DE3031454C2

DE3031454C2 - Seitenstrom-Kondensationssystem

Info

Publication number: DE3031454C2
Application number: DE3031454A
Authority: DE
Inventors: Toyohiko Masuda; Yoji Nagai; Shozo Ibaraki Nakamura; Hiroshi Tsunematsu; Takeshi Ueno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1987-10-01
Also published as: JPS5630583A; DE3031454A1; GB2057901A; AU6145780A; AU540958B2; CA1150067A; JPS612873B2; US4353213A; GB2057901B

Description

dadurch gekennzeichnet.

— daß die Wehrabschnitte (91; 91a: 9\b) als wasscrgefülltc Labyrinthdichtungcn ausgebildet sind, die den Raum fityoberhalb des /weilen Heißwasserspeichers (7) gegenüber dem Raum (5) oberhalb des ersten Heißwasserspeichers (11) abdichten, und

— daß d^;·" Zufuhr von Kondenswasser zum zweiten, an das Hauptsystem des Kraftwerks angeschlossenen Heißwasserspeicher (7) ausschließlich über die Aufbereitungseinrichtung, bestehend aus Pumpe (13}. .-"iltrations-Entsalzer (15) und Mischbctt-Entsal/er (17) erfolgt.

2. Seitenstrom-Kondensationvsystem nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet.

— daß das Leitungssystem hinter der Aufbereitungseinrichtung, die aus Pumpe (13). Filtriitionscntsal/er(l5) und Mischbelt-Enlsai/er(17) besteht, in zwei jeweils Abspcrrorganc (3i, 33) enthaltende Leitungen (27, 29) verzweigt ist. und

— daß die Kondcnswasser-Rückführ-Leitung (27) mit dem ersten Heißwasserspeicher (I I) und die Kondenswasser-Zufuhr-Leitung (29) mit dem /weiten Heißwasserspeicher (7) verbunden ist.

3. Seilenstrom-Kondcnsationssystem nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch

— Einstellmittel zum Regeln des Wasserstands des ersten Heißwasserspeichers (I I; IM. WB). die umfassen:

— einen Wasserstands-Erfasser (53). der im ersten Heißwasserspeicher (11; IM. WB) angeordnet ist.

— ein Kondenswasscr-Spcicherbecken(43).

— eine erste Leitung (47) mit einem Überlaufventil (45) zum Verbinden des zweiten Heißwasserspeichers (7; 7Λ. 7B) mit dem Kondenswasser-Speicherbeckcn (43).

— eine zweite Leitung (51) mit einem Zusatzwasscr-Rcgelventil (49) /um Verbinden des Kondenswasser-SDcicherbcckcns (43) mit einem oberen Raum (5) des ersten Heißwasserspeichers (11; IM. 11 B)und
— einen Wasserstands-Steiler(55), der

— mit dem Wasserstands-Erfasser (53) und den Überlaufventil (45) und den Zusatzwasser-Regelventil (49) der beiden Leitungen (47,51) verbunden ist und das

— Überlaufventil (45) und das Zusatzwasser-Regelventil (49) auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Wasserstands-Erfassers (53) nach Maßgabe des Wasserstands des Kondenswassers im ersten Heißwasserspeicher (11; IM, 11 B)so einstellt, daß Kondenswasser aus dem zweiten Heißwasserspeicher (7; TA, 7B) dem Kondenswasser-Speicherbecken (43) zuführbar ist und Kondenswasser aus dem Kondenswasser-Speicherbecken (43) dem ersten Heißwasserspeicher^!; 1 M. I IZ^zuführbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Seitenstrom-Kondensationssystem, mit einem ersten Heißwasserspeicher, in dem Abdampf einer Kraftwerks-Turbine zu Kondenswasser kondensiert und dieses gespeichert wird, mit einem zweiten Heißwasserspeicher, in dem das Kondenswasser in Bereitschaft für die Zufuhr zu einem Hauptsystem des Kraftwerks gespeichert wird, wobei zwischen den beiden Speichern eine Trennwand vorgesehen ist. die einen Wehrabschnitt mit einem Überlauf bildet, und mit einer Aufbereitungseinrichmng zum Reinigen des Kondenswassers aus dem ersten Heißwasserspeicher, die so angeordnet ist. daß Kondenswasser aus dem ersten Heißwasserspeicher dem /weiten Heißwasserspeicher über die Aufberei'ungsvornchiung /uführbar ist.

Ein derartiges Seilenstro.m-Kor: !ensationssvstem für •in Hochdruekdiimpfanlagen zeigt die OFi-OS 14 51 141. Bei dieser Einrichtung ist zwischen den beiden Heißwasserspeichern eine Trennwand angeordnet, die über dem /weiten Heißwasserspeicher durch eine Blende abgedeckt ist. Die beiden R'iumc über den I leißw ;isserspcichern stehen miteinander in Verbindung und es findet aus dem ersten Heißwasserspeicher über die Trennwand ein Überlauf in den zweiten Heißwasserspeicher statt. Der erste Heißwasserspeicher steht über ein Rohrleitungssystem mit einer Aufbereitungsvorrichtung in Verbindung, aus der das gereinigte Kondenswasser in den /weiten Heißwasserspeicher /urückgelcitct wird. Von diesem aus wird das Haupisystern des Kraftwerks versorgt.

Eine solche Einrichtung hat Nachteile: Der /weite Heißwasserspeicher erhält nicht nur gereinigtes Kondenswasser über die Aufbereitungsvorrichtung, sondern durch den Überlauf über die Trennwand auch unreines Kondenswasser aus dem ersten Heißwasserspeicher. Der Wasserpegcl in dem /weiten Heißwasserspeicher wird konstant gehalten und das Wasser in dem ersten Heißwasserspeicher fließt wehrartig über die Trennwand. Dadurch wird die Heißwasser/ufuhr für chis Hauptsystem des Kraftwerks verunreinigt. Außerdem ist die Temperatur des dem /weiten Heißwasserspeicher zugeführten Kondenswassers infolge der Wärmeübertragung in dem Wärmeaustauschsystem erhöht. Intolgedesscii sind die Temperatur und der Sättigungsdruck des Kondenswassers im /weilen lleißwasscrspei-

:her höher als im ersten Heißwasserspeicher. Da der Raum oberhalb des zweiten Heißwasserspeichers direkt tnit dem Raum oberhalb des ersten Heißwasserspeichers in Verbindung steht, erfolgt eine starke Verdampfung des Kondenswassers im zweiten Heißwasserspeicher und infolge dieser Eigenverdampfung wird der thermische Wirkungsgrad verschlechtert. Schließlich geht durch die in dem Rohrleitungssystem für die Aufbereitungsvorrichtung, das Wärmetauschsystem, das Rückführsj stern etc. verwendeten Eisenrohre Eisen in das Wasser über. Es wird deshalb Sauerstoff in der Aufbereitungsvorrichtung eingeführt, um dies zu verhindern. Der Sauerstoff fließt in den zweiten Heißwasserspeicher. Da die Räume oberhalb der beiden Heißwasserspeicher miteinander kommunizieren, wird der in dem Wasser gemischte Sauerstoff ausgezogen, weil der Druck in dem zweiten Heißwasserspeicher gering ist. Das herausgelöste Sauerstoffgas fließt aus dem Gesamtsystem heraus, über den Raum oberhalb des ersten Heißwasserspeichers und entweicht nach oben in den Kondensator. Man muß deshalb in das Hauptsystem laufend weiteres Sauerstoffgas zuführen, um das Übergehen von Eisen in Wasser zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Seitenstrom-Kondensationssystems der eingangs genannten Art. das eine Wasserstands-Regelung mit sehr gutem Ansprechverhalten und hoher Stabilität erlaubt, das einen hohen thermischen Wirkungsgrad hat, und das die Eigen verdampfung des Kondenswassers stark einschränkt, wodurch der thermische Wirkungsgrad verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch angeführten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung braucht nur der Wasserstand des ersten Heißwasserspeichers geregelt zu werden, so daß eine stabile und schnell ansprechende Wasserstands-Regelung möglich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Seitenstrom-Kondensatorsystem wird aufbereitetes Wasser, das in einer Aufbereituiigseinrichtung gereinigt wurde, einem zweiten Heißwasserspeicher zugeführt, damit es für die Wasserspeisung des Hauptsystems zur Verfügung steht. Überschußwasser wird zu einem ersten Heißwasserspeicher durch Überlaufen aus dem oberen Teil des zweiten Heißwasserspeichers rückgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Wasserstands-Regelung nur im ersten Heißwasserspeicher vorzunehmen. Dadurch wird die Wasserstands-Regelung vereinfacht, das Ansprechverhalten ist sehr gut. und es tritt keine Störung des Durchsatzes in einem Seitenstromsystem auf, so daß die Leistung der Kondenswasser-Aufbereilungseinrichtung verbessert werden kann.

Durch die Anordnung eines labyrinthartig aufgebauten Überschußwasser-Durchlasses im oberen Teil des zweiten Heißwasserspeichers wird Überschußwasser aus dem zweiten Heißwasserspeicher aus diesem Durchlaß zum ersten Heißwasserspeicher rückgeführt. Damit ist die Eigenverdampfung im zweiten Heißwasserspeicher verhinderbar, wodurch der thermische Wirkungsgrad verbessert wird.

Außerdem wird während der Abschaltung des Hauptsystems nach der Aufbereitung des Kondenswassers die volle Wassermenge des Seitenstromsystems zum ersten Heißwasserspeicher rückgeführt. Damit wird verhindern daß metallische Korrosionsprodukte in einem Scitenstrom-Kondensator erzeugt werden, und es wird möglich, das ivondenswasser für verschiedene

Zwecke auch während der Abschaltzeit des Hauptsystems zu nutzen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht eines Kraftwerks mit einem Ausführungsbeispiel des Seitenstrom-Kondensationssystems;

Fig.2 eine Schnittansicht, die vergrößert einen Teil eines Seitenstrom-Kondensators nach Fig. 1 zeigt; und

Fig.3 eine Gesamtansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Seitenstrom-Kondensationssystems.

Nach F i g. 1 wird Abdampf einer Dampfturbine 1 eines Kraftwerks einem Seitenstrom-Kondensator 3 zugeführt, wo er gekühlt und kondensiert wird. Das Innere des Seitenstrom-Kondensators 3 ist durch Trennplatten 9a und 9b in zwei Kammern 5 und 7 unterteilt. Die erste Kammer 5 umfaßt einen in einem oberen Teil liegenden Kondensationsabschnitt, in dem der Abdampf kondensiert wird, und einen Heißwasserspeicher It, der unter dem Kondensationsabschnitt liegt. Die zweite Kammer 7 ist ein zweiter Heißwasserspeicher, der vom ersten Heißwasserspeicher 11 unabhängig ist und von der Trennplatte 9a, die in der Hauptsache die seitliche Ausdehnung bestimmt, sowie von der Trennplatte 9b, die die Oberseite der Kammer 7 bildet, abgeschlossen ist. Wie noch erläutert wird, ist an der Trennplatte 9a ein Wehr- bzw. Stauabschnitt 91 gebildet, der zusammen mit einer vertikalen Platte 92 der oberen Trennplatte 96 einen Durchlaß 93 bildet. Das Kondenswasser im zweiten Heißwasserspeicher läuft durch diesen Wasserdurchlaß über und strömt in den ersten Heißwasserspeicher 11. Mit dem ersten Heißwasserspeicher 11 ist über eine Leitung 19 eine Kondenswasser-Aufbereitungseinriehtung verbunden, die eine Pumpe 13. einen Filtrations-Entsalzer 15 und einen Mischbett-Entsalzer 17 umfaßt. Mit der Leitung 19 ist auf der stromabwärtigen Seite der Aufbereitungscinrichtung ein Wärmetauschersystem verbunden, in dem ein motorgetriebenes Absperrorgan 21. eine Kondensator-Lultabzugseinheit 23 und ein Stopfbuchsen- bzw. Sperrdampf-Kondensator 25 parallelgeschaltet sind. D-? Luftabzugseinheit 23 kondensiert Dampf zum Treiben einer Dampfstrahlpumpe, die für die Extraktion nichtkondensierbarer Gase im Kondensator eingesetzt wird. Der Stopfbuchsendampf-Kondensator 25 kondensiert Sperrdampf in einem Stopfb'.ichsentsil eines Turbinenventils. Die Leitung 19 ist an der stromabwärtigen Seite des Wärmetauschersystems in zwei Leitungen verzweigt, und zwar eine Kondenswasser-Rückführleitung 27 und eine Kondenswasser-Zufuhrleitung 29. Die Rückführleitung 27 enthält ein motorgetriebenes Absperrorgan 31 und ist mit dem ersten Heißwasserspeicher 11 verbunden. Die Kondenswasser-Zufuhileitun/T 29 enthält ein motorgetriebenes Absperrorgan 33 und ist mit dem zweiten Heißwasserspeicher 7 verbunden.

Ein unterer Teil des zweiten Heißwasserspeichers 7 ist durch eine Wasserspeiseleitung mit einem Hauptsystem 35 verbunden, das eine Kondensatpumpe 37. verschiedene Sp- isewasservorwärmer 39, einen Dampferzeuger 41 usw. aufweist. Nach der Kondensatpumpe 37 ist die Speiseleitung mit einem oberen Teil eines Kondenswasser-Speicherbeckens 43 über eine Leitung 47 verbunden, die ein Überlaufventil 45 hat. Ein unterer Teil des Speicherbeckens 43 ist mit einem oberen Teil der ersten Kammer 5 übsr eine Leitung 51 verbunden, die ein Zusatzwasser-Regelventil 49 aufweist, so daß das Kondensationswasser aus dem Kondenswasser-

Speicherbecken 43 in den ersten Heißwasserspeicher 11 eintritt. Ein Wasserstands-Erfasser 53. der den Wasserstand des ersten Heißwasserspeichers 11 mißt, ist in einem unteren Teil des Seitenstrom-Kondensators 3 angeordnet. Der Wasserstands-Erfasser 53 ist so ί geschaltet, daß sein Ausgangssignal einem Wasserstands-Steller 55 zugeführt wird. Der Wasserstands-Stcller 55 ist mit dem Überlaufventil 45 und dem Zusatzwasser-Regelventil 49 verbunden, so daß diesen das Ausgaiigssignal des Wasserstands-Erfassers 53 und ein einem Wasserstands-Sollwcrt entsprechendes Signal zuführbar ist.

Der Wasserstand des /weilen Heißwasserspeichers 7 wird durch die Höhe des Obcrendcs des Wehrabschnitts 91 bestimmt. Der Aufbau des Wehrabschnitts 91 wird r. unter Bezugnahme auf F i g. 2 näher erläutert.

Nach Fig. 2 weist ein oberer schräger Endteil der Trennplatte 9;) zwei voneinander bcabstandcte aufrechte Stege 94 und 95 auf. Die Siege 94 ιιϊ<ύ 93 sind so ausgeführt, daß sie sich vertikal und horizontal erstrecken und zusammen mit einem Bodenteil 96 enen im wesentlichen U-förmigen Abschnitt bilden. Die vertikale Platte 92, die nahe einem schrägen Endteil der oberen Trennplatte 96 abwärts verläuft, ist zwischen den beiden aufrechten Stegen 94 und 95 angeordnet, so ;s daß ein Labyrinthgebilde entsteht, in dem der Durchlaß 93. der im Schnitt versetzt ausgebildet ist. enthalten ist. Die Länge H der Teile des stromabwärts befindlichen Stegs 95 und der vertikalen Platte 92. die einander in Höhenrichtung überlappen, d. h. die Verschlußhöhe. ist jo bestimmt durch die Druckdifferenz in dem ersten und dem zweiten Heißwasserspeicher 11 bzw. 7 und wird etwas größer als der Wert der Druckdifferenz gemacht, die als Wassersäule dargestellt ist. Ein stromabwärts befindlicher Endteil des U-förmigen Bodenteils 96. der ji den Wehrabschnitt 91 bildet, weist einen Wasserablauf 97 auf. der verbinder!. d;:ß das Kondenswasser dort verbleibt, wenn das Kondenswasser des zweiten Heißwasserspeichers 7 vermindert wurde.

Bei dem so aufgebauten Seitensirom-Kondcnsatorsy- ■"> stem wird das Kordenswasser aus dem Abdampf der Dampfturbine in dem ersten Heißwasserspeicher 11 gespeichert, und es wird durch das Kondenswasser-Aufbereitungssystem. das die Pumpe 13. den Filtrations-F.ntsalzer 15 und den Mischbeti-Entsalzer 17 umfaßt. gereinigt. Das aufbereitete Wasser wird anschließend dem Wärmeaustausch unterworfen, und seine Temperatur wird in dem Wärmeaustauschsystems, das das motorgetriebene Ventil 21, den Stopfbuchsendampf-Kondensator 25 und die Kondensator-Luftabzugseinheit 23 umfaßt, erhöht. Während des Dauerbetriebs hat das Kondenswasser, das aufbereitet ist und dessen Temperatur erhöht wurde, den vollen Durchsatz des Seitenstromsystems. das in den zweiten Heißwasserspeicher 7 durch die Leitung 19 sowie die Zufuhrleitung 29 mit dem Absperrorgan 33 zugeführt wird, wodurch die Wasserzufuhr zum Hauptsystem 35 vorbereitet wird. Zu diesem Zeitpunkt läuft das überschüssige Kondenswasser aus dem zweiten Heißwasserspeicher 7 durch den Durchlaß 93 des Wehrabschnitts 91. der im oberen Teil des zweiten Heißwasserspeichers 7 gebildet ist über und wird in den ersten Heißwasserspeicher 11 durch den Dampfraum des ersten Heißwasserspeichers 11 rückgeführt.

Wie oben erwähnt, wurde die Temperatur des dem zweiten Heißwasserspeicher 7 zugeführten Kondenswassers infolge der Wärmeübertragung im Wärmeaustauschsystem erhöht. Infolgedessen sind die Temperatur und der Sättigungsdruck des Kondenswassers im zweiten Heißwasserspeicher 7 höher als im ersten Heißwasserspeicher 11. Bei dem erfindungsgemäßen System ist der obere Teil des zweiten Heißwasserspeiehers 7 verschlossen und steht mit dem oberen Raum des ersten Heißwasserspeichers 11 nur durch den in der Labyrinthdichtung gebildeten Durchlaß 93 in Verbindung. Infolgedessen wird die Eigenverdampfung des Kondenswassers im zweiten Heißwasserspeicher 7 verhindert, und der thermische Wirkungsgrad wird erhöht.

Die Wasserstandsregelung im ersten Heißwasserspeicher 11 wird wie folgt durchgeführt: Das Erfassungssignal des Wasserstands-Erfassers 53 des ersten Heißwasserspeichers 11 wird dem Wasserstands-Steller 55 zugeführt, der Öffnungsgrad des Überlaufventils 45 und der Öffnungsgrad des Zusatzwasser-Regelventils 49 werden von dem Wasscrstands-Stcller 55 bestimmt, und die rlicktcführie Kondenswüsscrrncnpo ^us der Aufbereitungseinrichtung zum Kondenswasser-Speicherbekkcn 43 und die Menge Zusatzwasser aus dem Kondenswasser-Speicherbecken 43 zum ersten Heißwasserspeicher 11 werden eingestellt, so daß der Wasserstand des ersten Heißwasserspeichers 11 eingeregelt wird, insbesondere wird, wenn der Wasserstand des ersten Heißwasserspeichers 11 gestiegen ist. die öffnung des Überlaufventils 45 vergrößert, um die Rückfü'.rmenge zum Kondenswasser-Speicherbecken 43 zu erhöhen, und damit wird die öffnung des Zusatzwasser-Regelventil 49 verkleinert, um die Menge Zusatzwasser zum ersten Heißwasserspeicher 11 zu vermindern. Wenn umgekehrt der Wasserstand des ersten Heißwasserspeichers 11 fällt, wird die Öffnung des Überlaufventils 45 verkleinert, um die Rückführmenge zum Kondenswasser-Speicherbecken 43 zu vermindern, und die öffnung des Zusaizwasscr-Regelventils 49 wird vergrößert, um die Zusatzwassermenge zum ersten Heißwasserspeicher Il zu erhöhen.

Auch während der Abschaltung des Hauptsystems 35 können die Kühlung des Wärmeaustauschsystems, das den Stopfbuchsen-Sperrdampf-Kondensator 25 und die Kondensator-Luftabzugseinheit 23 umfaßt, sowie die Menge und Qualität der Überlaufwassers gewährleistet werden.

Während der Abschaltung des Hauptsystems 35 kann ferner durch Verbinden der Leitung unmittelbar hinter dem Mischbett-Entsalzer 17 mit der Leitung 47 das Kondensat im Kreislauf zwischen dem ersten Heißwasserspeicher II. den Filtrations-Entsalzer 15 und den Mischbett-Entsalzer 17, dem Überlaufventil 45 und dem Kondenswasser-Speicherbecken 43 zugeführt ν erden.

Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist ein erster Heißwasserspeicher IM mittig in einem Heißwasserspeicherteil eines Seitenstrom-Kondensators 3A angeordnet. Zweite Kammern 6A und 6ß. die durch Trennwände 4/4 und 4ß voneinander getrennt sind, sind zu beiden Seiten des ersten Heißwasserspeichers 11/4 gebildet, und in Unterabschnitten der Kammern 6/4 und 6ß sind zweite Heißwasserspeicher 7Λ und TB gebildet Kondenswasser, das in einer Aufbereitungseinrichtung gereinigt wurde und dessen Temperatur durch ein Wärmeaustauschsystem erhöht wurde, wird in die jeweiligen zweiten Heißwasserspeicher TA und TB durch Zufuhrleitungen 29Λ und 29ß. die an eine Leitung 19 angeschlossen sind, zugeführt. Die zweiten Heißwasserspeicher 7/4 und TB weisen Wehrabschnitte 91/4 und 91B auf. deren jeder ebenso wie der Wehrabschnitt 91

von F i g. 2 ausgebildet ist. Überschußwasser aus den zweiten Heißwasserspeichern TA und TB läuft aus den Wehrabschnitten über und wird durch miteinander in Verbindung stehende Leitungen 4M und 41S, die in den Trennwänden 4A und 4ß verlaufen, zum ersten Heißwasserspeicher IM rückgeführt. Das Kondenswasser wird aus den zweiten Heißwasserspeichern TA

und TB durch Auslaßleitungen 14A und 14Ö abgeführt und der Seite eines Hauptsyslems 35 durch eine Kondensatpumpe 37 zugeführt.

Im übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 3 dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Seitenstrom-Kondensationssystem,

mit einem ersten Heißwasserspeicher, in dem Abdampf einer Kraftwerks-Turbine zu Kondenswasser kondensiert und dieses gespeichert wird,

mit einem zweiten Heißwasserspeicher, in dem das Kondenswasser in Bereitschaft für die Zufuhr zu einem Hauptsystem des Kraftwerks gespeichert wird, wobei zwischen den beiden Speichern eine Trennwand vorgesehen ist, die einen Wehrabschniti mit einem Überlauf bildet, und

mit einer Aufbereitungseinrichtung zum Reinigen des Kondenswassers aus dem ersten Heißwasserspeicher, die so angeordnet ist. daß Kondenswasser aus dem ersten Heißwasserspeieiwr dem zweiten Heißwasserspeicher über hn** zuföhrbcir ist.