DE944792C

DE944792C - Steam power plant for high pressure and high temperature

Info

Publication number: DE944792C
Application number: DEE4729A
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1951-03-12
Filing date: 1951-12-04
Publication date: 1956-06-21

Description

Dampfkraftanlage für hohen Druck und hohe Temperatur Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage für hohen Druck und hohe Temperatur, in der überhitzter Entnahmedampf hinter der Entnahmestelle mindestens zum Teil zum Zwischenüberhitzen des Arbeitsdampfes zwischen zwei Entspannungsstufen der mehrstufigen Dampfkraftmaschine dient.Steam power plant for high pressure and high temperature The invention refers to a high pressure and high temperature steam power plant in which Superheated extraction steam behind the extraction point, at least partially for reheating of the working steam between two expansion stages of the multi-stage steam engine serves.

Bei bisher bekanntgewordenen Anlagen dieser Art wird der zur Zwischenüberhitzung verwendete Entnahmedampf in einen Wärmeaustauscher geleitet, in welchem er Überhitzungswärme und Kondensationswärme an den zu überhitzenden Arbeitsdampf abgibt. Das dabei entstehende Kondensat wird gegebenenfalls noch für die Speisewasservorwärmung ausgenutzt.In systems of this type that have become known up to now, the is used for reheating The extraction steam used is passed into a heat exchanger, in which it is superheated and gives off heat of condensation to the working steam to be superheated. The resulting Condensate is also used to preheat the feed water, if necessary.

Im Falle der Zwischenüberhitzung durch Anzapfdampf liegt die Eintrittstemperatur des zu erhitzenden Überströmdampfes nicht viel unter der Kondensationstemperatur des Anzapfdampfes. Es kann daher nur die Kondensationswärme einer verhältnismäßig kleinen Menge von Anzapfdampf ausgenutzt werden, welche dann auch nicht mehr genügend Überhitzungswärme aufweist, um den überströmdampf um einen größeren Betrag über die Kondensationstemperatur des Entnahmedampfes zu erwärmen. Bei einer Dampfkraftanlage der eingangs -beschriebenen,Artwird nun dies,er'Nachteili erfindungsgemäß dadurch vermieden; daß die-Zwischenüberhitzung in zwei hintereinändergeschalteten-Stufen erfolgt, von denen die hinsichtlich Überhitzungstemperatur tiefere Stufe einen Wärmeaustauscher aufweist, in welchem ein Teil des Entnahmedampfes nach dessen Austritt aus der höheren ZwischenübeThitzungsstufe mindestens zum Teil kondensiert wird.In the case of reheating by bleeding steam, the inlet temperature is of the overflow steam to be heated is not much below the condensation temperature of the bleed steam. It can therefore only heat a condensation relatively small amount of bleed steam can be used, which is then no longer sufficient Has overheating heat to overflow the steam by a larger amount to heat the condensation temperature of the extraction steam. at A steam power plant of the type described at the beginning will now have this disadvantage avoided according to the invention; that the reheating occurs in two stages connected in series takes place, of which the lower level in terms of superheating temperature is a heat exchanger has, in which a part of the extraction steam after its exit from the higher Intermediate heating stage is at least partially condensed.

Dadurch, daß nur .ein Teil des Entnahmedampfes seine Kondensationswärme zur Überhitzung des Arbeitsdampfes abgibt, verschiebt _ sich die abgegebene Wärmemenge zu Gunsten der überhitzungswarme. Diese macht nun einen größeren Bruchteil der gesamten an den Arbeitsdampf abgegebenen Wärmemenge aus, so daß eine höhere Überhitzungstemperatur erreicht werden kann. Gleichzeitig mit der Erhöhung der Zwischenüberhitzungstemperatur, bei welcher die Niederdruckturbine ein größeres Wärmegefälle erhält, ergibt sich auch eine Vergrößerung des Dampfdurchsatzes durch die ersten Stufen der Hochdruckturbine und damit eine weitere Leistungserhöhung. Es wird hierbei eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades gegenüber jenem der vorbekannten Dampfkraftanlagen erreicht.Because only .a part of the extraction steam is its heat of condensation gives off to overheat the working steam, the amount of heat given off shifts in favor of overheating. This now makes up a larger fraction of the total the amount of heat given off to the working steam, so that a higher superheating temperature can be reached. Simultaneously with the increase in the reheating temperature, in which the low-pressure turbine receives a greater heat gradient, results also an increase in the steam throughput through the first stages of the high pressure turbine and thus a further increase in performance. It will be an improvement of the thermal efficiency compared to that of the previously known steam power plants.

Zur weiteren Ausnutzung der Kondensationswärme des Anzapfdampfes kann beispielsweise der nicht in den Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe strömende Entnahmedampf in eine Vorwärmungsstufe des Speisewassers geführt werden, die der Vorwärmungsstufe, in welche das Kondensat der tieferen Überhitzungsstufe abströmt, nachgeschaltet ist.To further utilize the heat of condensation of the bleed steam can For example, the one not in the heat exchanger of the lower reheating stage flowing extraction steam are fed into a preheating stage of the feed water, that of the preheating stage, in which the condensate of the lower superheating stage flows off, is downstream.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Anlage gemäß der Erfindung in vereinfachter Darstellungsweise veranschaulicht. In dieser Zeichnung sind die Leitungen, durch die Dampf strömt, in ausgezogenen Linien und die Leitungen, durch die Wasser bzw. Kondensat strömt, in gestrichelten Linien gezeichnet.In the drawing is an example embodiment of a system illustrated according to the invention in a simplified representation. In this The lines through which steam flows are drawn in solid lines and the lines through which the water or condensate flows are shown in dashed lines.

In der Figur bezeichnet i einen Dampfkessel, 2 einen Überhitzer und 3 den Hochdruckteil einer zweigehäusigen Dampfturbine, deren Niederdruckteil mit dem Bezugszeichen 4 belegt ist. Zwischen dem Hochdruckteil 3 und dem Niederdruckteil4 sind in die Strömungsbahn des Arbeitsdampfes, d. h. in einen diese Teile 3 und 4 verbindenden .Rohrstrang 5, 6, 7, die Wärme aufnehmenden Teile 81 und 82 zweier Zwischenüberhitzungsstufen eingeschaltet. Die Zwischenüberhitzung erfolgt somit in zwei hintereinandergeschalteten Stufen. An die Stelle 9 des Hochdruckteils 3 der Dampfturbine ist eine Entnahmeleitung 1o für überhitzten Dampf angeschlossen. Dieser Entnahmedampf gibt in dem Teil 1i des Rohres i o, welcher den Wärme abgebenden Teil der hinsichtlich Überhitzungstemperatur höheren Stufe bildet, einen Teil seiner Überhitzungswärme an den diese Stufe durchströmenden Arbeitsdampf ab. An der Stelle 12 gabelt sich die Entnahmeleitung 1o in zwei Äste 13 und 14, von -denen der Ast 13 an einen Wärme-: austauscher 15 der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe angeschlossen ist. Der Ast 14 gabelt sich an -der Stelle r6'nochinzrls in zwei Äste 17 und 18. Im Wärmeaustauscher 15 gibt ein Teil des Entnahmedampfes nach dessen Austritt aus der höheren Zwischenüberhitzungsstufe 82, i i einen weiteren .Teil seiner Wärme an den bereits teilweise entspannten, durch die tiefere Zwischenüberhitzungsstufe 81, 15 strömenden Arbeitsdampf vor dessen Eintritt in die nachgeschaltete, höhere Zwischenüberhitzungsstufe 82, 11 ab. Das im Wärmeaustauscher 15 der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe aus dem darin sich abkühlenden Entnahmedampf anfallende Kondensat fließt zusammen mit dem in diesem Wärmeaustauscher noch nicht niedergeschlagenen Dampf durch eine Leitung 1g in einen Vorwärmer 2o für das in der Anlage benötigte Speisewasser ab. Der Vorwärmer 2o ist durch eine Leitung 2o1 auch unmittelbar an den Teil 5 des erwähnten Rohrstranges 5, 6, 7 angeschlossen, so daß diesem Vorwärmer durch die Leitung 201 ein Teil des aus dem Hochdruckteil 3 austretenden Arbeitsdampfes zuströmt. 2f bezeichnet -eine Kondensatpumpe, die Kondensat aus dem Kondensator 22 der Anlage ansaugt und in eine Speiseleitung 23 fördert. Letztere durchquert Vorwärmer 24, 25, 20 und 26, in denen das in der Anlage benötigte Speisewasser stufenweise auf höhere Temperatur gebracht wird. Das so vorgewärmte Speisewasser gelangt in einen Speisewasserbehälter 27, von wo es durch eine Leitung 28 von einer Speisepumpe 29 angesaugt wird, die es durch -eine Leitung 30 hindurch in den Kessel i fördert.In the figure, i denotes a steam boiler, 2 a superheater and 3 the high-pressure part of a two-casing steam turbine, the low-pressure part with the reference numeral 4 is assigned. Between the high pressure part 3 and the low pressure part 4 are in the flow path of the working steam, i. H. into one of these parts 3 and 4 connecting .Pipe string 5, 6, 7, the heat-absorbing parts 81 and 82 of two Reheating stages switched on. The reheating thus takes place in two stages connected in series. At the point 9 of the high pressure part 3 the steam turbine is connected to an extraction line 1o for superheated steam. This extraction steam is in the part 1i of the pipe i o, which emits the heat Forms part of the higher level in terms of superheating temperature, part of its Overheating heat is transferred to the working steam flowing through this stage. At the point 12, the sampling line 1o forks into two branches 13 and 14, of which the branch 13 connected to a heat exchanger 15 of the lower reheating stage is. Branch 14 forks at the point r6'nochinzrls into two branches 17 and 18. In the heat exchanger 15, a part of the extraction steam is released after it has exited the higher reheating stage 82, i i a further .Teil its heat on the already partially relaxed, due to the lower reheating stage 81, 15 flowing working steam before it enters the downstream, higher Reheating stage 82, 11 from. That in the heat exchanger 15 of the lower reheating stage The condensate arising from the extraction steam that cools down in it flows together with the steam that has not yet precipitated in this heat exchanger through a Line 1g into a preheater 2o for the feed water required in the system. The preheater 2o is through a line 2o1 also directly to the part 5 of the mentioned Pipeline 5, 6, 7 connected, so that this preheater through the line 201 part of the working steam emerging from the high-pressure part 3 flows in. 2f -a condensate pump that draws in condensate from the condenser 22 of the system and in a feed line 23 promotes. The latter crosses preheaters 24, 25, 20 and 26, in which the feed water required in the system is gradually increased to a higher temperature is brought. The feed water preheated in this way enters a feed water tank 27, from where it is sucked in through a line 28 by a feed pump 29, which it promotes through a line 30 into the boiler i.

Der in den -Ast 17 gelangende Teil des Entnahmedampfes dient im Vorwärmer 26 als Wärme abgebendes Medium. Der Vorwärmer 20 ist in diesem Vorwärmer 26, in der Strömungsrichtung des die Leitung 23 durchfließenden Wassers betrachtet, vorgeschaltet. Das im Vorwärmer 26 sich bildende Kondensat gelangt durch eine Leitung 31 in den Vorwärmer 2o, wo es sich mit dem darin niedergeschlagenen Kondensat mischt. Eine Pumpe 32 fördert das Kondensat aus dem Vorwärmer 20 in eine Leitung 33, die an der Stelle 34 in die Speiseleitung 23 mündet.The part of the extraction steam reaching the branch 17 is used in the preheater 26 as a heat-emitting medium. The preheater 20 is in this preheater 26, in viewed in the direction of flow of the water flowing through the line 23, upstream. The condensate that forms in the preheater 26 passes through a line 31 into the Preheater 2o, where it mixes with the condensate deposited in it. One Pump 32 conveys the condensate from the preheater 20 into a line 33 which is connected to the Point 34 opens into the feed line 23.

Der nach dem Durchströmen des Wärme abgebenden Teils i i der höheren Zwischenüberhitzungsstufe in den Ast 18 gelangende Teil des Entnahmedampfes dient in einem Verdampfer 35 für Zusatzspeisewasser nochmals als Wärme abgebendes Medium. Das sich aus diesem Teil des Entnahmedampfes bildende Kondensat fließt durch eine Leitung 36 ebenfalls in den Vorwärmer 2o ab.After flowing through the heat-emitting part i i of the higher Intermediate superheating stage in the branch 18 is used part of the extraction steam in an evaporator 35 for additional feed water again as a heat-emitting medium. The condensate that forms from this part of the extraction steam flows through a Line 36 also enters the preheater 2o.

Das Zusatzspeise-#v*asser strömt durch. eine Leitung 37 dem Verdampfer 35 zu, und der in diesem gebildete Dampf gelangt durch eine Leitung 38 in den Vorwärmer 25. Das in letzterem niedergeschlagene Kondensat fließt durch eine Leitung 39 in den Vorwärmer 24, dem durch eine Leitung 4o als Wärme abgebendes Medium dem Niederdruckteil 4 der Dampfturbine entnommener Dampf zuströmt. Das im Vorwärmer 24 vorhandene Kondensat wird von einer Kondensatpumpe 41 .in eine Leitung 42 gefördert, die an der Stelle 43 in die Speiseleitung 23 mündet.The additional feed # v * water flows through. a line 37 to the evaporator 35 to, and the steam formed in this passes through a line 38 into the preheater 25. The condensate precipitated in the latter flows through a line 39 in the preheater 24, which is the low-pressure part through a line 4o as the heat-emitting medium 4 steam extracted from the steam turbine flows in. The condensate present in the preheater 24 is from a condensate pump 41 .in a line 42 funded, which opens into the feed line 23 at the point 43.

Durchgeführte Berechnungen haben ergeben, daß der thermische Gesamtwirkungsgrad einer Dampfkraftanlage der beschriebenen Art um etwa o,5 bis i II/o höher liegt als in den besten Anlagen bisheriger Ausführung.Calculations carried out have shown that the overall thermal efficiency a steam power plant of the type described is about 0.5 to i II / o higher than in the best systems of previous design.

Claims

PATENT APPEAL: i. Steam power plant for high pressure and high temperature, in which the superheated extraction steam behind the extraction point is used at least in part for reheating the working steam between two expansion stages of the multi-stage steam engine, characterized in that the reheating takes place in two stages connected in series, of which the lower stage in terms of superheating temperature Has heat exchanger, in which a part of the extraction steam is at least partially condensed after its exit from the higher intermediate superheating stage.

2. Steam power plant according to claim i, characterized in that the condensate formed in the heat exchanger of the lower reheating stage with the steam not precipitated in it in a preheating stage for the in the feed water required by the system arrives.

3. Steam power plant according to the claims i and 2, characterized in that at least part of the not in the heat exchanger the deeper reheating stage of the flowing extraction steam into a preheating stage for the feed water, 'that of the preheating stage, in which the condensate the lower reheating stage flows off, is connected downstream. q ..

Steam power plant according to claims i and 2, characterized in that part of the working steam before the lower reheating stage, directly into the preheating stage, in which that formed in the heat exchanger of the lower reheating stage Condensate flows off, arrives.

5. Steam power plant according to claim i, characterized in that that at least part of the not in the heat exchanger of the deeper reheating stage incoming extraction steam flows into an evaporator for additional feed water.

6. Steam power plant according to claims i, 2 and 5, characterized in that the condensate of the withdrawal steam precipitating in the additional feed water evaporator flows into the preheating stage, into which the condensate flowing out of the heat exchanger of the lower reheating stage passes. Cited publications: German Patent No. 507 067; Austrian patent no. 116 912; French patent specification No. 628 q.32.