DE2741945A1 - Waermekraftwerk - Google Patents

Waermekraftwerk

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DE2741945A1
DE2741945A1 DE19772741945 DE2741945A DE2741945A1 DE 2741945 A1 DE2741945 A1 DE 2741945A1 DE 19772741945 DE19772741945 DE 19772741945 DE 2741945 A DE2741945 A DE 2741945A DE 2741945 A1 DE2741945 A1 DE 2741945A1
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Germany
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steam
reheater
preheater
superheater
circuit
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DE19772741945
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James Donald Mangus
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • G21DNUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/04Reactor and engine not structurally combined
    • G21D5/08Reactor and engine not structurally combined with engine working medium heated in a heat exchanger by the reactor coolant
    • G21D5/12Liquid working medium vaporised by reactor coolant
    • G21D5/14Liquid working medium vaporised by reactor coolant and also superheated by reactor coolant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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    • F01K3/18Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/181Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters using nuclear heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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Description

PATENT κ. ANWALT EK O.SKI)HU :i 2 02 ptfe! d
DIPL. ING. HOLZ URLSER - STRASSE 14 F Γ Ο.Ν 01)1*1(1
VHII.IPrlM! At: 1 S3
8I)OU
TEl
TELi·::
W. 336
Außsburg, den 115. September 1977
WestinjjhouHo nJectric Corporation,
Westinghouse Building, Unteway Center, Pittsburgh,
Pennsylvania Iij222, V.üt.A.
Wurmekraftwerk
Din Krfindurie; bnt-rilTt ein Wärmekraftwerk mit einem zwischen einer Wärmequelle und einem Dampferzeuger verlaufenden !''lUssifiimiUt I llirnl nlauf und mit einem vom Dampferzeuger über ein<! ornto Turbine, einen durch Flüssigmetall des Flüssi^metallkroLfil/iuffi beheizten Zwischenüberhitzer, mindestens eine weitere Turbine und einen Kondensator
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QOPY
verlaufenden Dampfkreislauf.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Zwischenüberhitzung des von einer ersten Expansionsstufe kommenden Dampfes vor dem Eintritt in eine v/eitere Expansionsstufe bei großen Kernreaktoranlagene
Eine Zwischenüberhitzung findet typischerweise dort Anwendung, wo wegen der Art und der Leistungsfähigkeit der Wärmequelle die Anordnung mehrerer Expansionsstufen hintereinander wünschenswert ist.
Grundsätzlich umfaßt ein Kreislauf mit Zwischenüberhitzung zunächst die Überhitzung des als Arbeitsmittel dienenden Dampfes in einem überhitzer, sodann die Expansion des Dampfes in einer ersten Turbine, danach die Zwischenüberhitzung des Dampfes in einem Zwischenüberhitzer und schließlich die weitere Expansion des Dampfes in mindestens einer weiteren Turbine. Ein derartiger Kreislauf mit Zwischenüberhitzung hat sich bei großen Kernkraftwerken, insbesondere mit flüssigmetallgekühlten schnellen Brutreaktoren, als sehr effektiv und vorteilhaft erwiesen.
Derartige Kernkraftwerke weisen im allgemeinen einen Primärkühlkreislauf, in welchem ein flüssiges Metall wie beispielsweise Natrium als Kühlmittel zirkuliert, weiter
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2 7 4 1 j * ':>
einen Zwischenkreislauf, in welchen ein Zwischenmedium als "wärmeträger zirkuliert, wobei es sich bei dem Zwischenmediun typischerweise um das gleiche Medium wie beim Primärkühlmittel handelt, und einen Dampfkreislauf ala Arbeitskreislauf auf. Die Wärmeenergie wird vom Primärkreislauf auf den Zwischenkreislauf und von diesem auf den Arbeitskreislauf übertragen, um Dampf zu erzeugen und zu überhitzen, der dann eine Reihe von Turbinen zur Erzeugung elektrischer Energie treibt.
Die Anwendung einer Zwischenüberhitzung ist in diesem ialle jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, da die hohe Wärmeübertragung durch Flüssigmetalle starke Wärmeschocks auf Hetallkonstruktionen einschließlich dem überhitzer und dem Zwischenüberhitzer verursacht, wenn Systemtemperaturänderungen auftreten. Derartige Temperaturänderungen treten beim Anfahren und Abschalten der Anlage sowie bei Laständerungen auf.
Zur Lösung dieser Probleme sind bereits verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden, die im allgemeinen auf einer Änderung der relativen Stromungsverteilung des Zwischenmediums zwischen dem überhitzer und dem Zwischenüberhitzer beruhen. Dazu werden komplizierte aktive Regelsysteme eingesetzt, die hauptsächlich auf den
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Zwischenkreislauf einwirkende Ventile und/oder Pumpen aufweisen und in allen drei Kreisläufen die Kreislauf-Strömungen im Gleichgewicht halten und den Verlauf verschiedener Parameter messen müssen. Die Ilauptfunktion derartiger Regelsysteme ist dabei die Aufteilung und Steuerung der Zwischenkreislaufströmung zwischen dem überhitzer und dem Zwischenüberhitzer. Diese Regelsysteme verringern zwar die mit Temperaturänderungen verbundenen Probleme, können sie jedoch nicht vollständig lösen, weshalb weitere Regeleinrichtungen wie beispielsweise Dampftemperaturregler erforderlich sind. Weiter stellt die betriebliche Zuverlässigkeit derartiger Regelsysteme ein erhebliches Problem dar, da Ausfälle zu langen und teueren Stillstandzeiten führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zwischenüberhitzung bei Kernkraftwerken mit flüssigmetallgekühlten Reaktoren so zu verbessern, daß Temperaturänderungen mindestens des von der Hochdruckturbine kommenden, der Zwischenüberhitzung zugeführten Dampfes verkraftet werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Anordnung gelöst.
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Diese Anordnung vermindert thermische Übergangsvorgänge im Überhitzer und im Zwischenüberhitzer bei Laständerungen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vorerhitzer innerhalb einer Wasserabscheidertrommel angeordnet, durch welche der vom Dampferzeuger kommende Dampf hindurchgeleitet wird.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schema des Arbeitskreislaufs
einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Pig. 2 ein Enthalpie-Entropie-Diagramm
eines Abschnitts des Arbeitskreislaufs,
Fig. 3 ein Arbeitskreislaufschema einer
weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung,
Fig. 1J ein Arbeitskreislaufschema einer
noch weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
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fig. 5 ein Schema des Arbeitskreislaufs
eines noch weiteren Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt einen Arbeitskreislauf nach der Erfindung. Die Leitungen 10 und 12 stellen die Zuleitung von der Wärmequelle bzw. die Rückleitung zu dieser dar. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß die Wärmequelle ein natriumgekühlter schneller Brutreaktor mit einem Primärkühlkreislauf, in dem flüssiges Natrium zirkuliert, und einem Zwischenkühlkreislauf ist, in welchem ebenfalls flüssiges Natrium zirkuliert und der mit dem Primärkühlkreislauf und dem Arbeitskreislauf in Wärmeaustausch steht. Als Wärmequelle kann jedoch auch jeder andere, mit Fossilbrennstoff oder Kernenergie arbeitende Wärmeerzeuger Anwendung finden, dem ein oder mehrere Wärmeträgerkreislaufe zugeordnet sind, die mit dem Arbeitskreislauf inWärmeaustausch stehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient als Arbeitsmittel Wasser bzw. Wasserdampf, jedoch können auch andere verdampfbare Flüssigkeiten Anwendung finden. Wegen des hohen Wärmeübergangskoeffizienten von flüssigen Metallen, der bei bekannten Anordnungen zu größeren thermischen Schwankungen als bei anderen Wärmeträgermedien führt, ist die Erfindung in Verbindung mit einem Flüssigmetallkreislauf besonders vorteilhaft.
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Die Komponenten des in Fig. 1 gezeigten Arbeitskreislaufs sind ein Speisewasservorwärmer 14, ein Dampferzeuger 16, eine V/asserabscheidertrommel 18, ein übernitzer 20, ein Zwischenüberhitzer 22, eine erste ßxparisionsstufe 2k und eine zweite Expansionsstufe 26, typischerweise jeweils Dampfturbinen, ein Kondensator 28, eine Speisewasserpumpe 30, weitere Speisewasservorwärmer 32, eine Rezirkulationspumpe 34 und diese Komponenten in der dargestellten V/eise miteinander verbindende Leitungen. Der Speisewasservorwärmer 14, der Dampferzeuger 16, der Wasserabscheider 18 und der Überhitzer 20 können, obwohl sie verschiedene Funktionen erfüllen, als kombinierte Einheiten ausgebildet sein. Unter dem nachfolgend verwendeten Begriff "Dampferzeugungssystem" 36 sind diejenigen Komponenten zu verstehen, durch welche der Kreislauf der Wärmequelle hindurchverläuft, also beispielsweise der Dampferzeuger 16, der Überhitzer 20 und der Zwischenüberhitzer 22. Der Speisewasservorwärmer 14 kann wahlweise vorgesehen oder nicht vorgesehen sein.
Das von der Wärmequelle kommende Wärmeträgermedium strömt zunächst in Form zweier paralleler Zweige durch den Überhitzer 20 und den Zwischenüberhitzer 22 und sodann unverzweigt durch den Dampferzeuger 16 und den Speisewasservorwärmer 14, wonach es durch die Leitung zur Wärmequelle zurückströmt. Der Wasser/Dampf-Haupt-
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kreislauf verläuft seriell durch den Speisewasservorwärmer 14, den Dampferzeuger 16, die Wasserabscheidertrommel 18, den Überhitzer 20, die erste Turbine 24, den Zwischenüberhitzer 22, die zweite Turbine 26, den Kondensator 28 und schließlich über die Speisewasservorwärmer 32, von welchen aus das Wasser zum Speisewasservorwärmer 14 oder alternativ zur Wasserabscheidertrommel 18 gepumpt wird. Ein Teil des in der Trommel abgeschiedenen Wassers wird durch Leitungen 40 und 42 mittels der Pumpe 34 rezirkuliert. Die Arbeitsweise ist so ausgelegt, daß die Temperatur in der Trommel 18 und die Dampftemperatur in der Leitung 35 der Anordnung nach Fig. 1 im wesentlichen konstant gehalten werden. Die Durchflußmenge durch die Leitung 35 wird ebenfalls über den gesamten Betriebslastbereich im wesentlichen konstant gehalten, hauptsächlich durch Veränderung der Rezirkulationsströmung. Ein Teil des in der Trommel 18 abgeschiedenen Wassers wird vorzugsweise entweder kontinuierlich oder intermittierend zwecks chemischer Überwachung durch eine Düse 44 abgeblasen.
Der wesentliche Unterschied zwischen bekannten Anordnungen und der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform der Erfindung liegt darin, daß der Abdampf von der Turbine 24 über eine Leitung 46 durch einen innerhalb der Wasserabscheidertrommel 18 angeordneten Wärmetauscher
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hindurchgeleitet und dadurch mit dem in der Trommel befindlichen Medium, vorzugsweise mit dem abgeschiedenen Wasser, in Wärmeaustausch gebracht wird. Der Wärmetauscher H5 kann aus Rohren bestehen, die mindestens teilweise in das abgeschiedene oder kondensierte Wasser in der Trommel 18 eingetaucht sind. Dadurch wird der durch die Leitung 48 zum Zwischenüberhitzer 22 strömende Dampf auf etwa die gleiche Temperatur wie der durch die Leitung 50 zum Überhitzer 20 strömende Dampf gebracht»
Infolgedessen brauchen keine aktiven Steuereinrichtungen vorhanden zu sein, um bei Leistungsänderungen der Anlage die relativen Strömungsmengen zwischen den Leitungen 52 und 5^ zu verstellen, durch welche das von der Wärmequelle kommende Wärmeträgermedium strömt. Die erfindungsgemäße passive Anordnung bietet beträchtliche Vorteile gegenüber den bekannten Anordnungen, bei welchen für die Ausführung der bei Leistungsänderungen erforderlichen Strömungsverstellungen, nämlich typischerweise der Änderung der relativen Strömungsverteilung zwischen dem überhitzer und dem Zwischenüberhitzer, komplexe Steuerelemente notwendig sind, zu denen zahlreiche Ventile, Meßeinrichtungen, Durchflußregler und Temperaturregler wie beispielsweise Pumpen- und Dampftemperaturregler gehören und die nicht nur Parameter des Arbeitskreislaufs, sondern auch Parameter des Wärme-
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trägerkreislaufs von der Wärmequelle regeln., Da außerdem derartige Steuersysteme bei der Veränderung von Parametern mit einer Zeitverzögerung arbeiten, treten in der Anlage, insbesondere im Zwischenüberhitzer, beträchtliche thermische Schwankungen auf. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden auf passive Weise thermische Schwankungen herabgesetzt und die Notwendigkeit komplizierter aktiver Regeleinrichtungen entfällt.
Je nach Art, Größe und Anzahl der Komponenten im Arbeitskreislauf wird das Verhältnis der Strömungsmengen durch die Leitungen 52 und 51* und durch die Leitungen 48 und 50 festgelegt. Dies kann durch geeignete Bemessung der Lichtweiten dieser Leitungen und gegebenenfalls durch Feinregulierung der Strömungsmengen während des Baues und des Probelaufs der Anlage mittels Drosseln oder anderer passiver, in die Leitungen eingeschalteten Strömungsreguliereinrichtungen erfolgen. Die Strömungsverhältnisse sind vorzugsweise derart eingestellt, daß innerhalb des gesamten Betriebslastbereiches das Verhältnis der Natriumströmung durch die Leitung 52 zur Natriumströmung durch die Leitung 5** etwa konstant ist. Gleiches gilt für die Dampfströmungen durch die Leitungen 50 und
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Zur Erläuterung der vorteilhaften Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung sei beispielsweise eine Laständerung von 100 % Vollast auf 50 % Vollast betrachtet. Unabhängig von allen erforderlich v/erdenden Verstellungen zur Herabsetzung der Durchflußrnengen und zur Änderung anderer Parameter im Arbeitskreislauf und im Wärmequellenkreislauf bleibt das Verhältnis der Ütrömungsmengen durch den Überhitzer 20 und den Zwischenüberhitzer 22 automatisch erhalten. Da das von der Wärmequelle kommende Wärmeträgermedium über einen einzigen, durch die Leitung 10 dargestellten Pfad zum ArbeitsKreislauf gelangt und das zum überhitzer 20 und zum Zwischenüberhitzer 22 scrömende Arbeitsmittel ebenfalls von einer gemeinsamen Wärmequelle, nämlich der Trommel 18, kommt, werden die Temperaturen automatisch einander angeglichen. Infolge des über die Trommel 18 verlaufenden Rezirkulationskreislaufs bleibt die Temperatur in der Trommel 18 innerhalb des gesamten Betriebslastbereiches im wesentlichen konstant. Da der Steuervorgang bei einer Laständerung im wesentlichen nur in einer Änderung der Durchflußmenge des Wärmeträgermediums durch die Wärmequelle und folglich durch die wärmeübertragenden Komponenten des Arbeitskreislaufs besteht, werden thermische Schwankungen des Zwischenüberhitzers 22 herabgesetzt. Bei den bekannten Anordnungen hingegen fallen, wenn die Turbinen auf Teil-
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last gehen, Druck und Temperatur des kühlen, der Zwischenüberhitzung zugeführten Dampfes ab, wodurch sich die relativen Belastungen des Überhitzers und des Zwischenüberhitzers und folglich das Temperaturprofil ändern, was zu unerwünschten thermischen Schwankungen führt. Dieser nachteilige Effekt wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch vermindert, daß der kühle Dampf vor seinem Eintritt in den Zwischenüberhitzer 22 automatisch auf eine im wesentlichen konstante Temperatur erhitzt wird.
Diese vorteilhafte V/irkung wird durch Fig. 2 näher erläutert, die ein Enthalpie(h)-Entropie(s)-Diagramm (Hollier-Diagramm) eines Teils eines Dampfzyklus mit überhitzung und Zwischenüberhitzung zeigt. Die durchgezogene Linie stellt dabei den Vollastbetrieb dar, während die gestrichelte Linie den Zyklus mit halber Last zeigt. Punkt 1 zeigt den Zustand am Einlaß des Dampferzeugers Das Speisewasser wird innerhalb des Dampferzeugers 16 und der Wasserabscheidertrommel 18 in Sattdampf übergeführt, der dann im Überhitzer 20 überhitzt wird, was durch die Strecke vom Punkt 2 zum Punkt 3 dargestellt ist. Sodann expandiert der Dampf in der Turbine 2k (Punkt 3 bis Punkt A) und wird sodann vor der nachfolgenden Expansion zwischenüberhitzt (Punkt A bis Punkt C). Bei den gesamten Anordnungen erfolgt die gesamte Zwischenüberhitzung (Punkt A
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bis Punkt C) im Zwischenüberhitzer. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bewirkt dagegen der Durchgang des Dampfes durch die Trommel 18 eine Vorerhitzung vom Punkt A bis zum Punkt B, während im Zwischenüberhitzer 22 die weitere Zwischenüberhitzung vom Punkt B bis zum Punkt C stattfindet.
Drei wesentliche Vorteile der Erfindung sind dem Diagramm entnehmbar. Der erste Vorteil ist die Herabsetzung thermischer Schwankungen des Zwischenüberhitzers bei Laständerungen. Bei einer bekannten Anordnung erhält der Zwischenüberhitzer bei einem Lastabfall den Dampf mit verminderter Eintrittstemperatur (Differenz zwischen Punkt A und Punkt A1). In gleicher Weise steigt bei einer bekannten Anordnung bei Laststeigerungen die Einlaßtemperatur am Zwischenüberhitzer vom Punkt A' zum Punkt A. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erhält der Zwischenüberhitzer jedoch Dampf, der bereits in der Wasserabscheidertrommel unabhängig von der Belastung auf eine etwa konstante Temperatur erhitzt worden ist, so daß also die Dampfeintrittstemperatur am Zwischenüberhitzer (Punkt B bzw. B1) unabhängig von der Last stets etwa gleich ist. Polglich erhöht der Zwischenüberhitzer bei jedem beliebigen Belastungszustand die Dampftemperatur auf einen etwa konstanten Wert (Punkt C bzw. C).
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!•.'it anderen Uorten, bei bekannten Anordnungen muß der Zwischenüberhitzer die Dampftemperatur bei Vollast vom Punkt Λ zum Punkt C und bei Teillast vom Punkt A1 zum Punkt C, also un einen größeren Wert, erhöhen, üei der erfindungsgemäßen Anordnung muß der Zwischenüberhitzer die Dampftemperatur bei Vollast vom Punkt B zum Punkt C und bei Teillast vom Punkt B1 zum Punkt C erhöhen, also im wesentlichen um die Gleiche Temperaturdifferenz. Dies führt zum zweiten Vorteil, nämlich einem kleineren Zwischenüberhitzer. Der Zwischenüberhitzer braucht bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur eine zur überhitzung des Dampfes zwischen den Punkten 13 und C bzw. L".' und C ausreichend ausgelegte Oberfläche zu haben, während er bei einer bekannten Anordnung größer ausgelegt werden muß, um den Dampf zwischen einem Punkt unterhalb A1 und C1 erhitzen zu können. V/as die Kosten betrifft, so kann die Reduzierung des Zwischenüberhitzers die Kosten des zusätzlich benötigten Wärmetauschers in der Wasserabscheidertronunel ausgleichen.
Der dritte Vorteil ergibt sich aus den beiden ebengenannten Vorteilen. Durch die Verringerung des Problems der thermischen Schwankungen und durch die Verringerung der Zwischenüberhitzeroberfläche wird die Wahrscheinlichkeit eines Zviischenüberhitzerausfalls beträchtlich
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herabgesetzt, I3ei elriem r'lüotiigmetallkreislauf als Wärnietrügerkreislauf ist die Sichern teilung der Unversehrtheit des Zwischenüberhitzers von äußerster Wichtigkeit, da die bei einer Vermischung des Flüssigmetalls, beispielsweise ;Jatriuin, und Jas3er entstellende exotherme Reaktion beträchtliche Schäden in der Anlage anrichten könnte« Zwar tritt eine gewisse thermische Schwankung der Wärmetauscheinrichtungen innerhalb der V/asserabscheidertrommel auf, jedoch findet dort die Wärmeübertragung zwischen Wasser und Dampf und nicht zwischen Flüssigmetall, beispielsweise iiatrium, und Dampf statt.
Fig. 3 zeit;t eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls in passiver Weise thermische Schwankungen im Zwischenüberhitzer 22 bei Laständerurigen herabsetzt. Der Wärmeträgerkreis lauf von der Wärmequelle ist dabei unverändert. Der Arbeitskreislauf ist jedoch daningehend abgewandelt, daß der abgekühlte, aus der ersten Expansionsstufe 24 kommende Dampf vor der Einleitung in den Zwischenüberhitzer 22 durch einen gesonderten Vorerhitzer 53 geleitet wird, der als Rohrwärmetauscher dargestellt ist. Der Arbeitskreislauf verläuft also seriell durch den Speisewasservorwärmer 14, den Dampferzeuger 16, die Leitung 35 und die Wasserabscheidertrommel 18, eine erste Rohrleitung 55 des Vorerhitzers 53, eine Leitung 50',
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den überhitzer 20, die erste Expansionsstufe 24, eine zweite Rohrleitung 56 des Vorerhitzers 53» eine Leitung 48·, den Zwischenüberliitzer 22, die zweite Expansionsstufe 26 und den Kondensator 28, von welchem das Kondensat durch die Speisewasservorwärmer 32 und die Trommel 13 in den speisewasservorwärmer 14 zurückgepumpt wird. Die Hindurchführung des Speisewassers von den Speisewasservorwärmern 32 durch die Trommel 18 ist an sich bekannt und steht mit der Vorerhitzung des der Zwischenüberhitzung zuzuführenden Dampfes zwischen der ersten Expansionsstufe 24 und dem Zwischenüberhitzer nicht in Zusammenhang.
Diese weitere Ausführungsform stellt eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung komplizierter Steuereinrichtungen und thermischer Schwankungen im Zwischenüberhitzer dar. Ihre Arbeitsweise entspricht derjenigen des Ausführungsbeispiels nach ^ig. 1. Der Vorerhitzer 53 ist zwar gewissen thermischen Schwankungen unterworfen, jedoch ist er kleiner und weniger kostspielig als der Zwischenüberhitzer 22. Außerdem führt er in seinen beiden Rohrleitungen lediglich Arbeitsmittel aus dem Arbeitskreislauf und kein Flüssigmetall, das eine beträchtlich höhere spezifische Wärme als das als Arbeitsmittel dienende Wasser hat. Es ist zu bemerken, daß die tfasserabscheidertrommel 18 nur die Qualität des vom Dampferzeuger 16
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kommenden Dampfes und nicht dessen Temperatur erhöht. Eine alternative Möglichkeit der Leitungsfüiirunj; besteht darin, den Dampf vom Dampferzeuger 16 zunächst durch den Vorerhitzer 53, danach zur Trommel 18 und sodann zum überhitzer 20 zu leiten.
Die Erfindung ist auch bei den typischen ilodifikationen des Arbeitslireislaufs anwendbar. Dazu gehören beispielsweise zusätzliche Expansionsstufen, die Verwendung von Anzapfdampf von den Expansionsstufen zur Speisewasservorwärmung sowie die Verwendung von abgeblasenem Dampf zur Speisewasservorwärmung.
Auch für die Erfindung selbst bieten sich weitere Alternativen an. Eine weitere Möglichkeit, die wiederum den Vorteil der Verminderung thermischer Schwankungen bringt, jedoch eine gewisse aktive Regelung benötigt, ist in Fig. k gezeigt. Dabei findet eine direkte Vermischung einer gewissen Ilenge Dampf aus dem Überhitzer 20 mit dem abgekühlten, von der ersten Turbine 2H kommenden Dampf statt, wodurch die Notwendigkeit der in den Fig„ 1 und 2 dargestellten Vorerhitzer ^5 bzw. 53 in Form von Wärmetauschern entfällt. Obwohl hier eine gewisse aktive Steuerung erforderlich ist, typischerweise mit einem
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Steuerventil 58, ist keine aktive Steuerung der von der Wärmequelle kommenden Wärmeträgerströmung notwendig. Als Mischeinrichtung dient vorzugsweise eine Dampfstrahlpumpe 60, mittels welcher der Druck des in den Zwischenüberhitzer 22 eintretenden Dampfes ebenso wie dessen Temperatur erhöht werden kann. Dies bringt den zusätzlichen Vorteil einer teilweisen Rückgewinnung der Leitungsdruckverluste .
Eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Hier dient zur Beheizung des abgekühlten, der Wiedererhitzung zuzuführenden Dampfes im Vorerhitzer 53 heißes Wasser aus der Wasserabscheidertrommel 18. Ein Teil dieses Wassers wird von der Trommel 18 durch eine Auslaßdüse 60 mittels einer Pumpe 62 zum Vorerhitzer 53 gepumpt. Vom Vorerhitzer 53 aus kann das Wasser dann entweder in die Trommel zurück zwecks Rezirkulation zum Dampferzeuger l6 oder zu den Speisewasservorwärmern geleitet werden.
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Claims (1)

  1. P Λ T K N T Λ Χ W Λ I. T
    DIPL. ING. !ί. ΙΪΟΓΉΪΓΙί
    PH 11.1 ΡΓΙ NK -W:: LSI IS - .-.ι . Λ: i.V. 14
    8S)OO Λ T(ISIiI Kt;
    ΤΓΙ.!"· Τ..\ Γ.ι η< 7Λ
    Patentansprüche ·
    ♦ '
    .. ',/ürrnekrartwei'k mit einem zwischen ainer tJax'r.iejuelle und einem Dampf erzeuger verlaufendeti r'lügsiymetallkreiül/iuf und mit nirieni vom b-'inpferzeu^er über eine
    or-.ste Vui'lilrie, einen dur'oli i>'lilfisi.-jmetall des ^iüsüi^-
    rie talllcruis lauf :i b'.'lin i Kten Z.viüchenüberhi tzer, lriindeotens eine weitere Turbine und nlnnn kondensator verlaufenden Dampf kreislauf, dadurch gekennzeichnet, dai.i in der
    0:in[)fleitung (jI(j) stroinauj' fl'.'ii Zwischenüberiiitzers (22) ein Vorerhit'/.ei' ('l'J, Ti) :i|i,iri.'urdnet ist, der den Dampf vor aeinoia i-lintritt in d-n /'LiIu:; L,-metallboneizten Zv/itjcheriüberhitzor 'iuf :;ine vorj;cbbfirf-', i:;; ,/er.eritlic.ien konstante Temperatur erhitzt.
    2. '.'armekrciftwsrk nach AnS[Ji1UCfI 1, dauurcti ,^kennzeichnet, daf.'> der Vorerhitzer (^, 53) mit vom Damtjferzeuf-.er (16) koninendem Dampf belieizt wird.
    3. V/ärmekraftuerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d'iiJ der Vor(;r-lii t/.or ('I1J) inriurhalu einer zwischen diMi l)ai,i,iffM'/.(>ui;er (Ui) nmi mIhoim iiber-hitzer (2U) befindlicl)f?n '..'njüiRr'absc't·} I (l.'rl.t'oiniiic 1 (10) angeordnet und dent in dif.'Sf» e I n:;n Ie itetf.Mi lardiiinnl1 In uesorit licnen konstanter
    r ;iu:jf,e:;eUL l.jt (κίι;. 1).
    HlJiIH 1 /, /I)R U
    COPY ORIGINAL INSPECTED
    1J. Uurinekraftv/erk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dr<3 der r'liUjsir-.iiot.a Π kt'c I π lauf zunächst in i'orin zweier paralleler Zwaitre durch don .ibarhitzer (20) und den Zwischenüberhitzer (22) und uouanri nacn Vereinigung dieser bilden /«wel^n durcii ilnn Dump l'm'zeuüer (\G) verlauft und daß der Hniiiprin'G.lslnuf vom liiiiiipf'orzeuker über die Wasserabficiieldorl-i'ommel (1<Ό, don Hborhitzer (20), die erste Turbine (24), den Vorerhitzc>r ('*L>, 53) deti Zviiaclieniiberhitzer (21?) und die well.oi'i» 1I1Ii I1Ii I tie verläuft und der Dampf sodann mit V/iinaer ami cIpp Wnnuorabsclieidertroiumel vermischt zum Damp/'orzeußer zui'Uck^uleitet wird.
    5. k.'ürmekraftwerk nacii Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorerhitzer durch eine Dampfstrahlpumpe (Go) gebildet ist, die den zum Zwischenüberhitzer (22) geleiteten Dampf mit einer gesteuerten Heri{je überhitzten Dampfes aus einen überhitzer (20) vermischt (i'it,· 1O*
    8098U/06U
    COPY
DE19772741945 1976-09-30 1977-09-17 Waermekraftwerk Withdrawn DE2741945A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US04/728,478 US4164849A (en) 1976-09-30 1976-09-30 Method and apparatus for thermal power generation

Publications (1)

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DE19772741945 Withdrawn DE2741945A1 (de) 1976-09-30 1977-09-17 Waermekraftwerk

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US (1) US4164849A (de)
JP (1) JPS5359156A (de)
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