DE3419045C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederdruck-Regenerativ-Vorwärmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der GB-PS 12 59 230 ist eine Dampfturbinenanlage bekannt, bei der der Dampf zentral eingegeben wird und dann in zwei entgegengesetzten Richtungen unterschiedliche Turbinenstufen durchströmt. Am Ende der beiden Turbinenstufen wird der Dampf ausgestoßen und in zwei getrennte Kondensatoren geleitet, die durch Luft gekühlt werden. Dies führt dazu, daß das von den Kondensatoren abgegebene Kondensat hinsichtlich Temperatur und Druck unterschiedlich ist. Da dieses unterschiedliche Kondensat nicht unmittelbar dem Verdampfer zugeleitet werden kann, wird das Kondensat mit niedrigerer Temperatur in den Luftraum eines Kondensattanks eingesprüht und dort mit zugeleitetem Dampf aufgewärmt, welcher entweder am Ende einer der Turbinenstufen oder einem mittleren Bereich der Turbinenstufen entnommen wird. Das heißere, aus dem anderen Kondensator austretende Kondensat, wird in einen Kondensatsumpf geleitet, der im unteren Teil des Kondensattanks ausgebildet ist. Dort erfolgt eine Vermischung des heißen Kondensats mit dem Kondensat im Kondensattank. Dadurch erfolgt eine Angleichung der unterschiedlichen Kondensatmengen dahingehend, daß dann das Kondensat dem Verdampfer zugeführt werden kann.

Aus der DD-PS 83 575 ist eine regenerative Vorwärmung des Speisewassers eines Dampfkraftwerkes bekannt, bei dem das Kondensat vom Kondensator bzw. von einer unteren Stufe eines Vorwärmers zur darüberliegenden Stufe eines Speisewasservorwärmers geleitet wird, und zwar in den Dampfraum des zugehörigen Speisewasservorwärmers, in dem das Kondensat gegen eine Prallplatte gesprüht wird und so zum Sieden gebracht wird. Dieses zugeleitete Kondensat hat ein niedrigeres Energiepotential als das im betreffenden Speisewasservorwärmer gebildete Kondensat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Optimierung der Speisewasservorwärmung dahingehend vorzunehmen, daß die Leistung und Wirtschaftlichkeit der Turbinenanlage erhöht wird und dabei zugleich die von der Turbine von der Speisewasservorwärmung abgezweigte Dampfmenge reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Beispielsweise durch das Zuführen des zusätzlichen hochpotentialen Wärmeträgers aus einem höherliegenden Vorwärmer in den unteren Teil des niedrigerliegenden Vorwärmers gewährleistet eine zusätzliche Erwärmung des sich darin befindlichen Kondensats 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 somit 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 Gravitation infolge der plötzlichen Kondensation entstehender Dampfblasen.

Durch die Scheibe gemäß Anspruch 2 wird verhindert, daß Dampfblasen im Kondensat aufschwimmen können. Die senkrechten Trennwände verhindern das Entstehen größerer Dampfblasen und eine Trichterbildung im Auslaßbereich des Kondensats. Die Trennwände können entweder am Abgaberohr befestigt sein oder aber mit der Scheibe verbunden sein. Die Scheibe selbst kann insbesondere dann, wenn sie nicht mit den Trennwänden verbunden ist, mit der Innenwand des Toroids verbunden sein.

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

Fig. 1 einen Niederdruck-Regenerativ-Vorwärmer;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Der Niederdruck-Regenerativvorwärmer der Fig. 1 enthält einen in einem Gehäuse 1 (Fig. 1) angeordneten Wärme­ austauscher 2 und Kondensatabscheider 3, die durch eine Trennwand 4 voneinander getrennt sind. In dem Wärme­ austauscher 2 befinden sich Stutzen 5 zur Dampfzuleitung aus der Dampfentnahmekammer der Turbine, ein Stutzen 6 für die Zufuhr des Hauptkondensats, beispielsweise aus dem Kondensator der Turbinenanlage bzw. aus dem niedriger stehenden Vorwärmer, und ein Stutzen 7 zum Abführen 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 Dampfes zum Strömungsteil der Tur­ bine verhindert. Ein Rohr 10, das von dem Wärmeaustauscher 2 durch den Kondensatabscheider 3 führt, dient zum Über­ strömen des Kondensats aus dem Wärmeaustauscher 2 im Not­ fall.

Im unteren Teil des Kondensatabscheiders 3 ist ein Abgaberohr 11 zur Kondensatabfuhr angeordnet, sowie ein Zuführrohr 12 zum Zuführen des zusätzlichen hochpoten­ tialen Wärmeträgers, beispielsweise des Heizdampfkonden­ sats aus dem höher stehenden Vorwärmer. Das Zuführrohr 12 ist über ein Rohr 13 mit einem Mischer verbunden, der in der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform ein Toroid 14 ist, das fluchtend mit dem Abgaberohr 11 angeordnet ist und an seiner Innenfläche Löcher 15 aufweist. Über 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 Dampf­ blasen im Kondensat zu verhindern. Der Durchmesser der Scheibe 16 darf den Innendurchmesser des Toroids 14 nicht unterschreiten. Die Scheibe 16 kann dicht an dem Toroid 14 anliegen bzw. mit einem klei­ nen Spiel (2 bis 5 mm) ihm gegenüber angeordnet sein. Um zu verhindern, daß sich beim Abfließen des Kondensats aus dem Kondensatabscheider 3 Trichter bilden, sind im oberen Teil des Abflußstutzens 11 radial in bezug zu ihm senkrechte Trennwände 17 (Fig. 2) angeordnet, die in den von dem Toroid 14 begrenzten Raum ragen. Aus konstruktiven und technologischen Gründen sind die senkrechten Trennwände 17 mit der Scheibe 16 (Fig. 1) ver­ bunden und stellen gleichzeitig Stützelemente dieser Schei­ be 16 dar. Die Trennwände 17 können auch eine ge­ ringere Höhe aufweisen und nicht mit der Scheibe 16 verbunden sein. In diesem Falle wird die Scheibe 16 zweckmäßigerweise am Toroid 14 befestigt.

Der Regenerativvorwärmer für das Speiserwasser funktio­ niert wie folgt.

Das Kondensat aus dem tiefer liegenden Regenerativ­ vorwärmer der Turbinenanlage bzw. aus dem Kondensator strömt durch den Stutzen 6 (Fig. 1) auf die gelochten Teller 8 von denen es in vereinzelten Strahlen über die Trennwand 4 zum Kondensatabscheider 3 abfließt. Der Heiß­ dampf aus der Entnahmekammer der Turbine wird über den Stutzen 5 in den Wärmeaustauscher 2 geführt, strömt durch die untere Reihe der Kondensatstrahlen, wird um­ gelenkt und trifft auf die obere Reihe der Strahlen und schlägt sich nieder. Dabei erwärmt er das Hauptkondensat (d. h. das aus dem Stutzen 6 strömende Kondensat) und fließt zusammen mit diesem Kondensat durch die Löcher in der Trennwand 4 zum Kondensatabscheider ab. Der Weg des Dampfs und des Kondensats ist in Fig. 1 durch Pfeile gezeigt.

Das Kondensat aus dem höher stehenden Regenerativvorwärmer bzw. ein anderer Wärmeträger wird über den Stutzen 12 und das Rohr 13 auf den toroid­ förmigen Mischer 14 geleitet und über seine Löcher 15 mit dem Hauptkondensatstrom vermischt. Beim Austritt aus den Löchern 15 des Toroids 14 kocht das Kondensat auf und bildet ein Zweiphasengemisch "Dampf-Was­ ser". Die Dampfblasen werden von dem Hauptkondensatstrom zum Abgaberohr 11 abgetrieben, gelangen in die Zone erhöhten Drucks, kondensieren, geben ihre Wärme an das Hauptkondensat ab und gewährleisten hierdurch eine zu­ sätzliche Erwärmung dieses Kondensats um einen Betrag, der der Höhe des hydrostatischen Drucks der Kondensat­ säule entspricht. Das Hauptkondensat strömt durch das Abgaberohr 11 in den höherliegenden Regenerativvorwärmer, der einen Oberflächenvorwärmer darstellt, wobei es bis auf eine höhere Temperatur erwärmt ist als es der Fall wäre, wenn die Erwärmung nur mit dem Entnahmedampf der Turbine bewerkstelligt würde. 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 zusätzliche Leistung der Turbine gewährleistet.

Das Hochsteigen der Blasen zum Dampfraum wird durch die Scheibe 16 verhindert. Der Trichterbildung im Kon­ densat und dem Zustandekommen großer Dampfblasen beugen die senkrechten Trennwände 17 (Fig. 2) vor.

Die Zuleitung des hochpotentialen Wärmeträgers in den unteren Teil des Kondensatabscheiders gewährleistet also eine zusätzliche Erwärmung des Kondensats, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Turbinenanlage erhöht wird, und gibt außerdem die Möglichkeit, bei der Turbinenan­ lage auf eine Gruppe von Entwässerungspumpen zu ver­ zichten.

Claims (2)

1. Niederdruck-Regenerativ-Vorwärmer mit Rohren (5, 6) zum Zuführen von Dampf und Kondensat, einem Kondensattank (3) mit einem Abgaberohr (11) für das Kondensat und einem Zuführrohr (12) zum Zuführen eines zusätzlichen Wärmeträgers im unteren Bereich des Kondensattanks (3), wobei das Zuführrohr (12) über einen Mischer (14, 15) in den Kondensattank (3) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wärmeträger ein deutlich höheres Wärmepotential als das Kondensat im Kondensattank (3) hat.

2. Niederdruck-Regenerativ-Vorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer als ein Toroid (14) ausgebildet ist, das Löcher (15) an der Innenwand aufweist, daß über dem Toroid (14) achsfluchtend mit ihm eine Scheibe (16) angeordnet ist, deren Durchmesser nicht kleiner ist als der Durchmesser des Toroids (14), und daß das Abgaberohr (11) senkrechte Trennwände (17) besitzt, die in den von dem Toroid (14) begrenzten Raum hineinragen.