DE4432960C1 - Verfahren zum Betrieb eines Dampfkraftwerkes und Dampfkraftwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfkraftwerkes mit einem Dampferzeuger und einer diesem nachgeschalteten Dampfturbinenanlage mit mindestens einer Hochdruckturbine und einer Niederdruckturbine, bei dem der aus der Hochdruckturbine aus tretende Dampf einer Zwischenüberhitzung im Dampferzeuger unterzogen wird, der aus der Niederdruckturbine aus tretende Dampf kondensiert wird, und das Kondensat nach einer mindestens zweistufigen Vorwärmung dem Dampferzeuger zugeführt wird und bei dem beim Anfahren des Dampferzeugers der Dampf zum Teil oder vollständig unter Umgehung der Turbinenanlage der Kondensation zugeführt wird.

Eine solche Verfahrensführung ist aus der DE-Z. "Brown Boveri Mitt." 8-78, S. 541-545, Bild 1a und zugehörige Beschreibung bekannt. Zwischen Überhitzeraustritt und Zwischenüberhitzereintritt ist eine HD-Umleitstation eingeschaltet. Sie umfaßt ein Druckreduzierventil und eine Wassereinspritzvorrichtung, die den aus dem Überhitzer austretenden Frischdampf auf kalte Zwischenüberhitzerverhältnisse bringen. Zwischen Zwischenüberhitzeraustritt und dem Kondensator ist eine ND-Umleitstation angeordnet. Mit dieser Anordnung ist ein Umleitsystem vorgegeben, das den im Dampferzeuger erzeugten Dampf vollständig oder zum Teil unter Umgehung der aus Hochdruckteil und Niederdruckteil bestehenden Dampfturbinenanlage in den Kondensator ableiten kann.

Bei dieser Verfahrensführung erfolgt beim Anfahren in dem Kondensator ein in seinem Umfang nicht erforderlicher Wärmeabbau. Weiterhin ist eine ausreichende Heizflächenkühlung der Zwischenüberhitzerheizflächen nicht gewährleistet. Auch sind relativ lange Anfahrzeiten für den Dampferzeuger erforderlich und der Brennstoffverbrauch für den beim Anfahren erforderlichen Hilfsdampfkessel ist relativ hoch.

Auch beim Betrieb des in der CH-PS 633 348 beschriebenen Dampfkraftwerkes, insbesondere bei der Schaltung gemäß Fig. 1, müssen die im Zusammenhang mit der DE-Z. diskutierten Nachteile auftreten. Bei der bekannten Verfahrensführung ist der Hochdruckturbine eine aus einer Mitteldruckturbine und einer Niederdruckturbine bestehende Turbinenbaugruppe nachgeschaltet, die über einen dem Zwischenüberhitzer ausgangsseitig nachgeschalteten Niederdruckbypass einschließlich eines Niederdruckumleitventils und einer Wassereinspritzung mit dem Kondensator verbindbar ist. Auch hier muß durch die Wassereinspritzung in den Niederdruckbypass ein in seinem Umfang nicht erforderlicher Wärmeabbau erfolgen.

Schließlich ist aus der US-PS 3,277,651 ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfkraftwerkes mit einer Hochdruckturbine und einer Niederdruckturbine bekannt, bei der der zwischen den beiden Turbinen angeordnete Zwischenüberhitzer ausgangsseitig über ein Ventil mit dem Kondensator verbindbar ist. Zum Anfahren ist der Austritt des Zwischenüberhitzers auch mit dem Eintritt der Hochdruckturbine verbindbar.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, bei dem der Energieverlust beim Anfahren möglichst gering gehalten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Anfahren des Dampfkraftwerkes mindestens ein Teilstrom des aus dem Zwischenüberhitzer austretenden Dampfes abgezweigt wird und der abgezweigte Teilstrom einer Einspritzkühlung mit Wasser unterzogen wird und dann zur Vorwärmung des dem Kessel zuzuführenden Wassers diesem stromab der Niederdruckvorwärmung zugeführt wird.

Auf diese Weise wird die beim Anfahren des Dampfkraftwerkes hinter dem Zwischenüberhitzer zur Verfügung stehende Wärme nicht insgesamt in den Kondensator abgeführt und dort unter Energieverlust kondensiert, sondern mit einem höheren Wärmeniveau zur Vorwärmung des dem Dampferzeuger zuzuführenden Speisewassers herangezogen.

Es kann zweckmäßig sein, den abgezweigten Teilstrom in den Speisewasserbehälter einzuspeisen oder den heruntergekühlten Dampf - zusätzlich zu dem üblicherweise herangeführten Turbinenabzapfdampf - der Hochdruckspeisewasservorwärmung zur Vorwärmung des herangeführten Speisewassers zuzuführen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß zur Abkühlung des hinter dem Zwischenüberhitzer abgezweigten Dampfes Wasser an der dem Speisewasserbehälter nachgeschalteten Speisewasserpumpe zu entnehmen.

Schließlich ist es zweckmäßig, den an der Hochdruckturbine beim Anfahren vorbeigeleiteten Dampf mit Wasser herunterzukühlen, das nach der Hochdruckvorwärmung entnommen wird.

Die Erfindung betrifft auch ein Dampfkraftwerk nach Anspruch 5.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert werden.

In der Figur ist schematisch ein Dampferzeuger 1 mit nachgeschalteter Überhitzerheizfläche 2 dargestellt. Der überhitzte Dampf wird einer Hochdruckturbine 3 zugeführt und nach Überhitzung in einem dem Dampferzeuger 1 zugeordneten Zwischenüberhitzer 4 in einer Niederdruckturbine 5 entspannt. Der die Niederdruckturbine 5 verlassende Dampf wird in einem Kondensator 6 kondensiert und das Kondensat über eine Kondensatpumpe 7, einem Niederdruckvorwärmer 8, einem Speisewasserbehälter 9, einer Speisewasserpumpe 10 und einem Hochdruckvorwärmer 11 dem Kessel zugeführt. Die Vorwärmer 8 und 11 werden mit von der Dampfturbinenanlage 3, 5 herangeführtem Anzapfdampf beaufschlagt, wie dies durch die Pfeile 8a und 11a schematisch dargestellt ist.

Der Hochdruckturbine 3 ist eine Umgehungsleitung mit einem Hochdruckumleitventil 12 und einer Hochdruckeinspritzeinrichtung 13 zugeordnet, die mit Wasser beaufschlagt wird, das zwischen Hochdruckvorwärmer 11 und Dampferzeuger 1 entnommen wird.

Dem Ausgang des Zwischenüberhitzers 4 und der Turbine 5 ist eine Umgehungsleitung zugeordnet, der eine Niederdruckumleitstation 14 mit einem Niederdruckumleitventil 15, einer Dampfeinführungsvorrichtung 16 und einem Niederdruckeinspritzventil 17 zugeordnet ist, über das nach der Kondensatpumpe 7 entnommenes Wasser eingespritzt werden kann.

Weiterhin ist der Austritt der Hochdruckturbine 3 bzw. der Eintritt des Zwischenüberhitzers 4 über eine ein Ventil 18 aufweisende Leitung 19 mit dem Hochdruckvorwärmer 11 und/oder über eine Abzweigleitung 20 mit dem Speisewasserbehälter 9 verbindbar. Dazu sind Ventile 21a und 21b vorgesehen.

Der Austritt des Zwischenüberhitzers 4 über eine Abzweigleitung 22, in der ein Anfahrreduzierventil 23 und ein Absperrschieber 24 angeordnet sind, ist mit der Leitung 19 verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann somit der Speisewasservorwärmer 11 zumindest beim Anfahren mit dem am Austritt des Zwischenüberhitzers entnommenen Dampf beaufschlagt werden kann oder dieser Dampf dem Speisewasserbehälter 9 zugeführt werden. Für die entsprechende Beaufschlagung sind die Absperrschieber 21a und 21b vorgesehen. Zur Anpassung des am Austritt des Zwischenüberhitzers 4 entnommenen Dampfes an die Verhältnisse des Speisewasserbehälters 9 bzw. des Hochdruckvorwärmers 11 ist ein Anfahreinspritzventil 25 vorgesehen, über das an der Speisewasserpumpe 10 entnommenes Wasser in den abgezweigten Dampfstrom eingespeist werden kann.

Die beim Anfahren am Austritt des Zwischenüberhitzers 4 über das Anfahrreduzierventil 23 entnommene Wärme wird also nicht im Kondensator 6 abgebaut, sondern nach Temperaturanpassung durch das Einspritzventil dem Speisewasserbehälter 9 und/oder dem Niederdruckvorwärmer 11 zugeführt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb eines Dampfkraftwerkes mit einem Dampferzeuger und einer diesem nachgeschalteten Dampfturbinenanlage mit mindestens einer Hochdruckturbine und einer Niederdruckturbine, bei dem der aus der Hochdruckturbine aus tretende Dampf einer Zwischenüberhitzung im Dampferzeuger unterzogen wird, der aus der Niederdruckturbine aus tretende Dampf kondensiert wird, und das Kondensat nach einer mindestens zweistufigen Vorwärmung dem Dampferzeuger zugeführt wird und bei dem beim Anfahren des Dampferzeugers der Dampf zum Teil oder vollständig unter Umgehung der Turbinenanlage der Kondensation zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren des Dampfkraftwerkes mindestens ein Teilstrom des aus dem Zwischenüberhitzer austretenden Dampfes abgezweigt wird und der abgezweigte Teilstrom einer Einspritzkühlung mit Wasser unterzogen wird und dann zur Vorwärmung des dem Kessel zuzuführenden Wassers diesem stromab der Niederdruckvorwärmung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigte Teilstrom in den Speisewasserbehälter eingespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezweigte Teilstrom der Hochdruckspeisewasservorwärmung zugeführt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des hinter dem Zwischenüberhitzer abgezweigten Dampfes an der dem Speisewasserbehälter nachgeschalteten Speisewasserpumpe entnommen wird.

5. Dampfkraftwerk mit einem Dampferzeuger (1) und einer diesem nachgeschalteten Dampfturbinenanlage mit mindestens einer Hochdruckturbine (3) und einer Niederdruckturbine (5), einem zwischen den beiden Turbinen angeordneten Zwischenüberhitzer (4) und einem der Niederdruckturbine nachgeschalteten Kondensator (6), wobei der Austritt des Zwischenüberhitzers (4) unter Einschaltung einer Einspritzkühlung (17) mit dem Kondensator (6) verbindbar ist, sowie Einrichtungen und/oder der Niederdruckturbine (5) zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des Zwischenüberhitzers (4) zusätzlich unter Einschaltung einer Einspritzkühlung (25) mit dem Speisewasserbehälter (9) und/oder dem Hochdruckvorwärmer (11) verbindbar ist.