DE677541C - Anordnung zum Antrieb der Dampfumwaelzpumpen bei der Hochdruckdampferzeugung durch ueberhitzten, zwangslaeufig im Kreislauf gefoerderten Dampf als Waermetraeger - Google Patents

Description

• Anordnung zum Antrieb der Dampfumwälzpumpen bei der Hochdruckdampferzeugung durch überhitzten, zwangsläufig im Kreislauf geförderten Dampf als Wärmeträger Bei Dampfkraftanlagen ist es für den Antrieb von Hilfsmaschinen durch Dampfmaschinen üblich, den Auspuffdampf der Hilfsmaschinen zur Vorwärmung des Speisewassers auszunutzen und den Antriebsdampf vorzugsweise aus den Hauptmaschinen der Anlage durch Anzapfung zu entnehmen. Der Auspuffdampf wird dabei durch die je nach der Belastung in die Kessel gespeiste Wassermenge bzw. die aus den Kondensatoren .der Hauptmaschinen jeweils anfallende Kondensatmenge niedergeschlagen. Eine bekannte Vorrichtung sieht hierfür einen Behälter vor, der mittels einer Verbindung seines Dampfraumes mit den Kondensatoren der Hauptmaschinen unter Unterdruck gehalten wird. Das Kondensat wird aus den Hauptkondensatoren in diesen Behälter derart eingeführt, daß es in dem freien Raum des Behälters herunterfällt und hierbei den Dampf niederschlägt. Danach sammelt es sich zusammen mit dem Kondensat des Auspuffdampfes der Hilfsmaschinen am Boden des- Behälters, von wo es von den Kesselspeisepumpen abgesaugt wird. Der Unterdruck in dem Behälter stellt sich hierbei entsprechend der Temperatur des erwärmten Kondensats ein.
• Während diese bekannten Einrichtungen bei Dampfanlagen beispielsweise mit normalen Wasserrohrkesseln unter allen Betriebsverhältnissen in der Lage sind, die Abwärme der Hilfsdampfmaschinen voll auszunutzen, ist dies bei Anlagen mit Dampferzeugern nach Art der als Löfflerkessel bekannten nicht der Fall. Denn bei solchen Kesseln ergibt die Dampfumwälzpumpe, die für gewöhnlich durch Dampfmaschinen angetrieben wird und eine verhältnismäßig große Leistung erfordert, wesentlich andere Verhältnisse bezüglich der Abhängigkeit der Hilfsmaschinenleistung von der Belastung der Kessel, als sie bei Kesseln anderer Art herrschen. Bei gewöhnlichen Wasserrohrkesseln beispielsweise ändert sich die erforderliche Hilfsmaschinenleistung höchstens linear. mit der Belastung der Kessel; d. h. im Verhältnis zur Belastung und somit zu der jeweils gespeisten Wassermenge ist sie im wesentlichen gleichbleibend. Bei Löfflerkesseln dagegen nimmt der Leistungsbedarf der Dampfumwälzpumpe mit.angenähert der 3. Potenz der Kesselbelastung zu, und bei auftretenden Belastungssteigerungen erfordert die Dampfumwälzpumpe darüber hinaus sogar noch eine höhere Leistung, als der neuen Belastung entspricht, damit der Kessel der Belastungssteigerung folgen kann und der zunächst eintretende Druckabfall wieder aufgeholt wird. Sobald dann die Niederschlagung des Auspuffdampfes von der Antriebsturbine der Umwälzpumpe wie bei den bekannten Anlagen nur mit der augenblicklich gespeisten Wassermenge erfolgt, kann nicht die gesamte Dampfmenge niedergeschlagen werden, und es entstehen bedeutende Wärme- und Kondensatverluste.
• Um diese Verluste bei Anlagen nach Art der Löfflerkessel möglichst zu vereiden, wird erfindungsgemäß ein Vorratsbehälter angeordnet, in den einerseits das Kondensat der Hauptmaschinen bzw. allgemein das Speisewasser und andererseits der Auspuffdampf von den Antriebsmaschinen für die Umwälzpumpen geleitet wird und der eine so große Wasserenge enthält, daß sie bei auftretenden Belastungssteigerungen die erhöhte Auspuffdampfmenge von den Antriebsmaschinen für die Umwälzpumpen aufnehmen kann.
• Indem dieser Vorratsbehälter in an sich bekannter Weise durch Absaugung der Luft, insbesondere durch Anschluß an die Kondensatoren der- Hauptmaschine unter Unterdruck gehalten wird, wird dabei die starke Veränderlichkeit. des Leistungsbedarfes der Dampfumwälzpumpen dazu ausgenutzt, um mit abnehmender Belastung der Kessel noch den Dampfverbrauch der Dampfumwälzpumpen verhältnismäßig zu verringern und damit die Wärmeaufnahmefähigkeit des Vorratsbehälters für Belastungssteigerungen noch mittelbar zu erhöhen. Bei Anlagen beispielsweise mit gewöhnlichen Wasserrohrkesseln bleibt die Temperatur des von dem Abdampf der Hilfsmaschinen vorgewärmten Speisewassers bei linearer Veränderlichkeit der Hilfsmaschinenleistung mit der Kesselbelastung angenähert gleich. Bei Anlagen nach der Erfindung dagegen ergibt sich bei kleinen Belastungen eine niedrigere Temperatur als bei Vollast, und infolgedessen nimmt der Druck in dem Vorratsbehälter mit der Belastung ab. Somit wird das Druckgefälle für den Antriebsdampf der Dampfumwälzpumpen größer und infolgedessen die Wärmezufuhr zu dem Vorratsbehälter verhältnismäßig kleiner, wodurch sich eine stärkere Abnahme derTemperatur einstellt, als derAbnahme des Leistungsbedarfes entspricht. Bei Entnahme des Antriebsdampfes aus den Hauptmaschinen wird hierbei die Abnahme des Anzapfdruckes mit der Belastung weitgehend ausgeglichen.
• Um diesen Vorteil voll ausnutzen zu können, wird für Anlagen, bei denen der Antriebsdampf aus den Maschinen durch Anzapfung entnommen wird, erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, die Antriebsturbinen der Dampfumwälzpumpen zusätzlich noch an das Hochdrucknetz über eine Schalt- und Drosselstation anzuschließen, die bei Unterschreitung eines bestimmten Anzapfdruckes unter Absperrung der Anzapfstellen öffnet und dann einen höheren Druck vor den Hilfsdampfmaschinen als den Grenzdruck für deren Abschaltung von den Anzapfstellen einstellt. Hierdurch wird verhindert, daß der Dampfverbrauch der Hilfsdampfmaschinen bei kleinen Belastungen infolge des sinkenden Anzapfdruckes einen gewissen Betrag übersteigt und daß der Vorratsbehälter unverhältnismäßig große Abmessungen erhält. Dies ist für Anlagen, bei denen jeder Hauptturbine mehrere Kessel zugeordnet sind, von besonderer Wichtigkeit für den Betriebsfall, daß bei Teillast der Turbine nicht alle Kessel in Betrieb gehalten werden. Die in Betrieb befindlichen Kessel sind dann hoch belastet, und derLeistungsbedarf ihrerUmwälzpumpen ist entsprechend hoch; der An"zapfdruck an der Hauptturbine ist dagegen niedrig.
• In der Zeichnung ist als Beispiel das Schaltbild einer Kondensationsdampfkraftanlage mit Löfflerkesseln mit der Anordnung nach der Erfindung gezeigt.
• Die Anlage umfaßt drei Löfflerkessel i mit den Kesseltrommeln 2, den Dampfumwälzpumpen 3 und ihren Antriebsturbinen 4, den Feuerungen 5, den Strahlungsüberhitzern 6 und den Nachüberhitzern 7 sowie zwei Hauptturboaggregate 8 mit ihren Kondensatoren g. Der Antriebsdampf für die Hilfsturbinen 4 wird den Hauptturbinen 8 bei =o abgezapft und durch Leitung =i auf die einzelnen Hilfsturbinen 4 verteilt. Der Abdampf der Hilfsturbinen 4 wird dann wiederum in einer Leitung 12 gesammelt und durch Leitung 13 in den Wasserraum eines Vorratsbehälters 14 eingeblasen, dem das Kondensat aus den Kondensatoren 9 durch Pumpen 15 zugedrückt wird und aus dem das Speisewasser dann beispielsweise durch die Hauptspeisepumpe 16 entnommen wird. Der Wasserinhalt des Vorratsbehälters ist so bemessen, daß er bei auftretenden Belastungssteigerungen die erhöhte Auspuffdampfmenge der Hilfsturbinen 4 aufnehmen kann.
• Dieser Vorratsbehälter 14, in den auch noch Abdampf aus anderen Quellen eingeführt werden kann, ist mit seinem Dampfraum durch Leitung 17 unter Zwischenschaltung von Blenden 18 an die Kondensatoren 9 angeschlossen, so daß sich in ihm in an sich bekannter Weise ein Unterdruck entsprechend der Temperatur seines Wasserinhalts einstellt. Der Druck nimmt mit der Belastung infolge der relativen Abnahme des Leistungsbedarfes ab. Hierdurch wird der relative Dampfverbrauch der Hilfsturbinen 4 mit der Belastung verringert, und dies bewirkt eine verstärkte Abnahme des Unterdrucks in dem Vorratsbehälter 14 mit der Belastung.
• Von der Abdampfleitung 13 führt ferner eine unmittelbare Verbindung =g zu den Kondensatoren g. Bei Erreichung einer bestimmten Temperaturdruckgrenze in dem Vorratsbehälter 14 wird diese Verbindungsleitung =g durch . das Umschaltventil 2o geöffnet, wie durch die Impulsleitung 21 angedeutet ist. Außerdem ist der Vorratsbehälter 14 noch mit einem Sicherheitsventil 22 versehen.
• Die Hilfsturbinen 4 sind durch die Sammelleitung 23 und die Einzelleitungen 24 hinter den Strahlungsüberhitzern 6 der Kessel i über eine Schalt- und Drosselstation 25 gleichzeitig an das Hochdrucknetz angeschlossen. Bei Unterschreitung eines bestimmten Anzapfdruckes an den Hauptmaschinen 8 werden diese durch Absperrorgane 26 von der Sammelleitung ii abgeschaltet, und gleichzeitig wird die Verbindung der Sammelleitung ii mit dem Hochdrucknetz durch die Schaltstation 25 geöffnet. Dieser Vorgang wird durch ein Steuerorgan 27 bewirkt, welches von dem Dampfdruck an den Anzapfstellen io betätigt wird, wie durch die Impulsleitung 28 angedeutet ist. Als Druckmittel für die Betätigung der Schaltstation 25 und der Absperrventile 26 evtl. auch des Umschaltventils 2o in der Abdampfleitung 13 zum Vorratsbehälter 1q. wird Öl aus den Oldruckanlagen der Dampfumwälzpumpen 3 über die Leitungen 29, 30, 31 und 32 benutzt. Die Absperrorgane 26 können aber auch einfache Rückschlagklappen sein. Nach Umschaltung der Hilfsturbinen q. auf gedrosselten Hochdruckdampf wird in der Sammelleitung ii ein höherer Druck eingestellt als der Grenzdruck für die Abschaltung von den Hauptturbinen B.
• Der Antriebsdampf für die Hilfsturbinen q. wird jeweils nur einer der Hauptmaschinen 8 bzw. einem der Kessel i entnommen. Hierzu sind an den Anzapfstellen io der Hauptturbinen 8 und in den Leitungen 24 für die Entnahme des Hochdruckdampfes für den Antrieb der Hilfsturbinen 4. Absperrventile 33 angeordnet.

Claims (5)

1. PATRXTAN5PRÜcHR: i. Anordnung zum Antrieb der Dampfumwälzpumpen bei der Hochdruckdampferzeugung durch überhitzten, zwangsläufig im Kreislauf geförderten Dampf als Wärmeträger durch Dampfmaschinen, deren Auspuffdampf zur Vorwärmung des Speisewassers ausgenutzt wird und deren Antriebsdampf vorzugsweise aus den Hauptmaschinen der Anlage durch Anzapfung entnommen wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Vorratsbehälters (i4), in den das Kondensat der Hauptmaschinen und der Auspuffdampf der Antriebsmaschinen (¢) für die Umwälzpumpen (3) geleitet werden und der eine so große Wassermenge enthält, daß sie bei auftretenden Belastungssteigerungen die erhöhte Auspuffdampfmenge von den Antriebsmaschinen für die Umwälzpumpen aufnehmen kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum des Vorratsbehälters (i4) mit den Kondensatoren (9) der Hauptmaschinen (8) unter Zwischenschaltung von Drosselvorrichtungen, insbesondere von Blenden (i8), verbunden ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Ableitung (i9) für den Auspuffdampf ins Freie oder in die Hauptkondensatoren (9), die bei Erreichung einer bestimmten Temperaturdruckgrenze in dem Vorratsbehälter (1q.) geöffnet wird. q..
4. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Verbindung (23, 2q.) der Hilfsdampfmaschinen (q.) mit dem Hochdrucknetz über eine Schalt- und Drosselstation (25), die bei Unterschreitung eines bestimmten Anzapfdfuckes unter Absperrung der Hilfsdampfmaschinen (q) von den Anzapfstellen (io) geöffnet wird und einen höheren Druck vor den Hilfsdampfmaschinen (q.) als den Grenzdruck für deren Abschaltung von den Anzapfstellen (io) einstellt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmaschinen (q) an den Hochdruckteil der Anlage an einer Zwischenstufe der Überhitzer angeschlossen sind, bei Kesseln mit Strahlungs- (6) und nachgeschaltetem Berührungsüberhitzer (7) vorzugsweise hinter dem Strahlungsüberhitzer.