des Endüberhitzers 6 zu nicht gezeichneten Dampfverbrauchern. Der Wasserabscheider 10 kann, parallel zur Umlaufleitung 17 mit einer Abführleitung 45 mit Ventil 46 «ersehen sein. Die soweit beschriebene Anlage ist konventioneller Art.

Wird ein solcher Zwanglaufdampferzeuger abgestellt, so dampft der Economiser, der in einem nach dem Abstellen sehr warmen Teil des Dampferzeugers sich befindet, aus. Führt man bei der Wiederinbetriebnahme nach kurzem Stillstand Speisewasser in den Economiser ein, so tritt spontane Kondensation ein, die mit sehr harten Schlagen verbunden ist, die zu Schaden am Dampferzeuger führen können.

Die beschriebene, konventionelle Anlage ist nun *>o ergänzt durch eine zwischen der Speisepumpe 11 und einem ihr nachgeschalteten Abschlußventil 50 abzweigende Fülleitung 51. die, den Economiser 5 umgehend, zum Eintrittsverteiler 21 des Verdampfers ί führt und ein Ventil 52 aufweist sowie durch Mittel, die gestatten, den Economiser zu entlüften, und die aus einer von der Speiseleitung 12 im Bereich des Economisereintntts 14 abzweigenden, zur Sattdampfleitung 30 führenden Verbindungsleitung 54 mit Ventil 55 bestehen.

Der so ergänzte Zwanglaufdampferzeuger wird wie folgt angefahren: Nach dem Warmabstellen des Dampferzeugers enthält der Economiser 5 Dampf, der sich meistens in überhitztem Zustand befindet Verdampfer und Abscheider enthalten viel Dampf und wenig Wasser.

Zum warmen Anfahren wird nun die Speisepumpe 11 bei geschlossenem Abschlußventil 50 in Betrieb gesetzt und das Ventil 52 geöffnet sodaß das Speisewasser in den Verdampfer strömt und in diesem vorhandenen Dampf teils kondensiert und teils in die übrigen Heizflächen verdrängt wobei das Wasserniveau im Verdampfer 1 ansteigt, bis das Wasser aus dem Verdampfer über die Leitung 26 in de. Wasserabscheider 10 überläuft Im Wasserabscheider steigt das Niveau an. Ein Eindringen des Wassers in den Economiser 5 wird durch das darin befindliche Dampfpolster vermieden. Hat sich im Wasserabscheider 10 ein für sicheres Arbeiten Jer Umwälzpumpe 20 genügend hohes Niveau eingestellt, so wird diese eingeschaltet und die Feuerung gezündet. Die Temperatur des durch die Umwälzpumpe 20 geförderten Wassers steigt sukzessive, bis nach kurzer Zeit im Verdampfer Dampfbildung auftrifft was ein Ausstoßen von Wasser aus dem Verdampfer in den Abscheider zur Folge hat. Nun wird das Entlüftungsventil 55 geöffnet, sodaß Economiser und Abscheider zu oben und unten kommunizierenden Gefäßen werden und das Wasser rückwärts über die Leitung 16 in den Economiser steigt Da das Wasser praktisch Sattdampftemperatur aufweist, ist die Kondensation im Economiser nicht erheblich, sodaß die gefürchteten Schläge unterbleiben.

Durch der Feuerleistung angepaßtes Nachspeisen über das Ventil 52 wird nun das Niveau im Abscheider und Economiser weiter angehoben, bis der letztere voll ist Nun werden die Ventile 52 und 55 geschlossen und das Ventil 50 geöffnet, womit der Dampferzeuger zur Durchführung des weiteren, üblichen Anfahrens vorbereitet ist, das sich mit der Regulierung der Wärme- und Wasserzufuhr, des Druckes und beispielsweise mit der Schaltung von eventuell vorhandenen, in der Zeichnung nicht dargestellten Niederdruckheizflächen befaßt.

Der beschriebene ergänzte Zwanglaufdampferzeuger kann auch zum energiesparenden Anfahren aus kaltem Zustand verwendet werden, da er gestattet, ausgehend von einem ebenfalls leerer; Economiser, den Wasseraussto.^ au.> dem Verdampfer aufzunehmen, der sonst, da er im Abscheider keinen Platz finden würde, größtenteils abgeleitet werden müßte.

Ist die Speisepumpe 11 passend regulierbar und läßt sich das Speiseventil 13 dicht abschließen, so kann dieses statt an der gezeichneten Stelle auch an Stelle des Abschlußventils 50 angeordnet werden und dessen Funktion mitübernehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zwanglaufdampferzeuger mit — in Reihe geschaltet — einer Speisepumpe, einem Economises einem Verdampfer und einem Wasserabscheider sowie mit einer vom Wasseraustritt des Abscheiders zumVerdampfereintrittführendenUmlaufleitungmit darin angeordneter Um wälzpumpe, wobei derEconomiser bezüglich des Verdampfers geodätisch hoch liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Speisepumpe (11) und einem ihr nachgeschalteten Abschlußventil (50) eine den Economiser (5) umgehende.zum Verdampfereintritt (21) führende Fülleitung (51) mit Abschlußventil (52) abzweigt und daß der Economiser (5) im Bereich seiner höchsten geodätischen Höhe(14) Mittel (54,55)zum Entlüften aufweist.

2. Zwanglaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entlüften aus einer in eine vom Wasserabscheider (10) abtvieigende, zu einem Oberhitzer führende Suttdsmpf!e!tun^a' '30^ mündenden Leitung (54) mit Ventil (55) bestehen.

3. Zwanglaufdampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußventil (50) gleichzeitig Speise-Regelventil (13) ist.

4. Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Zwanglaufdampferzeugers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verdampfer (1) und Abscheider (10) über die Fülleitung (51) mit Speisewasser angefüllt werden, daß sodann — bei ausgedampftem Economiser — Wasser aus dem Verdampfer (1) über den Abscheider (10) umgepumpt wird, daß der Dampferzeuger befeuert wird und alsdann der Economiser >,J) rückwärts aus dem Verdampfer (1), gegebenenfalls unter Nachspeisung des Verdampfers (1) über die Fülleitung (51), mit Wasser vom Sättigungszustand gefüllt wird, bevor der normale Zwangdurchlauf durch Economiser (5) und Verdampfer (1) eingeschaltet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Betätigen der Mittel (54,55) zum Entlüften des Economisers (5) das Wasserniveau im Abscheider (10) kurzzeitig auf die mit Rücksicht auf die Umwälzpumpe (20) minimale Höhe gebracht wird.

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