DE976071C

DE976071C - Zwangdurchlaufkessel mit grossem Lastbereich und einer der Hauptfeuerung nachgeschalteten Kleinstlastfeuerung

Info

Publication number: DE976071C
Application number: DED13337A
Authority: DE
Inventors: Peter Bock; Karl Dr-Ing Deitlhauser; Hans Spies
Original assignee: DUERRWERKE AG
Current assignee: DUERRWERKE AG
Priority date: 1952-10-14
Filing date: 1952-10-14
Publication date: 1963-02-14

Description

Zwangdurchlaufkessel mit großem Lastbereich und einer der Hauptfeuerung nachgeschalteten Kleinstlastfeuerung Die Erfindung betrifft einen Zwangdurchlaufkessel mit großem Lastbereich und einer der Hauptfeuerung nachgeschalteten Kleinstlastfeuerung, deren Heizflächen den Heizflächen des Kessels Wasser- und dampfseitig parallel geschaltet sind, und hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung zum Gegenstand, durch welche es ermöglicht wird, den Kessel mit einer das bisher übliche Maß überschreitenden Kleinstlast zu betreiben.
Im Kraftwerksbau geht man aus wirtschaftlichen Gründen immer mehr zum Bau von Blockkraftwerken über, d. h. einer Turbine mit ein oder zwei zugeordneten Kesseln. Beim Anfahren dieser Blockkraftwerke und auch in Zeiten niedrigster Belastung ist es erwünscht, die Dampferzeugung dem geringen Dampfbedarf der Turbinen anzupassen. Diese bei etwa 5 °/o der Maximallast liegende Kleinstlast unterschreitet die bisher erreichten Werte um ein Vielfaches.
Man war deshalb gezwungen, den vom Kessel gelieferten Überschußdampf in Anfahrkondensatoren niederzuschlagen. Hierbei wurde ein großer Teil der erzeugten Wärme im Kühlwasser abgeführt.
Bei Zwangdurchlaufkesseln für Dampf und Luft von üblicher Bauart darf mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Verteilung des Arbeitsmittels in den parallel geschalteten Rohren der Heizflächen die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels ein Kleinstmaß nicht unterschreiten. Würde man die Querschnitte so bemessen, daß bei Kleinstlast noch stabile Strömungsverhältnisse herrschten, so würden sich bei der Maximallast des Kessels untragbare Druckverluste ergeben. Man hat versucht, diese Schwierigkeiten zu umgehen, indem man einen besonderen Anfahrkessel aufgestellt hat. Dieser ist aber wegen seiner geringen Benutzungsdauer äußerst unwirtschaftlich.
Bei Umlaufkesseln ist es bereits bekannt, in die Rauchgaszüge eine Hilfsfeuerung einzubauen, mit welcher die Temperatur des Heißdampfes durch unterschiedliche Beheizung des Überhitzers geregelt werden soll.
Mit dieser Hilfsfeuerung ist es aber nicht möglich, Kleinstlasten zu fahren, da mit ihr nur Überhitzungswärme und keine Erzeugungswärme übertragen wird. Sie kann deshalb ohne die Hauptfeuerung nicht betrieben werden.
Um den an Blockkraftwerke gestellten Anforderungen unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile nachzukommen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die Klemstlastheizflächen wasser- und dampfseitig abschaltbar auszubilden und die Kleinstlastfeuerung durch Wände aus Rohren oder feuerfestem Werkstoff in dem Maße von den übrigen Heizflächen abzuschirmen, daß trotzdem bei Normalbetrieb die Rauchgase der Hauptfeuerung die Kleinstlastheizflächen mit beaufschlagen können.
Es soll auf diese Weise erreicht werden, daß einerseits im Kleinstlastbetrieb nur kleine Wärmemengen von der Kleinstlastfeuerung an die Hauptheizflächen verlorengehen, andererseits im Normalbetrieb die Rauchgase der Hauptfeuerung trotz der Abschirmung die Kleinstlastheizflächen uneingeschränkt beaufschlagen können, so daß im Normalbetrieb die Kleinstlastfeuerung abgestellt werden kann und doch die Kleinstlastheizflächen voll ausgenutzt sind.
Diese Ausführung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß ohne die Anordnung zusätzlicher Heizflächen und unter Vermeidung großer Druckverluste eine Kleinstlast von bisher unerreichtem Ausmaße gefahren werden kann. Damit ist die Anpassung der Dampferzeugung der Durchlaufkessel beim Anfahren an den Dampfbedarf der Turbine erreicht, und Wasser- und Wärmeverluste werden vermieden. Außerdem wird es möglich, die im Block geschalteten Turbinen in Zeiten der Bereitschaft mit Leerlaufdampf zu beschicken.
Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche in Abb. i bis q. schematisch vier verschiedene Ausführungsbeispiele eines gemäß der Erfindung ausgestalteten Durchlaufkessels für Dampf oder Luft zeigen.
In der Zeichnung ist mit i die Speisewasserpumpe bezeichnet, von welcher das Arbeitsmittel über das Absperrventil 2 dem aus dem Vorwärmer 3, dem Strahlteil q., dem Übergangsteil 5, dem Strahlungsüberhitzer 6 und dem Berührungsüberhitzer 7 bestehenden Durchlaufkessel zugeführt wird. Der erzeugte Dampf wird über Absperrventil 8 der Turbine 9 zugeleitet. Für das Anfahren dient die Anfahrleitungio mit Absperrventil ix.
Bei dein in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kleinstlastheizfläche3a bis 7 a gebildet durch Teile. der Heizflächen 3 bis 7 des Durchlaufkessels und über eine von der Speisewasserleitung abgezweigte, mit Absperrventilen 13 und 1q. versehene Leitung 12 parallel geschaltet, die zur Turbine 9 führt. Von dieser Leitung zweigt außerdem eine mit Absperrventil 15 versehene Anfahrleitung ab.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Kleinstlastfeuerung ist mit 16 bezeichnet und bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i zur Beheizung des Strahlungsüberhitzerteiles 6a und des anschließenden Berührungsüberhitzerteiles 7a bestimmt. Die Abmessungen dieser dem Durcblaufkessel parallel geschalteten Kleinstlastheizflächen 6a, 7 a sind der gewünschten Kleinstlast angepaßt.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Durchlaufkessels wird beispielsweise beim Anfahren wie folgt beschrieben: Nachdem der aus den Heizflächen 3 bis 7 bestehende Zwangdurchlaufkessel mit Wasser gefüllt ist, wird über die Leitung 12 das Arbeitsmittel durch die Kleinstlastheizfläche 3 a bis 7 a gedrückt und über die Anfahrleitung mit Ventil 15 abgeführt. Die Menge des eingespeisten Arbeitsmittels entspricht etwa der gewünschten Kleinstlast. Hierauf wird die Kleinstlastfeuerung 16 in Betrieb genommen und so angestellt, daß der mit ihr erzeugte Dampf die für das Anwärmen der Turbine erforderliche Heißdampftemperatur erreicht. Der gewünschte Druck wird mit dem Ventil 15 eingestellt. Durch Öffnen des Ventils 1q. und entsprechendes Schließen des Ventils 15 wird der Turbine 9 der zum Anwärmen benötigte Dampf zugeführt.
Ist die Turbine zur Lastabgabe bereit, so wird der Durchlaufkessel 3 bis 7 über die mit Ventil ii ausgerüstete Anfahrleitung angefahren und nach Erreichen des gewünschten Dampfzustandes durch Öffnen des Ventils 8 und entsprechendes Schließen des Ventils ii ebenfalls auf die Turbine 9 geschaltet. Hierbei übernimmt die Hauptfeuerung des Durchlaufkessels auch die Beheizung der Kleinstlastheizfläche 3 a bis 7 a. Die Kleinstlastfeuerung muß dementsprechend zurückgenommen bzw. abgestellt werden. Sollten die Endtemperaturen des Durchlaufkessels - und der Kleinstlastheizfläche nicht genau übereinstimmen, so kann die anteilige Wassermenge durch Einstellung des Ventils 13 bei geöffnetem Ventil-, eingeregelt werden. Die Gesamtwasserregelung übernimmt das Speisewasserregelventil i7.
Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von den vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß der die Kleinstlastheizfläche 6a, 7 a beaufschlagende Teilstrom des Arbeitsmittels hinter dem Übergangsteil 5 abzweigt und durch das Ventil 18 geregelt wird.
Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kleinstlastheizfläche 6 a und 7 a gebildet durch Teile der Heizflächen 6 und 7 des Durchlaufkessels. Bei Betrieb des Gesamtkessels sind die Heizflächenteile 6 a und 7a über eine Leitung mit Ventil 18 mit dem Kessel verbunden.
In Abb. q. wird gezeigt, daß die Kleinstlastheizfläche auch aus anderen Heizflächenteilen gebildet werden kann, und zwar ist in diesem Falle ein Teil 3a des Vorwärmers 3 gewählt worden. Das Zusammenschalten der beiden Kesselteile geschieht über eine besondere Leitung und ein eingebautes Ventil i9.
Die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele nach Abb. 2, 3 und 4 ist im Prinzip dieselbe wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die Abschirmung der Kleinstlastfeuerung kann in beliebiger Weise durch Wände aus Rohren oder feuerfestem Werkstoff erfolgen. Eine besonders geeignete Abschirmung ergibt sich bei Vorhandensein eines Schottenüberhitzers durch die Anordnung der Kleinstlastfeuerung zwischen zwei benachbarten Schottenwänden.
Sollte es wünschenswert sein, die Rauchgase der Kleinstlastfeuerung den nachgeschalteten Heizflächen nicht zuzuführen, so kann auch ein Umgehungskanal angeordnet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zwangdurchlaufkessel mit großem Lastbereich und einer der Hauptfeuerung nachgeschalteten Kleinstlastfeuerung, deren Heizflächen ganz oder teilweise den übrigen Heizflächen des Kessels wasser- und dampfseitig parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kleinstlastheizflächen (3 a bis 7 a) wasser- und dampfseitig abschaltbar sind und die Kleinstlastfeuerung (i b) durch Wände aus Rohren oder feuerfestem Werkstoff in dem Maße von den übrigen Heizflächen (3 bis 7) abgeschirmt ist, daß bei Normalbetrieb die Rauchgase der Hauptfeuerung die Kleinstlastheizflächen (3a bis 7a) mit beaufschlagen können.
2. Zwangdurchlaufkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleinstlastfeuerung zwischen zwei Schotten eines Schottenüberhitzers angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 469 198; französische Patentschriften Nr. 786 653, 512 948; USA.-Patentschriften Nr. 2 42o 647, 2 367 193, 2 3i3 84i, 2 i82 783, 2 i39 348, 1942 687, 1925 256, 1816 78o; F. Münzinger, Dampfkraft,
3. Auflage, 1949, S. 373; J. Ricard, Equipement Thermique des Usines Generatrices d'Energie Electrique, Paris, 1948, S. 216.