DE3808006C2 - - Google Patents

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Takuji Fujikawa
Hiroshi Oda
Tadashi Gengo
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    • F22STEAM GENERATION
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    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/067Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating at critical or supercritical pressure
    • 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
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/32Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure

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Description

Die Erfindung betrifft einen Zwangsdurchlaufkessel der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
Vorhandene Konstantdruck-Zwangsdurchlaufkessel sind für Grundlastbetrieb ausgelegt. Aufgrund des zunehmenden Anteils von Kernkraftwerksstrom und der Vergrößerung der Strom­ bedarfsdifferenz zwischen Jahreszeiten oder zwischen Tag und Nacht werden für die Zukunft im Hinblick auf eine wirtschaftliche Nutzung einer Kraftanlage erweiterte Lastregelfähigkeiten mit sehr häufigem Abschalten und An­ fahren während der Nacht gefordert.
Derzeitige Zwangsdurchlaufkessel für Grundlastbetrieb sind nahezu ausschließlich mit Konstantdruck ar­ beitende Anlagen, bei denen der Dampfdruck für eine Last konstant ist. Andererseits besteht eine Turbine aus einer Kombination von Leit- und Laufschaufeln, die als ge­ schlossener, von Strömungsmittel durchströmter Strömungs­ durchgang angesehen werden kann. Wenn dabei die Last auf eine Teillast reduziert wird und damit die Dampfdurch­ satzmenge abnimmt, ist es bei einer entsprechenden Ab­ nahme des Drucks am Turbineneinlauf im Hinblick auf die Abstimmung der Charakteristika auf den Zwangsdurchlaufkessel nötig, den Druck am Turbineneinlauf zu verringern. Wenn der Dampf­ druck am Turbineneinlauf niedrig gehalten werden kann, ist es aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig, auch den Kesseldruck herabzusetzen (Betrieb mit variablem Druck).
Fig. 11 zeigt ein Dampfdurchlaufdiagramm eines herkömmlichen, beispielsweise aus der DE-AS 11 96 668 bekannten Zwangsdurchlaufkessels.
Dabei wird das von einem nicht dargestellten Kondensator kommende Wasser durch eine Kessel-Speisewasserpumpe 1 im Druck erhöht und dann in einem Hochdruck-Speisewasserer­ hitzer 2 und einem Vorwärmer 3 erwärmt. Dieses erwärmte Speisewasser durchströmt sodann ein Kesselfeuerungs-Wand­ rohr 4, ein Kessel-Drosselventil 5 sowie Über­ hitzer 6 und 8, um dadurch weiter erwärmt zu werden. Wäh­ rend dieses Durchlaufs wird die Temperatur des erwärmten Speisewassers durch einen Temperaturminderer 7 auf eine für eine Hauptturbine (Hochdruckturbine) 9 nötige Tempera­ tur eingestellt, während sein Druck durch das Drosselven­ til 5 (grundsätzlich nur für Teillast) geregelt wird.
Beim beschriebenen grundsätzlichen Dampfsystem fur einen Zwangsdurchlaufkessel kann das aus dem Wandrohr 4 ausströmende Wasser auf einen Druck eingestellt werden, der für die Hauptturbine 9 bei einer geringeren Last als einer bestimmten Teillast erforderlich ist. Die Druckminderung durch eine solche Drosselung durch das Drosselventil 5 ist jedoch mit den folgenden Problemen verbunden.
Da das Drosselventil 5 ständig unter schwierigen Betriebs­ bedingungen mit großer Druckdifferenz arbeitet, ist seine Standzeit kurz, so daß das Drosselventil periodisch aus­ gewechselt werden muß. Damit erfordert der Betrieb des herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessels eines großen Wartungsaufwand.
Da weiterhin der Dampf einer Isenthalpieänderung im Drosselventil 5 unterworfen ist und keine Arbeit leistet, bedeutet die Druckminderung in diesem Abschnitt einen Energieverlust.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Zwangsdurchlaufkessels der eingangs genannten Art, bei dem die kurze Standzeit und der Wartungskostenaufwand für das Kessel-Drosselventil vermieden werden und der An­ lagenverlust infolge der Druckminderung am Drosselventil ausgeschaltet wird der mit geringerem Wartungsaufwand und Energieverlust betrieben werden kann als der Zwangsdurchlaufkessel gemäß dem Stand der Technik.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Da der Wasserdampf im Teillastbetrieb ausschließlich über einen Strömungsweg zur Hauptturbine geführt wird, der einer Energiewandler umfaßt, erfolgt und eine Dampfdruckminderung durch diesen Energiewandler anstelle des Drosselventils, so daß das Auswechselintervall des Drosselventils ver­ längert wird und damit der Wartungsaufwand für den Zwangsdurchlaufkessel herabgesetzt ist.
Da weiterhin die Druckenergie durch den Energiewandler rückgewonnen und in eine andere Energie­ art umgewandelt wird, ist der Anlagenwirkungsgrad im Ver­ gleich zum Stand der Technik verbessert.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen zweier ver­ schiedener Ausführungsformen von Zwangsdurchlaufkesseln gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines mit variablem Regeldruck arbeitenden Zwangsdurchlaufkessels gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Generator durch den Energiewandler in Form einer Dampfturbine angetrieben wird,
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Beispiels für die Beziehung zwischen der Hauptturbinenaus­ gangsleistung und dem Hauptdampfdruck,
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Beispiels für eine Änderung der Dampftemperatur an der Ausgangsseite einer Hauptturbinen- Drehzahlregelstufe,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des spezifischen Wärmeverbrauchs einer Hauptturbine,
Fig. 7 und 8 ein i-S-Diagramm bzw. ein T-S-Diagramm des erfindungsgemäßen Zwangsdurchlaufkessels im Teillastbetrieb,
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Druckdifferenz über dem Kessel-Drosselventil und des ent­ sprechenden adiabatischen Wärmeabfalls im Regeldruckbe­ trieb,
Fig. 10 eine graphische Darstellung des Wirkungsgrad- Verbesserungsgrads einer Regeldruckbetriebsan­ lage mit einer Dampfturbine als Energiewandler und
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Hauptdampf­ systems bei einem herkömmlichen Zwangsdurchlaufkessel.
Fig. 11 ist eingangs bereits erläutert worden.
In den Fig. 1 bis 10 sind den Teilen von Fig. 11 ent­ sprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Zwangsdurchlaufkessels mit einem Energiewandler dargestellt. Dabei sind Kessel-Drosselventile 5 Kessel­ feuerungs-Wandrohren nachgeschaltet und einem primären Überhitzer 6 vorgeschaltet. Als Energiewandler ist eine kleine Dampfturbine 12 zwischen dem primären Überhitzer 6 und einem End-Über­ hitzer 8 angeordnet, so daß der diese Turbine 12 durchströmende Dampf dem End(stufen)-Überhitzer 8 zuge­ führt werden kann.
Der aus den Kesselfeuerungs-Wandrohren ausströmende Dampf wird dabei zunächst in einem Feuerungs­ auslaß-Sammler 10 gesammelt, sodann durch Kessel-Drossel­ ventile 5 oder -Drosselumleitventile 11 geleitet und im primären Überhitzer 6 erwärmt. Sodann durchströmt dieser überhitzte Dampf Kessel- Drosselventile 14, falls der Zwangsdurchlaufkessel in einen Lastbereich betrieben wird, in welchem die Dampfturbine 12 nicht benutzt wird, beispielsweise unter Nennlast (100% Last) oder unter einer geringen Last (etwa 25% Last oder weniger). Im Lastbereich, in welchem die Dampfturbine 12 benutzt wird, z.B. bei einer Last von 25-90% (im Fall des 90%-Regeldrucks), also im Teillastbereich, durchströmt dagegen der Dampf die Dampfturbine 12, wodurch der Dampfdruck auf den für die Hauptturbine 9 (Fig. 11) erforderlichen Wert verringert wird, um einen Generator 13 (oder einen Verdichter) anzutreiben und elektrischen Strom zu erzeugen bzw. den wiedererhitzten Druck vorzuspannen. Dieser durch die Dampfturbine 12 druckgeminderte Dampf wird dann einer Temperaturregelung oder mittels eines Temperaturminderers 7 un­ terworfen und anschließend über einen End-Überhitzer 8 zur Hauptturbine 9 geleitet.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Zwangsdurchlaufkessels mit Energiewandler dargestellt, bei welcher die als Energiewandler dienende Dampfturbine 12 in einer Strecke angeordnet ist, welche die den Kesselfeuerungs- Wandrohren nachgeschalteten Drosselventile 5 umgeht.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, bei wel­ cher die Dampfturbine 12 stromab des primären Überhitzers angeordnet ist, wird der aus den Kesselfeuerung- Wandrohren ausströmende Dampf zunächst in einem Feuerungs­ auslaß-Sammler 10 gesammelt. Dieser gesammelte Dampf wird dann durch die Dampfturbine 12 auf einen Druck gesenkt, der für die Hauptturbine er­ forderlich ist, um einen Generator 13 (oder einen Ver­ dichter) anzutreiben und damit elektrischen Strom zu er­ zeugen bzw. den Druck des wiedererhitzten Dampfes zu er­ höhen. In dem Fall, in welchem die Drosselturbine 12 außer Betrieb ist, oder in einem Last­ bereich außerhalb des Betriebsbereichs für die Drossel­ turbine 12 (bei einer Last von 100% bzw. einer Last von etwa 25% oder weniger) durchströmt andererseits der Dampf die Drosselventile 5 oder die Drosselventile 11 zu den Überhitzern 6 und 8.
Bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform des Zwangsdurchlaufkessels mit Energiewandler ist die Dampfturbine 12 zwischen dem primären Überhitzer 6 und einem Hilfsüberhitzer 20 angeordnet, der seinerseits dem endstufenseitigen Überhitzer 8 vorgeschaltet ist. Im Teillastbetrieb des Zwangsdurchlaufkessels werden die Drosselventile 5 geschlossen, während Absperrventile 15 und 16 ge­ öffnet werden.
Gemäß Fig. 3 wird der Dampf, der beim Durchgang durch einen Vorwärmer 3, die Feuerung-Wandrohre 4 und den primären Überhitzer 6 im Kessel überhitzt wird, zur Dampfturbine 12 geleitet. Ein Dampfregelventil 21 der Dampfturbine 12 wird durch einen Druckregler 22 so angesteuert, daß der Dampfdruck am Ein­ lauf der Dampfturbine einen konstanten Wert besitzen kann. Damit kann der Druck in den Wandrohren 4 und im primären Überhitzer 6 konstantgehalten werden.
Die Dampfturbine 12 treibt den Generator 13 an. Damit wird der Überhitzungsgrad des Abdampfes von dieser Drosselturbine 12 weiter erhöht, während der Ab­ dampf den Hilfsüberhitzer 20 und den End-Überhitzer 8 durch­ strömt und dann zu einer Hochdruckturbine 9a der Haupt­ turbine geleitet wird. Der Hilfsüberhitzer 20 ist vorge­ sehen zum Kompensieren des Temperaturabfalls des Dampfes, weil die Temperatur des aus dem primären Überhitzer 6 aus­ strömenden Dampfes infolge der in der Dampfturbine 12 geleisteten Arbeit absinkt. In bestimmten Fällen kann je­ doch im Hinblick auf die Leistung des Kessels auf die An­ ordnung dieses Hilfsüberhitzers 20 verzichtet werden.
Für die Regelung der Ausgangsleistung der Hoch­ druckturbine 9a ist ein Hauptturbinen-Dampfregelventil 23 vorgesehen. Für die Ansteuerung des Dampfregelventils 23 im Regeldruckbetrieb kann eine beliebige der nachstehend angegebenen Methoden angewandt werden.
  • 1. Methode mit konstant geöffnetem Dampfregelventil:
    Dabei wird der Kessel mit fest eingestelltem Öffnungs­ grad eines Dampfeinstell- oder -regelventils betrieben, so daß die Hauptturbinen-Ausgangsleistung ausschließ­ lich durch die Hauptdampfleistung bestimmt wird. Mit dieser Methode ist es jedoch schwierig, die Hauptturbinenausgangsleistung genau zu regeln, weil während einer Einschwing- oder Übergangsperiode, in welcher die Last schwankt, der Hauptdampfdruck kaum genau geregelt werden kann.
  • 2. Feineinstellmethode für Dampfregelventil-Öffnungsgrad:
    Nach dieser Methode wird der Öffnungsgrad des Dampfregelventils im Gegensatz zur obigen Methode nicht perfekt festgelegt, vielmehr wird er so feinein­ gestellt, daß die Hauptturbinenausgangsleistung eine gewünschte Größe annehmen kann. Nach dieser Methode kann die Hauptturbinenausgangsleistung auch in einer Übergangsperiode mit Lastschwankung genau geregelt wer­ den. Bei dieser Methode ändert sich auch eine Dampf­ temperatur an einem Auslaß der Drehzahlregelstufe ent­ sprechend der Änderung des Öffnungsgrads des Dampf­ regelventils, so daß diese Methode, obgleich sie kaum als vollkommene Regeldruckbetriebsmethode bezeichnet werden kann, eine in der Praxis zweckmäßige Methode darstellt.
  • 3. Konstantregelmethode für das Verhältnis von Haupt­ dampfdruck zu Drehzahlregelstufen-Auslaßdruck:
    Nach dieser Methode wird das Dampfregelventil so ange­ steuert, daß das Verhältnis von Hauptdampfdruck zu Drehzahlregelstufen-Auslaßdruck konstant bleibt. Diese Methode besteht aus der oben unter 1. beschriebenen Methode in Kombination mit einer Vorausdruckregelbar­ keit während einer Teilübergangsperiode. Bei dieser Methode ist eine Einschwing- oder Übergangsänderung des Hauptdampfdrucks kleiner als bei der oben unter 1. beschriebenen Methode, während dabei eine Übergangs­ ausgangsänderung groß wird.
Gemäß Fig. 3 ist am Einlauf der Hochdruckturbine 9a ein durch einen Druckregler 24 angesteuertes Hochdruck-Über­ brückungs- oder -Umleitventil 25 vorgesehen, welches den Hauptdampf zu einem Hochdruckablaß umleitet, wenn der Einlaufdruck der Hochdruckturbine eine vorbestimmte Größe übersteigt. Der aus der Hochdruckturbine 9a ausströmende Dampf durchströmt ein Rückschlagventil 26 für wiederer­ hitzten Niedertemperaturdampf, und er wird zu einem Wie­ dererhitzer 27 geleitet. Der durch letzteren wiederer­ hitzte Dampf durchströmt ein Abfangventil 28 der Hauptturbine und wird einer Mitteldruckturbine 9b eingespeist.
Am Einlauf der Mitteldruckturbine 9b ist ein durch einen Druckregler 29 angesteuertes Niederdruck-Umleitventil 30 vorgesehen, welches den wiedererhitzten Hochtemperatur­ dampf zu einem Kondensator 31 umleitet, wenn der Einlauf­ druck der Mitteldruckturbine eine vorbestimmte Größe über­ steigt. Der aus der Mitteldruckturbine 9b ausströmende Dampf durchströmt eine Niederdruckturbine 9c und wird zu einem Kondensator 31 geleitet, in welchem der Dampf zu Wasser kondensiert wird. Die aus der Hochdruckturbine 9a, der Mitteldruckturbine 9b und der Niederdruckturbine 9c bestehende Hauptturbine treibt einen Generator 32 an.
Das aus dem Kondensator 31 ausströmende kondensierte Wasser oder Kondensat durchströmt eine Kondensatpumpe 33, einen Niedertemperatur-Speisewassererhitzer 34 und einen Entlüfter 35, um dann durch die Speisewasserpumpe 1 zu einem Hochdruck-Speisewassererhitzer 2 gefördert zu wer­ den.
Obgleich Hochdruck- und Niederdruck-Speisewassererhitzer 2 bzw. 34 jeweils mehrfach vorhanden sind, ist zur Ver­ einfachung der Darstellung in Fig. 3 jeweils nur ein der­ artiger Erhitzer dargestellt. Aus dem gleichen Grund sind eine Abzweig-Dampfleitung, ein Hauptturbinen-Hauptdampf­ abschaltventil, ein Abschaltventil für wie­ dererhitzten Dampf und dgl. nicht veranschaulicht. Je nach der Leistung der Anlage werden zudem in manchen Fällen das Hochdruckumleitventil 25, das Niederdruckumleitven­ til 30 und das Leitungs-Rückschlagventil 26 für wieder­ erhitzten Niedertemperaturdampf nicht benötigt.
Im folgenden sind die mit dem Regeldruckbetrieb erzielten Vorteile erläutert.
Fig. 4 veranschaulicht beispielhaft eine Beziehung zwi­ schen der Hauptturbinenausgangsleistung und dem Haupt­ dampfdruck.
Eine ausgezogene Linie in dieser graphischen Darstellung steht dabei für den sog. "Hybrid-Regeldruckbetrieb" ("Ver­ bund-Regeldruckbetrieb"), wobei für den Fall, daß von acht Dampfregelventilen einer Hauptturbine die Ventile Nr. 1-6 gleichzeitig und das Ventil Nr. 7 sowie das folgende Ventil sequentiell geöffnet werden, und für den Fall von Konstantdruckbetrieb für Belastung oder Last zu Beginn der Öffnung des Ventils Nr. 7 und bei höherer Last sowie Regeldruckbetrieb, bei dem die Ven­ tile Nr. 1-6 voll offen gehalten werden, die Last durch Änderung des Hauptdampfdrucks variiert wird.
Unter geringer Last geht jedoch der Betrieb auf einen Dampfregelventil-Drosselbetrieb über, bei dem der Haupt­ dampfdruck auf etwa 10 MPa gehalten wird und die Ven­ tile Nr. 1-6 gleichzeitig geöffnet werden oder sind.
In Fig. 4 steht eine gestrichelte Linie für eine Beziehung zwischen einer Hauptturbinenausgangsleistung und einer Hauptdampfausgangsleistung für den Fall eines Konstant­ druckbetriebs, während eine strichpunktierte Linie dieselbe Beziehung für den Gesamtbereich-Regeldruckbetrieb mit voll geöffneten Ventilen Nr. 1-8 angibt. Weiterhin stehen eine Hauptturbinenausgangsleistung A für eine Ausgangs­ leistung bei einem Nenn-Hauptdampfdruck, wobei die Ventile Nr. 1-6 voll offen und das Ventil Nr. 7 voll geschlossen sind, und eine Hauptturbinenausgangsleistung B für eine Ausgangsleistung bei einem Hauptdampfdruck von 10 MPa, wobei die Ventile Nr. 1-6 voll offen sind und das Ventil Nr. 7 voll geschlossen ist. Dabei ist die Beziehung von B≅A×100/246 erfüllt. Weiterhin steht dabei MCR für "maximale Dauernennleistung".
Fig. 5 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einer Hauptturbinenausgangsleistung und einer Dampftemperatur an einem Auslaß einer Geschwindigkeits- oder Drehzahl­ regelstufe.
Aus Fig. 5 geht hervor, daß aufgrund des Regeldruckbe­ triebs die Änderungsgröße der Temperatur am Auslaß der Drehzahlregelstufe bei Last­ änderung herabgesetzt ist, wodurch die in einem Turbinen­ rotor erzeugte Wärmebelastung verringert ist.
Fig. 6 veranschaulicht einen spezifischen Wärmeverbrauch oder -bedarf einer Hauptturbine bei Regeldruckbetrieb.
Im Vergleich zu einem spezifischen Wärmeverbrauch einer Turbine im Fall eines Leitschaufeldrehzahlregeltyp-Konstant­ druckbetriebs und eines Konstantdruckbetriebs durch Drosse­ lung eines Dampfeinstell- oder -regelventils sind dabei Verbesserungen des spezifischen Wärmeverbrauchs in einem Teillastbereich (insbesondere einem Niedriglastbereich) aufgrund des Regeldruckbetriebs zu erkennen. Da der Ge­ nerator 13 bei Teillast durch die Kessel-Dampfturbine 12 gemäß Fig. 4 angetrieben wird, kann die Ausgangsleistung der gesamten Anlage, einschließlich der Hauptturbine, er­ höht sein; demzufolge kann der Wirkungsgrad der Anlage über den in Fig. 6 dargestellten hinaus weiter erhöht sein.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen ein i-S-Diagramm bzw. ein T-S-Diagramm für die Anlage bei Teillast.
Aus diesen Diagrammen geht hervor, daß eine die Kessel- Dampfturbine verwendende Regeldruckbetriebsanlage eine Art einer zweistufigen Wiedererhitzungsanlage ist, so daß theoretisch auch der Zykluswirkungsgrad verbessert werden oder sein kann.
In diesen Diagrammen stehen A für den Zustand am Auslaß der Speisewasserpumpe, B für den Zustand am Aus­ laß des primären Überhitzers, C für den Zustand am Ein­ lauf der Hochdruckturbine (bei Konstantdruckbetrieb), D für den Zustand an der Ausblasseite der Hochdruckturbine (bei Konstantdruckbetrieb), E für den Zustand am Einlauf der Mitteldruckturbine, F für den Zustand an der Ausblas­ seite der Niederdruckturbine, G für den Zustand am Ein­ laß der Kondensatpumpe, H für den Zustand an der Aus­ blasseite der Kessel-Dampfturbine, I für den Zustand am Auslaß des Kessel-Drosselventils, J für den Zustand am Einlauf einer Hochdruckturbine (im Regeldruckbetrieb bzw. Betrieb mit variablem Druck) und K für den Zustand an der Ausblasseite der Hochdruckturbine (im Regeldruckbetrieb). Zudem geben CD die in der Hochdruckturbine geleistete Ar­ beit, EF die in der Mittel/Niederdruckturbine geleistete Arbeit, BI die Drosselung durch das Drosselventil und BH die in der Dampfturbine geleistete Arbeit an.
Fig. 9 veranschaulicht eine Kessel-Drosselventil-Druck­ differenz und den entsprechenden adiabatischen Wärmeab­ fall im Regeldruckbetrieb einer 1000 MW-Anlage.
Weiterhin sind in Fig. 10 eine theoretische Ausgangslei­ stung unter der Voraussetzung, daß dieser adiabatische Wärmeabfall zu 100% in Arbeit (Leistung) umgesetzt wird, und ein Beispiel für eine versuchsweise Berechnung einer effektiven Ausgangsleistung für den Fall der Ver­ wendung einer versuchsweise ein­ gesetzten Kessel-Dampfturbine veranschaulicht.
In Fig. 10 steht eine gestrichelte Kurve für den Fall, in welchem die Zahl der Dampfregelventile für die Kessel-Drosselturbine unendlich ist, während eine ausgezogene Linie für den Fall steht, daß die Zahl der Dampfregelventile praktisch zu drei vorausgesetzt ist.
Aufgrund des Drosselungsverlusts des Dampfregelventils für das Kessel-Drosselventil liegt die ausgezogene Kurve tiefer als die gestrichelte Kurve, mit Ausnahme von Schaltpunkten (d.h. den Punkten, an denen sich ein Dampf­ regelventil in einem nahezu voll offenen Zustand befindet, unmittelbar bevor das nächste Dampfregelventil zu öffnen beginnt). Durch Antreiben eines Generators mittels des Kessel-Drosselventils kann jedoch der Anlagenwirkungsgrad bei Teillast deutlich verbessert wer­ den, wie dies aus Fig. 10 hervorgeht.
In diesem Zusammenhang ist in Fig. 10 eine theoretische Ausgangsleistung einer Kessel-Dampfturbine durch
[adiabatischer Wärmeabfall entsprechend Kesseldrosselventil-Druckdifferenz] × [Hauptdampfströmungsmenge] × [Koeffizient] angegeben, während eine effektive Ausgangsleistung der Kessel-Dampfturbine durch
[theoretische Ausgangsleistung der Kessel-
Dampfturbine] × [Wirkungsgrad]
dargestellt ist. Weiterhin stehen in den Fig. 9 und 10 die Buchstaben A und B jeweils für Hauptturbinenausgangsleistungen, ähnlich wie diese in den Fig. 4 bis 6 mit A und B bezeichnet sind.

Claims (4)

1. Zwangsdurchlaufkessel für über dem kritischen Punkt für Wasser betriebenen Kraftanlagen, bei dem Kesselwasser, das in Kesselfeuerungs-Wandrohren in Dampf überführt wird, in wenigstens einem Überhitzer weiter erwärmt und dann einer Hauptturbine zugeführt wird, mit wenigstens einem den Kesselfeuerungswandrohren nachgeschalteten Kessel- Drosselventil, gekennzeichnet durch zwei Strömungswege für den Wasserdampf von den Kesselfeuerungs-Wandrohren (4) zu einem End-Überhitzer (8), wobei das Kessel-Drosselventil (5, 11, 14) in einem der beiden Strömungswege und ein Energiewandler (12) im anderen Strömungsweg angeordnet ist, welcher dem Wasserdampf im Teillastbetrieb des Zwangsdurchlaufkessels ausschließlich offensteht.
2. Direktdurchsatzkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler eine Dampfturbine (12) ist.
3. Direktdurchsatzkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler (12) zwischen einem primären Überhitzer (6) und dem End-Überhitzer (8) angeordnet ist.
4. Direktdurchsatzkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler (12) zwischen den Kesselfeuerungs-Wandrohren und einem primären Überhitzer (6) angeordnet ist.
DE3808006A 1987-03-11 1988-03-10 Direktdurchsatzkessel mit superkritischem druck Granted DE3808006A1 (de)

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