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Dampfkraftanlage mit Lastverteilung auf mehrere Vorwärmmaschinen,
insbesondere Vorwärmturbinen Bei größeren Dampfanlagen verwendet man zur Vorwärmung
des Speisewassers durch Abdampf oder Anzapfdampf besondere Dampfturbinen, sogenannte
Vorwärmturbinen,welche ausschließlich von den zur Vorwärmung benötigten Dampfmengen
durchströmt werden. Diese Turbinen sind mit elektrischen Stromerzeugern gekuppelt,
die auf das Netz arbeiten. Da gewöhnlich die Bedingung besteht, daß das Kesselspeisewasser
auf einen bestimmten Erwärmungsgrad gebracht wird, so richtet sich die der Vorwärmturbine
zuzuführende Dampfmenge nach der jeweils anfallenden Kondensatmenge, also nach der
Leistungsabgabe der Hauptmaschine. Infolge dieser Abhängigkeit der Belastung von
Haupt- und Vorwärmmaschine kann die letztere nicht mit der sonst bei Dampfturbinen
üblichen Füllungsregelung versehen sein; vielmehr wird die der Vorwärmmaschine zuzuführende
Dampfmenge von einer Regeleinrichtung bestimmt sein müssen, die in Abhängigkeit
von dem Erwärmungsgrad des Speisewassers arbeitet. Mit dieser Regelung der Vorwärmmaschinen
ist aber bei mehreren parallel arbeitenden Maschinen dieser Art eine Lastverteilung
oder Lastverschiebung nur dann möglich, wenn jede Hauptmaschine auf eine zugehörige
Vorwärmmaschine arbeitet und die Systeme der Vorwärmung getrennt sind. Allein auch
dann läßt sdch die Leistung der Vorwärmmaschinen nur bei gleichzeitiger Änderung
der auf die einzelne Hauptmaschine entfallenden Belastung verteilen.
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Es ist aber für den Betrieb eines größeren, mit mehreren Vorwärmmaschinen
versehenen Kraftwerkes wünschenswert, daß eine unabhängige Leistungsverteilung bei
den Vorwärmm.aschinen durchgeführt werden kann. Beispielsweise besteht auch die
Möglichkeit, zeitweise eine dieser Maschinen zur Vereinfachung des Betriebes zwecks
Ausbesserung stillzusetzen. Die Erfindung besteht darin, daß die Vorwärmer der einzelnen
Vorwärmmaschinen an besondere Ausgleichsleitungen sowohl für das kalte als auch
für das erwärmte Hauptmaschinenkondensat angeschlossen sind, und daß die zu erwärmende
Gesamtmenge des Kondensates durch in den Zweigleitungen angeordnete Regelorgane
oder in diese eingebaute regelbare Fördervorrichtungen auf die Vorwärmer verteilt
werden kann. Indem so die auf jedes Vorwärmsystem entfallende Kon:densatmenge geregelt
werden kann, läßt sich auch die von der Kondensatmenge abhängige Leistung jeder
Vorwärmturbine einstellen, so daß die Kraftwerksüberwachung den Betrieb in der Hand
behält.
Von besonderem Vorteil ist die Einrichtung nach der Erfindung,
wenn einer oder mehrere der von Vorwärmturbinen angetriebenen Stromerzeuger auf
ein vom Hauptnetz getrenntes kleineres Netz arbeiten, z. B. zur Deckung des Hausbedarfs
an elektrischer Kraft. In diesem Falle wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
die Anordnung so getroffen, daß nur bei einem Teil der Vorwärmmaschinen die Leistungsabgabe
in üblicher Weise in Abhängigkeit von den durch den zugehörigen Vorwärmer fließenden
Kondensatmengen geregelt wird, während bei einem anderen Teil der Vorwärmmaschinen
umgekehrt die den Vorwärmer durchströmenden Kondensatmengen von der erforderlichen
elektrischen Leistung des zugehörigen Stromerzeugers abhängig gemacht ist. Es wird
also durch diese Regelung für ein oder für mehrere Vorwärmsysteme die zugeführte
Kondensatmenge zwangsläufig bestimmt; die verbleibende Kondensatmenge kanndann von
der Kraftwerksüberwachung auf die übrigen Vorwärmsysteme den jeweiligen Erfordernissen
entsprechend verteilt werden.
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Die beiden Abbildungen veranschaulichen in schematischer Darstellung
zwei Ausführungsbeispiele .einer Kraftwerksanlage nach der Erfindung, wobei Abb.
2 dem Fall betrifft, daß die jeweilige Leistung einer der Vorwärmmaschinen durch
den Hausbedarf gegeben ist.
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In Abb. i sind drei Vorwärmsysteme I, II und III angenommen. Die Vorwärmturbinen
a werden aus dem Dampfnetz b gespeist und sind mit Wechselstromerzeugern
c .gekuppelt, die über die Niederspannungssammelschiene d an das Hochspannungsnett
e angeschlossen sind. Die Anschlüsse f für den Hausbedarf mögen in diesem
Falle vom Niederspannungsnetz d abzweigen.
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Das Kondensat sämtlicher Hauptmaschinen gelangt in eine Sammelleitung
g, von welcher die Einzelleitungen h .abzweigen, die zu den Mischvorwärmern i führen.
Jede Zweigleitung h enthält ein von Hand bedienbares Absperrventil k sowie ein Regelorgan
1, das beispielsweise durch einen Schwimmer nn Abhängigkeit vom Wasserstand
des Vorwärmers geregelt wird. Der Abdampf der Turbinen a wird den Vorwärm:ern durch
eine Leitung m: zugeführt, und: zwar nach Maßgarbe eines selbsttätigen Regelorgans
iz, dessen Durchgangsquerschnitt selbsttätig vorn Druck oder von dem Erwärmungsgrad
in dem Vorwärmer eingestellt wird.
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Von den Vorwärmern i führen die Einzelleitungen über je ein Steuerorgan
o zur Ausgleichsleitung p, von welcher das vorgewärmte Kondensat durch parallel
geschaltete Pumpen q in die Speiseleitung r gedrückt wird. Die Kond-ensatleitungen
g, p -und r können als Ringleitungen ausgebildet sein.
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Die Regelorgane o dienen dazu, die Verteilung der Belastung auf die
einzelnen Vorwärmmaschinen zu regeln. Sie können, wie durch die gestrichelte Verbindung
s angedeutet ist, derart in mechanischer oder elektrischer Abhängigkeit voneinander
stehen, daß die Verstellung eines Organs eine entsprechende entgegengesetzte Verstellung
der anderen zur Folge hat. Die zur Bedienung der Regelorgane o dienenden elektrischen
Einrichtungen können aber auch mit zugehöhörigen Einstellvorrichtungen am Schaltbrett
der Kraftanlage verbunden sein, so daß man in der Lage ist, von der Überwachungsstelle
des Betriebes aus für jedes der Vorwärmsysteme die durchfließende Kondensatmenge
einzuregeln.
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Wie ersichtlich, wirkt jede Einstellung eines Regelorgans o durch
den Schwimmerregler auf das .den Kondensatzufluß bestimmende Regelorgan l zurück,
wodurch mittelbar auch eine entsprechende Einstellung des Dampfventils n erhalten
wind. Die Leistung des Vorwärmers bestimmt auf -diese Weise die Belastung der zugehörigen
Turbine.
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Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Einstellvorrichtung
s der Betriebsüberwachung auf die den Kondensatzufluß regelnden Organe L wirkt,
während die den Abfluß regelnden Organe o unter dem Einfluß des Schwimmerreglers
stehen. An die Stelle der zur Belastungsverteilung dienenden Drosselorgane können
selbstverständlich auch Pumpen treten, ,deren Förderleistung regelbar ist; .in diesem
Falle können die Pumpen unmittelbar auf die Speiseleitung r arbeiten, so daß die
besondere Sammelleitung p in Fortfall kommt.
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Bei der Anordnung nach Abb. i ist nur eine gemeinsame elektrische
Leistungsabgabe möglich. Die Anordnung nach Abb.2 gestattet ,dagegen, die zwangsweise
Kupplung der elektrischen Leistungsabgabe der Vorwärm- und Hauptmaschinen zu lösen
und dadurch eine erhöhte Sicherheit für den Betrieb zu schaffen. Es ist hier unter
Wahrung der völligen Abhängigkeit zwischen Haupt- und Vorwärmturbinen eine Abtrennung
eines Teiles der Stromversorgung beispielsweise für die Speisung des Eigenbedarfes
der Anlage durchgeführt. Die Anordnung setzt allerdings voraus, daß stets mindestens
zwei Vorwärmturbinen in Betrieb sind.
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Die Vorwärmsysteme II und III stimmen hinsichtlich aller Schaltungen
mit der Abb. i überein. Bei der Maschinengruppe l arbeitet dagegen der Stromerzeuger
c auf ein besonderes Niederspannungsnetz f. Die Turbineaa dieser Gruppe läuft mit
normaler Drehzahlregelung
t und wird bezüglich der Leistungsabgabe
von der Schalttafel aus geregelt. Die von dem zugehörigen Vorwärmer i zu verarbeitenden
Kondensatmengen sind in diesem Falle .durch .die elektrische Leistung bestimmt,
d. h. das zugehörige Regelorgan o muß derart eingestellt werden, daß die jeweilige
Kondensatmenge der verfügbaren Abdampfmenge entspricht. Dies läßt sich dadurch erreichen,
daß man die Regelung dieses Organs in der in der Zeichnung angedeuteten Weise von
dem. Erwärmungsgrad oder dem Druck im Vorwärmer abhängig macht. Das andere der beiden
selbsttätigen Regelorgane steht dann wieder unter dem Einfluß des Schwimmerreglers
des Vorwärmers.
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Wie ersichtlich, arbeiten die übrigen Turbinen mit ihren Vorwärmsystemen
in der vorher beschriebenen Weise; sie sind elektrisch mit den Hauptmaschinen gekuppelt
und werden in ihrer Leistungsabgabe von dem Zustand im zugehörigen Mischvorwärmer
geregelt. Die Gesamtmenge .des durch die Vorwärmer zu fördernden Kondensates ist
nach wie vor von der Leistung der Hauptturbinen abhängig, so daß also die mit den
Hauptmaschinen parallel arbeitenden Vorwärmma.schinen lediglich die unabhängige
Leistungsabgabe für die Hausstromversorgung zu der insgesamt erforderlichen ergänzen.