DE2850302A1 - Industriedampfturbine - Google Patents

Description

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Industriedampfturbine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speisewasservorwärmung in einer Industrie-Dampfturbine, insbesondere in einer Gegendruck- und/oder Gegendruck-Entnahmeturbine mit einer Ableitung des Entnahme- und/oder Gegendruckdampfes für Prozess zwecke und einer Vorwärmung von Rücklaufund Zusatzwasser.

Bei den bekannten Kondensations-Dampfturbinen gibt der Arbeitsdampf nach der Expansion in der letzten Turbinenstufe die Restwärme in einem Kondensator an die Umgebung ab, wobei kaltes Kondensat entsteht, welches durch mehrstufige Vorwärmung durch Anzapfdampf aus der Turbine wieder aufgeheizt wird.

In Industrieanlagen wird Dampf für Heizzwecke benötigt, der je nach Verwendung ein unterschiedliches Druckniveau haben muss. Bevor diese¹⁰ Dampf für industrielle Heizzwecke verwendet wird, erzeugt er in der Turbine mechanische, bzw. bei an die Turbine angekuppeltem Generator elektrische Energie. Bei einer derartigen kombinierten Energieausnutzung (Wärme-Kraftkupplung) kann eine relativ hohe Ausnutzungsquote von Primärenergie erzielt werden.

Von Nachteil bei diesen bekannten Industrie-Anlagen ist jedoch, dass die Kondensationsteile für kleine Anlagen sehr unwirtschaftlich arbeiten.

Aus diesem Grunde wurden vorwiegend Gegendruck- oder Entnahmegegendruckturbinen verwendet, bei welchen der Dampf in der

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Turbine bis auf das Niveau des tiefsten Prozessdampfdruckes expandiert.

Bei diesen Anlagen hat sich als nachteilig erwiesen, dass das aus den Dampfverbrauchern, beispielsweise in der Papier-Industrie aus den Kochern und Papiermaschinen zurückfliessende Kondensat stark abgekühlt und in den meisten Fällen stark verunreinigt in den Vorwärmer zurückfliesst. Bei einer beispielsweisen Rücklauftemperatur von über 70 C muss das Kondensat vor dem Durchlaufen einer Reinigungsanlage weiter abgekühlt werden. Aus diesem Grunde wird in den meisten Industriebetrieben auf eine Reinigung verzichtet und das verunreinigte Kondensat einfach abgeleitet. Die damit verlorengegangene Kondensatmenge muss durch aufbereitetes Frisch- oder Zusatawasser ersetzt werden. Da dieses Wasser kalt ist, muss es auf die für den Dampfkessel geeignete Temperatur aufgeheizt werden. Dafür werden insbesondere bei Gegendruck- und Entnahmegegendruck-Turbinen die Druckniveaus der Prozessdampfnetze verwendet. Ist jedoch der Druck des tiefsten Prozessdampfnetzes relativ hoch, so entstehen durch diese Vorwärmung grosse Verluste.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Speisewasservorwärmung in Industriedampfturbinen zu schaffen, bei welcher eine Expansion eines Teiles des Dampfes auf ein tieferes Druckniveau als das des tiefsten Prozess— dampfnetzes herabgesetzt werden kann und der weiter expandierte Dampf zur Aufwärmung des gereinigten Kondensates und des Zusatzwassers verwendet werden kann.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der letzten Turbinenstufe zur Entspannung eines Teiles des Prozessdampfes mindestens eine weitere Stufe nachgeschaltet und mindestens ein zusätzlicher Vorwärmer mit

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tieferem Druck vorgesehen ist.

Die erfindungsgemässe Ausbildung, wodurch aus einer Entnahmegegendruckturbine eine Doppelentnahmegegendruckturbine für zwei Industriedampfnetzversorgungen mit Dampf entsteht, weist gegenüber den bekannten Anlagen mit Kondensationsteil den Vorteil auf, dass eine gute Speisewasservorwärmung erzielt wird, jedoch die Kosten für einen grossen Kondensationsteil und für die gesamte Kondensationsanlage entfallen. Des weiteren kann mit gegebenen Prozessdampfmengen eine erhöhte t_0 Dampfturbinenleistung erreicht werden. Die Temperaturdifferenzen in der Vorwärmung werden verringert und damit auch die Energie-Verluste, d.h. die Verluste der ausnutzbaren Energie verkleinert.

Gemäss einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist in einer Frischdampfleitung vor dem Dampfeintritt in die Dampfturbine ein Mengenregelorgan angeordnet zur Konstanthaltung des tiefsten Vorwärmedruckes.

Durch diese Regelung arbeitet die Vorwärmung unabhängig von den aus der Turbine entnommenen Prozessdampfmengen und nachgeschaltete Anzapfdampfvorwärmer erreichen automatisch ohne Regelung einen fast konstanten Druck.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung schematisch dargestellt. Ueber eine Frischdampfleitung 11 wird der Turbine Dampf aus einem (nicht dargestellten) Dampfkessel zugeführt. Die Dampfturbine besteht aus zwei je mehrstufig ausgebildeten Turbinenteilen 1, 2, welche einen Generator 4 antreiben. Nach der Teilturbine 1 und der Teilturbine 2 wird jeweils entspannter Prozessdampf über die Prozessdampfleitungen 5 und 6 für Industriedampfnetze entnommen. Für die Regelung der Prozessdampfentnahmemengen sind

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nach der Teilturbine 2 ein erstes Regelventil 15 und nach der Teilturbine 1 ein zweites Regelventil 16 vorgesehen, welche jeweils über Regelimpulsleitungen 17, 18 mit den Prozessdampfleitungen 5, β in Verbindung stehen. Zur Aufnahme des aus dem Prozessdampf zurückgewonnen Kondensates ist ein Sammelbehälter 19 mit Anschlüssen 2O₃ 21 vorgesehen, in welchem das Rücklaufkondensat mit Zusatzwasser, beispielsweise im Verhältnis 1/3 zu 2/3 vermischt und durch eine Reinwasserpumpe 22 in die Vorwärmer 8, 10 geleitet wird. Soweit sind Industrieanlagen bekannt.

Erfindungsgemäss wird den Dampfturbinenteilen 1 und 2 mindestens eine weitere Stufe 3 nachgeschaltet, welche auf der gleichen Welle angeordnet ist und welcher Dampf aus der angezapften Prozessdampfleitung 6 zugeführt wird. Dieser Dampf wird in der Teilturbine 3 entspannt und über eine Leitung 7 einem ersten Vorwärmer 8 zugeführt, während Anzapfdampf aus der Teilturbine 3 über eine Anzapfleitung 9 abgeleitet wird und einen zweiten Vorwärmer 10 beaufschlagt.

Vor dem Eintritt in die Teilturbine 1 ist an der Frischdampfleitung 11 ein Frischdampfregelventil 12 mit einer Regelimpulsleitung 13, welche zum Austritt der letzten Teilturbine 3 führt angeordnet, wodurch der aus dieser Teilturbine 3 abgeleitete Dampf zum ersten Vorwärmer 8, unabhängig von der entnommenen Prozessdampfmenge, konstant am tiefsten Vorwärmedruck gehalten wird. Die beiden Vorwärmer 8, 10 sind über eine Ablaufleitung 14 miteinander verbunden.

Das in den Vorwärmern 8, 10 erwärmte Wasser erreicht beispielsweise nach Verlassen des Vorwärmers 10 eine Temperatur von 150°C. Das vorgewärmte Reinwasser gelangt in einen dritten Vorwärmer 23, welcher über eine Vorwärmleitung 29 mit Anzapf-

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dampf entsprechend dem tiefsten Prozessdampfdruck versorgt wird, wodurch eine Vorwärmtemperatur von ca. 200⁰C erreicht werden kann. Eine Speisepumpe 24 fördert das vorgewärmte Reinwasser-/Kondensatgemisch über einen vierten Vorwärmer 25> welcher über eine Leitung 30 durch Anzapfdampf aus der Prozessdampfleitung 5 beheizt wird₅ über eine Speiseleitung 26 in den (nicht dargestellten) Dampfkessel. Die Vorwärmer 8 und 23 sind über eine Kondensatleitung 27 und eine Vorwärmer-Kondensatpumpe 28 untereinander verbunden, so dass das im Vorwärmer 8 und den damit über die Verbindungsleitung 14 verbundenen Vorwärmer 10 gebildete Kondensat ebenfalls dem Vorwärmer 23 zugeführt werden kann.

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Claims (2)

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BBC Aktiengesellschaft 7-11.1978

Brown, Boveri & Cie. Hw/Fs^# SÜ3

Baden/Schweiz

Patentansprüche

(1 ^/Einrichtung zur Speisewasservorwärmung in einer Industrie-Dampfturbine, insbesondere in einer Gegendruck- und/oder Gegendruck-Entnahmeturbine j mit einer Ableitung von Entnahme- und Gegendruckdampf für Prozesszwecke und einer Vorwärmung von Rücklauf- und Zusatzwasser, dadurch gekennzeichnet, dass der letzten Turbinenstufe (2) zur Entspannung eines Teiles des Prozessdampfes mindestens eine weitere Stufe (3) nachgeschaltet und mindestens·ein zusätzlicher Vorwärmer (8) mit tieferem Druck vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Frischdampfleitung (11) vor dem Dampfeintritt in die Dampfturbine (1) ein Mengenregelorgan (12) angeordnet ist zur Konstanthaltung des tiefsten Vorwärmerdruckes.

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