-
Verfahren zur Regelung der Dampferzeugung in Hochdruckdampferzeugern.
Bei Anwendung sehr hoher Drücke zum Betriebe von Dampfkraftanlagen ergibt sich der
Nachteil, daß bei Belastungsschwankungen der Hochdruckdampferzeuger infolge seines
verhältnismäßig geringen Wasserinhaltes den wechselnden Dampfentnahmen nicht rasch
genug folgen kann, so daß starke Druckschwankungen eintreten. Es erweist sich daher
als vorteilhaft, den Hochdruckdampferzeuger mit einem N iedrigdruckdampferzeuger
zu verbinden, in der Art, daß in der Hochdruckdampfturbine der hochgespannte Dampf
nur bis auf einen mäßigen Druck, etwa dem heute üblichen von io bis 15 Atm., ausgenutzt
wird, der Abdampf dieser »Vorschaltturbine« aber dann in eine mit den heute üblichen
Drücken arbeitende Kesselbatterie geleitet wird. Von dieser Niederdruckkesselbatterie
werden unabhängig vom Hochdruckdampferzeuger noch eine Anzahl Turbinen betrieben,
die einen Teil der Grundbelastung und daneben sämtliche Spitzen der Stromlieferung
der Zentrale übernehmen.
-
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren, das gestattet,
das Zusammenarbeiten des Hochdruckdampferzeugers mit den Niederdruckkesseln so zu
regeln, daß übermäßige Druckschwankungen vom Hochdruckdampferzeuger abgehalten werden.
-
Wichtig für die vorliegende Regelung der Dampferzeugung in Hochdruckdampferzeugern
ist das Zusammenarbeiten des Hochdruckdampferzeugers mit Niederdruckkesseln, also
mit einer besonderen Anlage zur Erzeugung von Niederdruckdampf. Dies hat wesentlich
andere Arbeitsbedingungen zur Folge, als wenn bei Vorhandensein nur eines Hochdruckdampferzeugers
der Niederdruckdampf als Abdampf einer Dampfkraftmaschine zur Verfügung stände und
zu Heizzwecken u. dgl: ausgenutzt würde.
-
Das Verfahren besteht darin, daß zur Regelung der Dampferzeugung im
Hochdruckdampferzeuger die Druckschwankungen in den Niederdruckkesseln bzw. -turbinen
verwendet werden. Fällt beispielsweise die Belastung und vermögen die die Belastungsschwankungen
zunächst übernehmenden Niederdruckturbinen den in Niederdruckkesseln erzeugten und
den aus der Vorstufe abströmenden Dampf nicht mehr aufzunehinen, so steigt der Dampfdruck,
während umgekehrt ein Steigen der Belastung ein -Fallen des Dampfdruckes nach sich
zieht. Diese Druckänderungen sollen nun gemäß der Erfindung zur Regelung der Dampferzeugung
herangezogen werden, indem durch sie eine Vorrichtung beeinflußt wird, die auf die
Speisewasservorwärmung einwirkt. Bei Hochdruckdampf erweist sich eine weitgehende
Vorwärmung mittels Anzapfdampf aus den Turbinen besonders vorteilhaft. Diese Vorwärmung
kann nun leicht vom Dampfzustand in den Niederdruckkesseln abhängig gemacht werden,
indem, beeinflußt durch den Druck in den Niederdruckkesseln, mehr oder weniger Dampf
zur Vorwärmung verwendet wird. Durch Einführung kälteren Wassers in den Hochdruckkessel
kann dessen Dampferzeugung stark vermindert, durch Zuführung bis nahe an die Verdampfungstemperatur
vorgewärmten Wassers aber bedeutend erhöht werden. Da die Belastungsschwankungen,
wie oben erwähnt, zunächst durch die NTiederdruckdampfturbinen aufgenommen werden
und die Niederdruckkessel infolge ihrer Speicherwirkung nur allmählich größere Druckschwankungen
aufweisen, so braucht auch der Hochdruckdampferzeuger nur sehr langsam den Belastungsänderungen
der Zentrale zu folgen, selbst wenn diese sehr plötzlich auftreten. Durch das vorgeschlagene
Verfahren ist also ein Mittel an die Hand gegeben, um selbsttätig die Hochdruckdampferzeugung
dem Dampfverbrauch der Zentrale
anzupassen, wobei dem Wesen der
Hochdruckdampferzeuger nicht zuträgliche Mißverhältnisse zwischen Wärmezuführung
und Dampfentnahme im Hochdruckdampferzeuger vermieden werden. Das Verfahren kann
sowohl bei Neuanlagen als auch bei bestehenden Anlagen, die beispielsweise zur Verbesserung
ihrer Wirtschaftlichkeit eine Hochdruckturbine vor den bestehenden Turbinen vorgeschaltet
erhalten, angewendet werden. An Stelle des Druckes in den N'iederdruckkesseln kann
auch der Gegendruck der Vorschaltturbine (Hochdruckstufe) zur Regelung beigezogen
werden. Im allgemeinen werden beide Drücke, wenn die Vorschaltturbine auf die Niederdruckkessel
arbeitet oder mit diesen durch ein Druckausgleichsrohr verbunden ist, nur sehr wenig
voneinander abweichen.
-
In der Abbildung ist eine Hochdruckanlage, die mit einer Vorrichtung
zur Ausübung des neuen Verfahrens versehen ist, schematisch dargestellt. Es ist
a ein Hochdruckdampferzeuger, der beispielsweise mit Kohlenstaubfeuerung und vorgewärmter
Verbrennungsluft betrieben wird, b eine Niederdruckkesselanlage, cl und c2 sind
Dampfturbinen normaler Bauart für eine Dampfspannung, wie sie die Niederdruckkesselanlage
aufweist. Der Dampf aus dem Hochdruckdampferzeuger gelangt zunächst in eine Hochdruckdampfturbine
d, einer sogenannten »VorschaltturbineK, wo er bis auf einen Gegendruck, gleich
dem Druck in den Niederdruckkesseln, entspannt wird. Die Vorschaltturbine d ist
als eine besondere Turbine, die aus mehreren Gehäusen besteht, die beiderseits des
eigenen Generators angeordnet sind, dargestellt. Der Abdampf der Vorschaltturbine
kann in die Niederdruckkessel oder in einen Nachüberhitzer oder, wie gezeichnet,
unmittelbar in die Dampfsammelleitung der Niederdruckturbinen geleitet werden. Zur
Vorwärmung des Speisewassers sind die Anzapfdampfvorwärmer e" e2, e3 angenommen,
die durch Anzapfdampf, welcher der Vorschaltturbine entnommen wurde, oder vom Abdampf
der Hilfsturbine f geheizt werden. Die Hilfsturbine f treibt die Hochdruckspeisepumpe
g an; letztere erhält das Speisewasser aus dem hochliegenden Behälter h, in welchen
das Köndensat aus den Kondensatoren der Niederdruckturbinen mittels Kondensatpumpe
i gehoben wurde.
-
Die die vorliegende Erfindung betreffenden Vorrichtungen bestehen
nun aus einem schematisch angedeuteten, durch den Dampfdruck in (beispielsweise)
der Sammelleitung beeinflußten Druckregelorgan k und den durch (beispielsweise)
Fernsteuerung betätigten Ventilen ml, m2. Die Zufuhr des Heizdampfes zu den Vorwärmern
wird mittels der Drosselventile m., m2 in der Weise geregelt, daß bei steigendem
Druck in der Sammelleitung, also bei Dampfüberschuß, die Heizdampfzufuhr vermindert
wird, während umgekehrt, bei Dampfmangel, ein öffnen der Zufuhrorgane stattfindet.
Durch das Drosseln des Heizdampfes wird einerseits die Zufuhrmenge an Heizdampf
herabgesetzt, andererseits aber auch der Druck im Heizraum vermindert, so daß die
erreichbare Vorwärmetemperatur abnimmt. Die geringere Vorwärmung des Speisewassers
erfordert dann größere Wärmezufuhr innerhalb des Dampferzeugers oder ergibt, sofern
diese ebenfalls abnimmt, eine geringere Dampfentwicklung. Umgekehrt kann bei Erhöhung
beider Wärmezufuhren eine erhöhte Dampfbildung bewirkt werden.
-
So kann man neben dieser Regelung der Speisewasservorwärmung auch
noch durch ein Ventil l die an sich bekannte Regelung der Zufuhr von Brennstoff
und Verbrennungsluft zum Hochdruckkessel a vom gleichen Druckregler k aus in derselben
Weise wie die Heizdampfzufuhr zu den Vorwärmern anwenden; doch sei an dieser Stelle
ausdrücklich betont, daß die Regelung der Feuerung des Kessels a allein nicht beansprucht
wird.