DE3419045A1 - Nd-regenerativvorwaermer - Google Patents

Nd-regenerativvorwaermer

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DE3419045A1
DE3419045A1 DE19843419045 DE3419045A DE3419045A1 DE 3419045 A1 DE3419045 A1 DE 3419045A1 DE 19843419045 DE19843419045 DE 19843419045 DE 3419045 A DE3419045 A DE 3419045A DE 3419045 A1 DE3419045 A1 DE 3419045A1
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condensate
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toroid
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Evgenij Pavlovič Leningrad Ivanov
Nikolaj Nikolaevič Trifonov
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/28Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters for direct heat transfer, e.g. by mixing water and steam
    • F22D1/30Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters for direct heat transfer, e.g. by mixing water and steam with stages, steps, baffles, dishes, circular troughs, or other means to cause interrupted or cascading fall of water

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft die Wärmeenergiewirtschaft, insbesondere ND-Regenerativvorwarmer und kann ia Uurbinenanlagen von Warme- und Kernkraftwerken verwendet werden.
  • Es ist bekannt, dass zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit einer Turbinenanlage das Heizdampfkondensat des Regenerativvorwarmers zweckmässig dem Kondensathauptstrom am Ausgang aus diesem Regenerativvorwarmer zugesetzt wird.
  • Aber hierbei ist eine Vielzahl von Pumpenausrüstungen, Regelventilen sowie Schutz- und Automatisierungseinrichtungen erforderlich, wodurch die Kosten der Turbinenanlage erhöht werden.
  • Um die Kosten der Turbinenanlage zu reduzieren werden die Oberflächenvorwärmer in Gruppen mit einem gemeinsamen Heizdampfkondensatabfluss vereinigt, dh. das Heizdampfkondensat fliesst aus dem hoher stehenden Apparat zum Dampfraum des tiefer stehenden Apparats und wird aus dem letzten Apparat von einer Pumpe in die Hauptkondensatleitung gedruckt siehe, beispielsweise V.Ya.Ryzhkin "Teplovye elektrostantsii" ("Wärmekraftwerke"), Moskau, "Energie", 1976, Seite 45J. In diesem Falle nimmt der thermische Wirkungsgrad der Turbinenanlage ein wenig ab infolge der Verringerung des Entnahmedampfstroms für den niedriger stehenden Regenerativvorwarmer, aber die Zahl der Pumpen und der Hilfseinrichtungen wird kleiner, wodurch die Zuverlässigkeit der Turbinenanlage erhöht und die Kosten der Reparaturarbeiten vermindert werden. Die angeSuhrte Lösung ist optimal fur Regenerativvorwarmer des Oberflächentyps.
  • Der gemeinsame Nachteil sämtlicher Regenerativvorwarmer des Oberflächentyps besteht darin, dass das Hauptkondensat nicht bis auf die Sättigungstemperatur des Heizdampfs erwärmt werden kann.
  • Zur Steigerung des thermischen Wirkungsgrads von Turbinenanlagen werden in der letzten Zeit weitl"aufig Mischvorwärmer verwendet.
  • Es ist ein ND-Regenerativvorwärmer bekannt (siehe, beispielsweise, SU-ES 355447, veröffentlicht im Jahre 1972), der den Warmeaustauscher und den Eondensatabscheider enthält, die durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Der Wärmeaustauscher weist einen Stutzen zur Dampzufuhr aus der Entnahme kammer der Turbine, einen Stutzen fur die Zufuhr des Hauptkondensats und einen Stutzen für die Zufuhr eines hochpotentialen Wärmeträgers, beispielsweise des Heizdampfkondensats aus dem höher liegenden Regenerativvorwärmer, auf. Der Kon dens atabscheider besitzt einen Abflüßstutzen zur Kondensatabfuhr.
  • Ein Nachteil dieses Vorwarmers besteht darin, dass der hochpotentiale Wärmeträger, der zusammen mit dem Entnahme dampf der Turbine zum Vorwärmen des Hauptkondensats benutzt wird, in den Dampraum des Wärmeaustauschers geführt wird. Hierbei wird das Hauptkondensat bis auf diejenige Temperatur erwarmt, bis auf die es von dem Entnahme dampf aus der Turbine erwarmt werden kann, d.h.
  • wird die Wärme des hochpotentialen Wärmeträgers nicht vollstandig ausgenutzt. Die Dampfentnahme aus der Entnahmekammer der Turbine für diesen Vorwärmer wird entsprechend kleiner, d.h. wird der Entnahme dampf verdrängt, obzwar zur Erzielung eines maximalen Wirkungsgrads der Turbinenanlage es zweckmässig ist, die Entnahme des hoher liegenden Vorwarmers zu verdrangen, d.h. den Entnahmedampf mit einem höheren Potential.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ND-Regenerativvorwärmer zu schaffen, der eine Erhohung der Wirtschaftlichkeit der Turbinenanlage mittels der Erhohung der Ubaperatur, bis auf die das Kondensat erwarmt wird, und der Reduzierung der Dampfentnahme aus der Turbine ?ur den höher liegenden Vorwärmer ohne Vergrösserung der Pumpenausrüstung gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem ND-Regenerativvorwarmer, der den Wärmeaustauscher mit Stutzen zur Dampf- und Kondensatzufuhr, den Kondensatabscheider mit einem Abflußstutzen zur Kondensatabfuhr und einen Stutzen zur Zuleitung des zusätzlichen hochpotentialen Wårmeträgers enthält, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im unteren Teil des Kondensatabscheiders in Flucht mit dem Abflußstutzen ein Mischer angeordnet ist, der mit dem Zuleitungsstutzen des hochpotentialen Wärmeträgers in Verbindung steht.
  • Die Zufuhr des zusätzlichen hochpotentialen Xårmeträgers in den unteren Teil des Wärmeanscheiders gewährleistet eine zusätzliche Erwärmung des sich da befindenden Kondensat um einen Betrag, der der Höhe des hydrostatischen Drucks der Kondensatsäule entspricht. Die zusätzliche Erwärmung des Hauptkondensats gestattet es den Dampfstrom für den höherliegenden Vorwärmer zu reduzieren und die Wirtschaftlichkeit der Turbinenanlage zu erhöhen (bzw die von der Turbine erzeugte Leistung zu steigern).
  • Das Einführen des hochpotentialen Wärmeträgers in das Kondensat über einen Mischer verhindert das Zustandekommen von Flüssigkeitsschlägen, die infolge der augenblicklichen Kondensation der Dampfblasen entstehen können.
  • Gemäss einer AusSührungsform der Erfindung ist der Mischer als ein Doroid~ausgebildet, das Löcher an der Innenwand aufweist, wobei über dem Toroid fluchtend mit ihm eine Scheibe angeordnet ist, deren Durchmesser nicht kleiner ist als der Toroiddurchmesser, und der Äbflnßstut zen senkrechte radiale Trennwande besitzt, die in den von dem Toroid begrenzten Raum herausragen.
  • Eine derartige Bauart des Mischers ist für Vorwärmer in Turbinenanlagen grosser Leistung zweckmässig, die mehrere hochpotentiale Wärmequellen aufweisen.
  • Anhand der Zeichnung wird die ErSindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt Fig. I einen ND-Regenerativvorwarmer gemss einer der erfindungsgemässen Ausführungsformen der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1 in vergrössertem Maßstab.
  • Der erfindungsgemässe ND-Regenerativvorwarmer enthalt die in einem Gehäuse I (Fig. I) angeordneten einen Wärme - austauscher 2 und einen Kondensatabscheider 3, die durch eine trennwand 4 voneinander getrennt sind. In dem Wärmeaustauscher 2 befinden sich Stutzen 5 zur Dampfzuleitung aus der Dampfentnahmekammer der Turbine, ein Stutzen 6 fur die Zufuhr des Hauptkondensats, beispielsweise aus dem Kondensator der Turbinenanlage bzw. aus dem niedriger stehenden Vorwärmer, und ein Stutzen 7 zur Abfuhr des Dampf-Luft-Gemisches. Zwischen dem Stutzen 6 und der Trennwand 4 in dem eigentlichen Wärmeaustauscher 2 sind gelochte Teller 8 zum Abfluss des Kondensats in einzelnen Strahlen angeordnet. Im oberen Teil des eigentlichen Wärmeaustauschers 2 ist ein Rückschlagventil 9 angebracht, das die Rückströmung des Dampf zum Strömungsteil der Turbine verhindert. Ein Rohr IO, das von dem Wärmeaustauscher 2 durch den Kondensatabscheider 3 führt, dient zum Überstromen des Kondensats aus dem Wärmeaustauscher 2 im Notfall.
  • Im unteren Teil des Kondensatabscheiders 3 ist ein Abflußstutzen II zur Kondensatabfuhr angeordnet, sowie ein Stutzen 12 zur Zuleitung des zusätzlichen hochpotentialen Wärmeträgers, beispielsweise des Heizdampfkondensats aus dem hoher stehenden Vorwärmer bzw. eine Wärmeaustauscher. Der Stutzen I2 ist über ein Rohr 13 mit einem Mischer verbunden, der in der in Fig. I dargestellten Ausführungsform der Erfindung ein Toroid 14 darstellt, das fluchtend mit dem Abflußstutzen II angeordnet ist und an seiner Innenfläche Locher 15 aufweist. Uber dem Toroid 14 ist achsfluchtend mit ihm eine Scheibe 16 angeordnet, welche von oben den von dem Toroid 14 begrenzten Raum abdeckt und die Aufgabe hat, das. Aufschwimmen der Dampfblasen im Kondensat zu verhindern. Es ist augensichtlich, dass der Durchmesser der Scheibe 16 den Innendurchmesser des Toroids I4 nicht unterschreiten darf. Die Scheibe 16 kann dicht an dem Toroid 14 anliegen bzw. mit einem kleinen Spiel (2 bis 5 mm) ihm gegenuber angeordnet sein. Um zu verhindern dass sich beim Abfliessen des Kondensats aus dem Kondensatabscheider 3 Trichter bilden, sind im Oberteil des Abflußstutzens II radial in bezug zu ihm senkrechte Trennwände I7 (Fig. 2) angeordnet, die in den von dem Toroid 14 begrenzten Raum herausführen. Aus konstruktiven und technologischen Gründen sind die senkrechten Trennwände I7 mit der Scheibe I6 (Fig .1) verbunden und stellen gleichzeitig Stützelemente dieser Scheibe 16 dar. Aber die Trennwände 17 können auch eine geringere Höhe aufweisen und nicht mit der Scheibe 16 in Verbindung stehen. In diesem Falle wird die Scheibe 16 zweckmässigerweise am Toroid 14 befestigt.
  • Der erfindungsgemässe Regenerativvorwärmer funktioniert wie folgt.
  • Das Kondensat aus dem tiefer liegenden Regenerativ vorwärmer der Turbinenanlage bzw. aus dem Kondensator strömt durch den Stutzen 6 (Fig. I) auf die gelochten Teller 8 von denen es in vereinzelten Strahlen über die Trennwand 4 zum Kondensatabscheider 3 abfliesst. Der Heizdampf aus der Entnahmekammer der Turbine wird über den Stutzen 5 in den Wärmeaustauscher 2 geführt, strömt durch die untere Reihe der Kondensatstrahlen, wird umgelenkt und trifft auf die obere Reihe der Strahlen, wo es niedergeschlagen wird, hierbei er das Hauptkondensat (d.h.
  • das aus dem Stutzen 6 strömende Kondensat) erwärmt und zusammen mit diesem Kondensat durch die Löcher in der Trennwand 4 zum Kondensatabscheider abfliesst. Der Weg des Dampfs Und des Kondensats ist in Fig. I durch Pfeile gezeigt.
  • Das Heizdampfkondensat aus dem hoher stehenden Oberflächen-Regenerativvorwärmer bzw. ein anderer Wärmeträger wird über den Stutzen I2 und das Rohr I3 auf den toroidformigen Mischer I4 geleitet und über seine locher I5 mit dem Hauptkondensatstrom vermischt. Beim Austritt aus den Löchern 15 des Toroids 14 kocht das Heizdampfkondensat auf und bildet ein Zweiphasengemisch "Dampf-Wasser". Die Dampfblasen werden von dem Hauptkondensatstrom zum Abf lußstutzen 11 abgetrieben, kommen in die Zone mit erhöhtem Druck, kondensieren, geben ihre Warme an das Hauptkondensat ab und gewährleisten hierdurch eine zusätzliche Erwärmung dieses Kondensats um einen Betrag, der der Höhe des hydrostatischen Drucks der Kondensatsaule entspricht. Das Hauptkondensat strömt durch den Stutzen II in den höherliegenden Regenerativvorwärmer, der einen Oberflächenvorwärmer darstellt, wobei es bis auf eine höhere Temperatur erwärmt ist als es der Fall ware, dass die Erwärmung nur mit dem Entnahmedampf der Turbine bewerkstelligt wird. Aus diesem Grunde wird die Dampfentnahme aus der Turbine für diesen höherliegenden Regenerativvorwärmer kleiner, was zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Turbinenanlage führt bzw.
  • eine susätzliche Leistung der Turbine gewährleistet.
  • Das Hochsteigen der Blasen zum Dampfraum wird durch die Scheibe I6 verhindert0 Der Trichterbildung im Kondensat und dem Zustandekommen grosser Dampfblasen beugen die senkrechten Trennwände 17 (Fig. 2) vor.
  • Die Zuleitung des hochpotentialen Wärmeträgers in den unteren Teil des Kondensatabscheiders gewahrleistet also eine zusätzliche Erwärmung des Kondensats, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Turbinenlage erhöht wird, und gibt ausserdem die Möglichkeit, bei aer Turbinenanlage auf eine Gruppe von Entwässerungspumpen zu verzichten.
  • Ungeachtet dessen, dass bei den vorstehend betrachteten Ausfuhrungsformen der Erfindung der Vorwarmer als ein Mischvorwarmer beschrieben worden ist, ist die erfindungsgemässe Bauart auch für Oberflächenvorwärmer verwendbar.
  • - Leerseite -

Claims (2)

  1. ND-REGENERATIVVORWÄRMER Patentansprüche: I. ND-Regenerativvorwärmer, der - einen Wärmeaustauscher (2) mit Stutzen zur Damp£-und Kondensatzufuhr, - einen Kondensatabscheider (3) mit einem Abflußstutzen (II) zur Kondensatabfuhr und - einen Stutzen (I2) zur Zuleitung des zusätzlichen hochpotentialen Wärmeträgers enthalt, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Teil des Kondensatabscheiders (3) achsfluchtend mit dem Abflußstutzen (II) ein Mischer angeordnet ist, der mit dem Zuleitungsstutzen (I2) des zusätzlichen hochpotentialen Wärmeträgers in Verbindung steht.
  2. 2. Regenerativvorwärmer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass - der Mischer als ein Toroid (I4) ausgebildet ist, das Locher (I5) an der Innenwand aufweist, - wobei über dem Toroid (I4) achsfluchtend mit ihm eine Scheibe (I6) angeordnet ist, deren Durchmesser nicht kleiner ist, als der Durchmesser des Toroids (I4), - und der Abf lußstutzen (II) senkrechte Trennwande (I7) besitzt, die in den von dem Toroid (I4) begrenzten Raum herausragen.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD83575A (de) *
GB1259230A (de) * 1969-11-14 1972-01-05

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DD83575A (de) *
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