DE652311C

DE652311C - Process for increasing the performance of a mercury steam boiler

Info

Publication number: DE652311C
Application number: DEA75654D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-03-23
Filing date: 1935-03-24
Publication date: 1937-10-29

Description

Verfahren zur Leistungssteigerung eines Quecksilberdampfkessels Im Hauptpatent 595 7,6 ist ein Verfahren zur Leistungssteigerung eines Quecksilberdampfkessels angegeben. Nach einem Vorschlag des Hauptpatentes ist zu diesem Zweck für eine Verbesserung des Wärmeüberganges von den Heizflächen auf das Quecksilber dadurch gesorgt, daß dem Quecksilber ein Zusatzstoff, beispielsweise Natrium oder Kalium, beigefügt wird, der die Entstehung eines Oxydbelages auf den Heizflächen während des Betriebes verhindert.Method for increasing the performance of a mercury steam boiler Im Main patent 595 7.6 is a method for increasing the performance of a mercury steam boiler specified. A suggestion in the main patent is for an improvement for this purpose the heat transfer from the heating surfaces to the mercury ensured that an additive, for example sodium or potassium, is added to the mercury, which prevents the formation of an oxide deposit on the heating surfaces during operation.

Es hat sich herausgestellt, daß die Hinzufügung einer größeren Menge von Natrium o. dgl. zum Quecksilber den Verdampfungsdruck bei gleichen Kesseltemperaturen erniedrigt. Quecksilber hat z. B. bei einer Temperatur von 5q.0° C einen Verdampfungsdruck von ungefähr 13 Atm. und unter diesen Verhältnissen keine Überhitzung. Durch die Hinzufügung von 2 °/a Natrium zum Ouecksilber sinkt der Verdampfungsdruck bei gleicher Temperatur von 5q.0° C auf etwa 8,2 Atm., wobei eine Überhitzung von etwa 24° C erreicht wird. Bei einem Gehalt von 4 % Natrium und 5q.0° C beträgt der Verdampfungsdruck sogar nur 3,2 Atm., während die Überhitzung auf etwa 94° C steigt. Hieraus ergibt sich, daß bei der Verminderung des Verdampfungsdrucks durch den Zusatz von Natrium o. dgl. eine erhöhte Überhitzung erzielt wird. Dies ist sehr erwünscht, da der wenig überhitzte Dampf in den letzten Entspannungsstufen der Turbine bekanntlich bereits stark feuchtigkeitshaltig ist.It has been found that adding a larger amount of sodium or the like to the mercury lowers the evaporation pressure at the same kettle temperatures. Mercury has z. B. at a temperature of 5q.0 ° C an evaporation pressure of about 13 atm. and under these conditions no overheating. By adding 2% / a sodium to the mercury, the evaporation pressure drops at the same temperature from 5q.0 ° C to about 8.2 atm., Whereby an overheating of about 24 ° C is reached. With a sodium content of 4 % and 5q.0 ° C, the evaporation pressure is only 3.2 atm., While the overheating rises to around 94 ° C. It follows from this that when the evaporation pressure is reduced by the addition of sodium or the like, increased overheating is achieved. This is very desirable, since the slightly superheated steam in the last expansion stages of the turbine is known to contain a lot of moisture.

Die Hinzufügung einer beträchtlichen Menge von Natrium oder anderer geeigneter Metalle zum OOuecksilber bietet ferner die Möglichkeit, die Quecksilberdampfkraftanlage auch unter den verschiedensten Lastverhältnissen mit bestem Wirkungsgrad zu betreiben. Der Zusatz von Natrium . gestattet unter Umständen sogar die Fortlassung von Regelventilen für die Turbinen, und zwar insbesondere dann, wenn Mittel vorgesehen sind, um den Anteil des Natriums mit sich verändernden Lasten gleichfalls zu verändern. Es sei beispielsweise angenommen, daß eine Ouecksilberdampfkraftanlage mit einer Mischung aus 97 °/o Quecksilber und 3 % Natrium arbeitet und eine Höchstleistung von io ooo kW abgibt. Sinkt nun die Leistung der Anlage auf 5ooo kW, so vermehrt man den Anteil des Natriums auf ungefähr 4,5 ofo, wodurch sich ein besserer Wirkungsgrad bei der niedrigen Last ergibt. Durch Berechnun-"° gen hat sich beispielsweise herausgestellt; daß durch eine Erhöhung des Natriumzusatzes der gesamte Wirkungsgrad nur etwa um a °/o fällt, wenn die Last von i o ooo auf 5000 kW absinkt.The addition of a considerable amount of sodium or other suitable metals to the mercury also offers the possibility of operating the mercury vapor power plant with the best possible degree of efficiency even under the most varied of load conditions. The addition of sodium. may even allow the omission of control valves for the turbines, especially if means are provided to also change the proportion of sodium with changing loads. It is assumed, for example, that a mercury steam power plant operates with a mixture of 97 % mercury and 3% sodium and has a maximum output of 100,000 kW. If the output of the system now drops to 5,000 kW, the proportion of sodium is increased to about 4.5 ofo, which results in better efficiency at the low load. Calculations have shown, for example, that by increasing the addition of sodium, the overall efficiency only drops by about a ° / o if the load drops from 100,000 to 5000 kW.

In Erkenntnis dieser Zusammenhänge wird nach der Erfindung die Zusammensetzung des Betriebsstoffgemisches durchZuführungreinen Quecksilbers oder reinen Zusatzstoffes während des Betriebes verändert. Hierdurch ist es möglich, sowohl den Verdampfungsdruck und den Überhitzungsgrad des Quecksilbers den bei Turbinen vorliegenden Verhältnissen anzupassen als auch während des Betriebes der Anlage deren Wirkungsgrad mit sich verändernder Belastung der Turbine zu regeln.Recognizing these relationships, according to the invention, the composition of the fuel mixture by adding pure mercury or pure additive changed during operation. This makes it possible to control both the evaporation pressure and the degree of superheating of the mercury under the conditions prevailing in turbines adapt as well as its efficiency with it during the operation of the system to regulate changing load on the turbine.

Nachstehend wird das Verfahren in beispielsweiser Anwendung beschrieben.The method will now be described by way of example.

Dem in einem Quecksilberdampfkessel beliebiger Bauart befindlichen Quecksilber wird nach den Vorschriften des Hauptpatentes Natrium oder ein ähnliches Metall beigemengt. Der Anteil dieses Zusatzstoffes wird durch Mittel verändert, die es gestatten, Flüssigkeit aus dem Kessel abzuführen und reines Quecksilber und reines Natrium dem Kessel zuzuführen. Hinsichtlich der Abführung des Betriebsstoffes aus dem Kessel bestehen diese Mittel darin, daß an einen Sammelraum, der mit den im Verbrennungsraum angeordneten Quecksilbersteigrohren in Verbindung steht und im Boden des Verbrennungsraumes liegt, ein Leitungsrohr angeschlossen ist, durch das ein Teil der im Kessel umlaufenden Flüssigkeit abgeführt werden kann. An den oberen Teil des in den Umlauf der Betriebsflüssigkeit eingeschalteten Kondensators ist eine absperrbare Leitung angeschlossen, durch die dem Kondensator reines Quecksilber zugeführt wird, das daher ::in den Flüssigkeitsumlauf gelangt. Ferner =ist an den oberen Teil des Kondensators eine zweite absperrbare Leitung angeschlossen, die zur Zuführung des Zusatzstoffes dient. Soll der Anteil des Natriums verringert werden, so wird ein Teil der Betriebsflüssigkeit durch die betreffende Leitung abgelassen und eine entsprechende Menge reinen Quecksilbers in den Kondensator geführt. In ähnlicher Weise kann der Anteil des Natriums durch Ablassen von Betriebsflüssigkeit und durch Zuführung von reinem Natrium vermehrt werden.The one located in a mercury vapor boiler of any type According to the provisions of the main patent, mercury becomes sodium or something similar Metal added. The proportion of this additive is changed by means which allow liquid to be drained from the boiler and pure mercury and add pure sodium to the boiler. With regard to the discharge of the operating material from the boiler, these means consist in that to a collecting space with the arranged in the combustion chamber mercury riser pipes is in connection and is in the bottom of the combustion chamber, a pipe is connected through that part of the liquid circulating in the boiler can be discharged. To the upper part of the condenser connected to the circuit of the operating fluid a lockable line is connected through which pure mercury is fed to the condenser is supplied, which therefore :: gets into the liquid circuit. Furthermore = is to the connected to the upper part of the condenser, the serves to supply the additive. If the proportion of sodium is to be reduced, in this way, part of the operating fluid is drained through the relevant line and a corresponding amount of pure mercury fed into the condenser. In Similarly, the proportion of sodium can be increased by draining the operating fluid and increased by adding pure sodium.

Ist der Anteil des Natriums oder des entsprechenden Zusatzmetalls verhältnismäßig hoch, so wird die Betriebsflüssigkeit im kalten Zustande der Anlage dickflüssig oder sogar fest. Zweckmäßig sind daher beliebig ausgebildete Einrichtungen vorgesehen, durch welche die Betriebsflüssigkeit angewärmt werden kann.Is the proportion of sodium or the corresponding additional metal The operating fluid becomes relatively high when the system is cold thick or even solid. Any designed facilities are therefore expedient provided, through which the operating fluid can be heated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for increasing the performance of a mercury steam boiler according to patent 595 736 with sodium or the like as an additive to mercury, characterized in that that the composition of the fuel mixture - by adding pure mercury or pure additive is changed during operation. z. Facility z4r Exercising the method according to claim i, characterized in that the capacitor One feed line each for additive and mercury and one to the boiler Line for discharging the fuel mixture is connected.