EP0972911A1

EP0972911A1 - Circuit for heating of water

Info

Publication number: EP0972911A1
Application number: EP98810669A
Authority: EP
Inventors: Mustafa Dr. Youssef
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-01-19

Abstract

A heating system for a steam turbine set has the recycled water, from the condenser (2) pumped through a set of low pressure preheaters to be heated by steam tapped from the low pressure turbine and with a water reservoir (7) between the high and low pressure stages, which also degasses the water. The water is then heated in a number of high pressure preheating stages, using steam tapped from the middle and high pressure stages of the turbine before being passed into the boiler (1).

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Aufwärmung von Speisewasser in einer Dampfkraftanlage durch Turbinenanzapfdampf, mit mehreren Oberflächenvorwärmern, einem Mischvorwärmer und einem Hochdruckenthitzer in Verbindung mit dem Mischvorwärmer.The invention relates to a circuit for heating feed water in one Steam power plant through turbine tapping steam, with several surface preheaters, a pre-heater and a high-pressure heater with the mixing preheater.

State of the art

Schaltungen zur Vorwärmung von Speisewasser in Dampfkraftanlagen mittels Turbinenanzapfdampf in mehreren Stufen von Niederdruck- und Hochdruckvorwärmern sind allgemein bekannt. Sie weisen einen Speisewasserbehälter mit Mischvorwärmer/Entgaser und mehrere Oberflächenvorwärmer, Niederdruck- und Hochdruckvorwärmer auf, die wasserseitig in Serie geschaltet sind und durch welche das Speisewasser gepumpt wird. Der aus einer Turbine angezapfte, überhitzte oder gesättigte Dampf wird zu den Vorwärmern geleitet, wo im Wärmetausch zwischen dem Dampf und dem Speisewasser das Speisewasser erwärmt und der Dampf enthitzt und kondensiert wird.Circuits for preheating feed water in steam power plants by means of Turbine tapping steam in several stages of low pressure and high pressure preheaters are generally known. You have a feed water tank Mixing preheater / degasser and several surface preheaters, low pressure and High pressure preheaters, which are connected in series on the water side and through which the feed water is pumped. The one tapped from a turbine superheated or saturated steam is directed to the preheaters where in the Heat exchange between the steam and the feed water the feed water heated and the steam is heated and condensed.

Das Speisewasser vor dem Eintritt in den Kessel wird durch die Übertragung von Dampfwärme vorgewärmt und der Gesamtwärmeverbrauch der Dampfkraftanlage wird optimiert. Für die Optimierung des Wärmeverbrauchs wird einerseits die Ausschöpfung des Temperaturgefälles zwischen dem Dampf und dem Speisewasser und anderseits die Grädigkeit eines Vorwärmers berücksichtigt.The feed water before entering the boiler is transferred by Preheated steam heat and the total heat consumption of the steam power plant is optimized. On the one hand, the Exploiting the temperature gradient between the steam and the Feed water and on the other hand the predilection of a preheater is taken into account.

Der Anzapfdampf aus Mittel- und Hochdruckturbinen besitzt in seinem überhitzten Zustand eine Temperatur, die weit über der Sättigungstemperatur des Dampfes liegt. Um das grosse Gefälle zwischen Dampf- und Speisewassertemperatur optimal auszunutzen, werden innerhalb der Gehäuse der Hochdruckvorwärmer Enthitzer eingebaut. Das aufzuwärmende Speisewasser fliesst vom Wasserkammereintritt durch U-förmige Rohre zum Wasserkammeraustritt, wobei diese U-Rohre sich durch den Raum des Enthitzers, der Kondensationszone sowie des Unterkühlers des Vorwärmers erstrecken. Der überhitzte Turbinenanzapfdampf strömt im Kreuz-Gegenstrom um die Rohre, zuerst durch den Enthitzerraum, den Kondensationsraum und dann durch den Unterkühlerraum. Der Dampf wird dabei im Enthitzer enthitzt und die Wärme auf das Speisewasser übertragen. Der Enthitzer ist dabei so ausgelegt, dass keine Kondensation des Dampfes an den Rohren entstehen kann, da eine Kondensation bei den hier vorherrschenden Strömungsgeschwindigkeiten zu Erosionen an den Rohren führen würde. Diese Art Vorwärmer hat einerseits den Vorteil, dass der Enthitzer im gleichen Gehäuse untergebracht werden kann, wodurch einerseits Platz und Baukosten eingespart werden können und anderseits das grosse Temperaturgefälle zwischen dem überhitzten Dampf und dem Speisewasser für die Wassererwärmung besser ausgenützt wird. Dadurch wird der Wärmeverbrauch für die Wasservorwärmung verringert. Nachteilig jedoch ist die aufwendige Berohrung eines Hochdruck-Oberflächenvorwärmers und die Grädigkeit, die bei einem Oberflächenvorwärmer durch das Grenzmedium, das Rohrmaterial zwischen Speisewasser und Dampf, stets grösser Null ist.
Im Mischvorwärmer/Entgaser gelangt das Speisewasser/Kondensat in direkten Kontakt mit dem Wärmetauschmedium, sodass eine Grädigkeit von Null durchaus erreicht werden kann. Die maximal erreichbare Temperatur des Speisewassers ist hier natürlich die Sättigungstemperatur des Dampfes entsprechend dem Druck, der im Mischvorwärmer vorherrscht. The bleed steam from medium and high-pressure turbines has a temperature in its superheated state that is far above the saturation temperature of the steam. In order to make the best possible use of the large gradient between steam and feed water temperature, desuperheaters are installed inside the housing of the high pressure preheater. The feed water to be heated flows from the water chamber inlet through U-shaped tubes to the water chamber outlet, these U tubes extending through the space of the desuperheater, the condensation zone and the subcooler of the preheater. The overheated turbine tapping steam flows in cross-counterflow around the pipes, first through the desuperheater chamber, the condensation chamber and then through the subcooler chamber. The steam is heated in the desuperheater and the heat is transferred to the feed water. The desuperheater is designed so that there is no condensation of the steam on the pipes, since condensation at the prevailing flow rates would lead to erosions on the pipes. On the one hand, this type of preheater has the advantage that the desuperheater can be accommodated in the same housing, which on the one hand saves space and construction costs and on the other hand makes better use of the large temperature gradient between the overheated steam and the feed water for water heating. This reduces the heat consumption for water preheating. Disadvantages, however, are the complex piping of a high-pressure surface preheater and the degree of roughness, which is always greater than zero in the case of a surface preheater due to the boundary medium, the pipe material between feed water and steam.
In the pre-heater / degasser, the feed water / condensate comes into direct contact with the heat exchange medium, so that a degree of zero can be achieved. The maximum achievable temperature of the feed water here is of course the saturation temperature of the steam corresponding to the pressure that prevails in the mixing preheater.

Mischvorwärmer haben den Vorteil einer optimalen Kondensationsgrädigkeit und ermöglichen dadurch im Vergleich zu einem Oberflächenvorwärmer eine erhöhte Wassererwärmung. Sie haben jedoch den Nachteil, dass durch den Direktkontakt des Dampfes mit dem Kondensat prinzipiell kein Enthitzer im selben Gehäuse eingebaut werden kann. Das Temperaturgefälle zwischen überhitztem Anzapfdampf und Speisewasser kann nicht zu dem Grad ausgenutzt werden wie es bei den Oberflächenvorwärmern mit eingebautem Enthitzer möglich ist.Mixing heaters have the advantage of optimal condensation and enable an increased compared to a surface preheater Water heating. However, they have the disadvantage of being in direct contact the steam with the condensate is basically no desuperheater in the same housing can be installed. The temperature gradient between overheated bleed steam and feed water cannot be used to the degree it is the surface preheater with built-in desuperheater is possible.

Presentation of the invention

Angesichts der bekannten Schaltungen zur Vorwärmung von Speisewasser ist der Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Schaltung zur Vorwärmung von Speisewasser einer Dampfkraftanlage zu schaffen, die den Wärmeverbrauch der Dampfkraftanlage verbessert, indem das Temperaturgefälle zwischen dem überhitzten Anzapfdampf und dem Speisewasser bei Mischvorwärmern besser ausgeschöpft wird.In view of the known circuits for preheating feed water Invention set the task of a circuit for preheating feed water to create a steam power plant that reduces the heat consumption of the Steam power plant improved by the temperature gradient between the overheated bleed steam and the feed water better with mixed preheaters is exhausted.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung zur Vorwärmung von Speisewasser gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, die einen Hochdruckenthitzer zur Enthitzung von Anzapfdampf für einen Niederdruck-Mischvorwärmer aufweist, wobei der Hochdruckenthitzer wasserseitig zwischen dem Speisewasserbehälter und dem ersten Hochdruckvorwärmer geschaltet ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Hochdruckenthitzer zwischen der Speisewasserpumpe und dem ersten Hochdruckvorwärmer geschaltet. Dampfseitig verläuft die Schaltung wie folgt. Dampf wird von einer höheren Stufe einer Turbine, üblicherweise einer Mitteldruckturbine, entnommen und dem Hochdruckenthitzer zugeführt. Er durchströmt den Enthitzerraum und erwärmt die von Speisewasser durchflossenen Rohre und wird nach dem Austritt aus dem Enthitzer dem Niederdruck-Mischvorwärmer zugeführt. Im Mischvorwärmer kondensiert er am versprühten Speisewasser/Kondensat, welches dabei auf die Sättigungstemperatur erwärmt wird.
Wasserseitig wird Speisewasser/Kondensat vom Kondensator dem Niederdruck-Mischvorwärmer zugeführt und dort versprüht. Das Speisewasser/Kondensat wird hier durch den Wärmetausch mit dem Anzapfdampf erwärmt, der aus dem erfindungsgemässen separaten Hochdruckenthitzer zugeleitet worden ist, und wird im Speisewasserbehälter angesammelt. Das Speisewasser wird sodann durch die Speisewasserpumpe dem Hochdruckenthitzer zugeführt, wobei es durch die Wärme der Pumpe weiter erwärmt wird. Im Hochdruckenthitzer wird es wiederum um einige Grad Kelvin erwärmt und wird darauf dem ersten Hochdruckvorwärmer zugeleitet.This object is achieved by a circuit for preheating feed water according to the preamble of claim 1, which has a high-pressure heater for heating tap steam for a low-pressure mixing preheater, the high-pressure heater being connected on the water side between the feed water tank and the first high-pressure preheater.
In a preferred embodiment, the high-pressure heater is connected between the feed water pump and the first high-pressure preheater. The circuit on the steam side is as follows. Steam is taken from a higher stage of a turbine, usually a medium-pressure turbine, and fed to the high-pressure heater. It flows through the desuperheater and heats the pipes through which feed water flows and is fed to the low-pressure mixer preheater after it has left the desuperheater. In the preheater, it condenses on the sprayed feed water / condensate, which is heated to the saturation temperature.
On the water side, feed water / condensate is fed from the condenser to the low-pressure pre-heater and sprayed there. The feed water / condensate is heated here by the heat exchange with the bleed steam, which has been supplied from the separate high-pressure heater according to the invention, and is collected in the feed water tank. The feed water is then fed to the high-pressure heater by the feed water pump, and is further heated by the heat of the pump. In the high-pressure heater, it is warmed by a few degrees Kelvin and then sent to the first high-pressure preheater.

Die erfindungsgemässe Schaltung hat den Hauptvorteil, dass das Temperaturgefälle zwischen dem für den Niederdruck-Mischvorwärmer bestimmten Anzapfdampf und dem Speisewasser mittels dem separaten Enthitzer für die Wassererwärmung besser genutzt wird. Durch den separaten Enthitzer wird eine Erwärmung des Speisewassers je nach Überhitzung des Dampfes von ca. 4 bis 5 K erreicht. Da die Temperatur des Speisewassers am Ende der Vorwärmerschaltung die gleiche ist wie in bestehenden Schaltungen, wird dadurch die notwendige Erwärmung mit hochwertigem Dampf durch den darauffolgenden Hochdruckvorwärmer geringer und der Wärmeverbrauch des Hochdruckvorwärmers wird vermindert. Der Wärmeverbrauch der gesamten Anlage verringert sich dadurch um ca. 0.08%.
Ein zweiter Vorteil der Schaltung besteht darin, dass im Hochdruckenthitzer eine Kondensation des Anzapfdampfes nicht möglich ist. Das Speisewasser besitzt am Eintritt in den Hochdruckenthitzer eine Temperatur, die über der Sättigungstemperatur des Anzapfdampfes liegt, da es beim Durchlauf der Speisewasserpumpe um etwa 3K erwärmt worden ist. Es besteht deshalb keine Kondensationsgefahr im Hochdruckenthitzer, wodurch sich grössere Freiheiten bei der Auslegung des Apparates ergeben, indem der Apparat grösser gebaut und die Überhitzungswärme des Anzapfdampfes voll ausgenützt werden kann. The circuit according to the invention has the main advantage that the temperature gradient between the tap steam intended for the low-pressure mixing preheater and the feed water is better used for water heating by means of the separate desuperheater. The separate desuperheater heats the feed water by approx. 4 to 5 K depending on the steam overheating. Since the temperature of the feed water at the end of the preheater circuit is the same as in existing circuits, the necessary heating with high-quality steam by the subsequent high-pressure preheater is reduced and the heat consumption of the high-pressure preheater is reduced. This reduces the heat consumption of the entire system by approx. 0.08%.
A second advantage of the circuit is that condensation of the bleed steam is not possible in the high-pressure heater. The feed water has a temperature at the inlet to the high-pressure heater that is above the saturation temperature of the bleed steam, since it has been heated by about 3K when the feed water pump passes through. There is therefore no risk of condensation in the high-pressure heater, which results in greater freedom in the design of the apparatus, in that the apparatus is built larger and the overheating heat of the tap steam can be fully utilized.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die erfindungsgemässe Schaltung eine erhöhte Leistung der Mitteldruckturbine, von welcher der Anzapfdampf für den Hochdruckvorwärmer entnommen wird. Die erhöhte Turbinenleistung ergibt sich aus einem verstärkten Anzapfmassenstrom für den Mischvorwärmer und einer Reduktion des Anzapfdampfstroms für den Hochdruckvorwärmer. Entsprechend der Verringerung des Wärmeverbrauchs um 0.08% wird bei einer 175 MW-Anlage ein Leistungsgewinn von ca. 150 kW erzielt.
In der bevorzugten Ausführung ist der Hochdruckenthitzer nach der Speisewasserpumpe geschaltet, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, dass keine zusätzliche Pumpe für den Betrieb des Hochdruckenthitzers notwendig ist.Another advantage results from the circuit according to the invention an increased power of the medium pressure turbine, from which the bleed steam for the high pressure preheater is taken. The increased turbine output results from an increased tapping mass flow for the mixing preheater and a reduction in the tapping steam flow for the high pressure preheater. In line with the 0.08% reduction in heat consumption, a power gain of approx. 150 kW is achieved with a 175 MW system.
In the preferred embodiment, the high-pressure heater is connected after the feed water pump, which has the further advantage that no additional pump is required to operate the high-pressure heater.

Brief description of the drawings

Es zeigen:

Figur 1 ein Schema der erfindungsgemässen Schaltung zur Vorwärmung des Speisewassers mittels eines separaten Hochdruckenthitzers für den Niederdruck-Mischvorwärmer.

Figur 2 ein Schema der Temperatur des Speisewassers als Funktion seines Durchlaufs durch die erfindungsgemässe Schaltung.

Figur 3 einen separaten Enthitzer aus dem Stand der Technik, der in der erfindungsgemässen Vorwärmerschaltung eingesetzt werden kann.

Show it:

1 shows a diagram of the circuit according to the invention for preheating the feed water by means of a separate high-pressure heater for the low-pressure mixing preheater.

Figure 2 is a diagram of the temperature of the feed water as a function of its passage through the circuit according to the invention.

3 shows a separate desuperheater from the prior art, which can be used in the preheater circuit according to the invention.

Way of carrying out the invention

Figur 1 zeigt schematisch eine Dampfkraftanlage mit einem Kessel 1, je einer Hoch-, Mittel- und Niederdruckturbine HP, MP bzw. LP, einem Generator G, einem Kondensator 2 und einer Schaltung 3 zur Vorwärmung von Speisewasser. In der Schaltung 3 wird das Kondensat zunächst mittels einer Kondensatpumpe 4 vom Kondensator 2 durch mehrere Niederdruckvorwärmer 4', 5, 6 gepumpt. Davon weisen die Vorwärmer 5 und 6 je einen Unterkühler 5a bzw. 5b auf. Sie werden ferner von Leitungen 4s, 5s, und 6s mit Anzapfdampf aus der Niederdruckturbine LP gespiesen. Den Niederdruckvorwämern 4', 5, 6 ist ein Niederdruck-Mischvorwärmer 7 mit Entgaser nachgeschaltet. Hier wird das Kondensat versprüht und zwecks Erwärmung mit heissem Dampf aus der Mitteldruckturbine MP aufgewärmt und im Speisewasserbehälter 7a gesammelt. Das Speisewasser wird darauf durch die Speisewasserpumpe 8 zunächst dem Hochdruckenthitzer 9 und darauf zwei Hochdruckvorwärmern zugeführt. (Der Enthitzer 9 ist wasserseitig der Speisewasserpumpe 8 nachgeschaltet und demnach als Hochdruckenthitzer bezeichnet.) In diesem Schema sind insgesamt 7 Vorwärmerstufen gezeigt. Eine Schaltung mit mehr oder weniger Stufen ist sicherlich ausführbar.Figure 1 shows schematically a steam power plant with a boiler 1, one each High, medium and low pressure turbines HP, MP and LP, a generator G, a condenser 2 and a circuit 3 for preheating feed water. In the circuit 3, the condensate is first of all by means of a condensate pump 4 pumped by condenser 2 through several low pressure preheaters 4 ', 5, 6. The preheaters 5 and 6 each have a subcooler 5a and 5b. she are also from lines 4s, 5s, and 6s with bleed steam from the Low pressure turbine powered. The low pressure preheaters 4 ', 5, 6 is a Low pressure mixer preheater 7 connected with degasser. Here it is Sprayed condensate and for heating with hot steam from the Medium pressure turbine MP warmed up and collected in the feed water tank 7a. The feed water is thereupon first by the feed water pump 8 High pressure heater 9 and then two high pressure preheaters. (The Desuperheater 9 is connected downstream of the feed water pump 8 and therefore referred to as high-pressure heater.) In this scheme are total 7 preheater levels shown. A circuit with more or fewer stages is certainly executable.

Der Anzapfdampf für den Niederdruck-Mischvorwärmer 7 wird der Mitteldruckturbine MP an einem Anzapfpunkt 9p im Bereich einer höheren Stufe der Turbine MP entnommen. Vor der Zugabe des heissen, überhitzten Dampfes über die Leitung 9s in den Mischvorwärmer 7 wird er im separaten Enthitzer 9 enthitzt. Der überhitzte Dampf wird vom Anzapfpunkt 9p über die Leitung 9s in den Enthitzer 9 geleitet. Hier erwärmt er die von Speisewasser durchflossenen Rohre, wird dabei enthitzt und schliesslich mit einer tieferen Temperatur dem Mischvorwärmer 7 zugeführt.
Das von der Speisewasserpumpe 8 gepumpte Speisewasser wird vorzugsweise in zwei Leitungen 20 und 21 geleitet. Ein Teilstrom gelangt über die Leitung 20 durch den Enthitzer, und der andere Teilstrom umgeht den Enthitzer 9 über die Leitung 21. Nach dem Enthitzer werden die beiden Teilströme in der Leitung 23 zusammengeführt, vermischt und dem Vorwärmer 10 zugeführt. Das Teilverhältnis der beiden Speisewasserströme wird durch eine Drosselung 22 eingestellt. Die Führung eines Teilstroms durch den Enthitzer 9 ermöglicht eine Realisierung des Hochdruckenthitzers mit einer kleineren Wärmetauschfläche und einem kleineren Gehäuse, was Platz einspart und kostengünstiger ist. Die Erwärmung des gesamten Speisewasserstroms nach der Vermischung mit dem zweiten Teilstrom beträgt ungefähr 4 K. Eine grössere Erwärmung ist physikalisch möglich; diese wäre jedoch mit einer grösseren Dampfüberhitzung und grösseren Wärmeaustauschfläche im Hochdruckenthitzer 9 verbunden. Der Aufwand für die vergrösserte Wärmetauschfläche im Vergleich zum Gewinn in der Erwärmung kann optimiert werden.
Anstelle der Teilung des Speisewasserstroms, kann auch der gesamte Speisewasserstrom durch den Enthitzer geführt werden, wofür eine grössere Wärmetauschfläche notwendig wäre. Auf diese Weise beträgt die erzielbare Erwärmung des gesamten Speisewasserstroms wiederum ungefähr 4 K. Die Erwärmung eines Teilstroms mit nachträglicher Vermischung des zweiten Teilstroms ist aufgrund der kleineren notwendigen Wärmetauschfläche die bevorzugte Ausführung.
Beim Durchlaufen der Speisewasserpumpe 8 wird das Speisewasser um ca. 3K erwärmt. Es besitzt dadurch beim Eintritt in den Hochdruckenthitzer 9 eine Temperatur über der Sättigungstemperatur des Anzapfdampfs. Aus diesem Grund kann sich der Anzapfdampf im Enthitzer 9 nicht bis auf die Sättigungstemperatur abkühlen und kondensieren. Da keine Kondensationsgefahr besteht, ergeben sich bei der Auslegung des Enthitzers grössere Freiheiten, während bei bekannten eingebauten Enthitzern die Auslegung durch eine Kondensationsgefahr eingeschränkt ist.The tapping steam for the low-pressure mixing preheater 7 is taken from the medium-pressure turbine MP at a tapping point 9p in the region of a higher stage of the turbine MP. Before the hot, superheated steam is added via line 9s to the mixing preheater 7, it is heated in the separate desuperheater 9. The superheated steam is conducted from the tap 9p via line 9s to the desuperheater 9. Here it heats the pipes through which feed water flows, is heated and finally fed to the mixing preheater 7 at a lower temperature.
The feed water pumped by the feed water pump 8 is preferably conducted in two lines 20 and 21. One partial flow passes through the desuperheater via line 20, and the other partial flow bypasses the desuperheater 9 via line 21. After the desuperheater, the two partial flows are brought together in line 23, mixed and fed to preheater 10. The partial ratio of the two feed water flows is set by a throttle 22. The passage of a partial flow through the desuperheater 9 enables the high-pressure heater to be implemented with a smaller heat exchange surface and a smaller housing, which saves space and is less expensive. The heating of the entire feed water flow after mixing with the second partial flow is approximately 4 K. A greater heating is physically possible; however, this would be associated with greater steam superheating and a larger heat exchange surface in the high-pressure heater 9. The effort for the enlarged heat exchange surface compared to the gain in heating can be optimized.
Instead of dividing the feed water flow, the entire feed water flow can also be passed through the desuperheater, for which a larger heat exchange surface would be necessary. In this way, the achievable heating of the entire feed water flow is again approximately 4 K. The heating of a partial flow with subsequent mixing of the second partial flow is the preferred embodiment due to the smaller heat exchange surface required.
When passing through the feed water pump 8, the feed water is heated by approximately 3K. As a result, when it enters the high-pressure heater 9, it has a temperature above the saturation temperature of the bleed steam. For this reason, the bleed steam in the desuperheater 9 cannot cool down and condense to the saturation temperature. Since there is no risk of condensation, there is greater freedom in the design of the desuperheater, while in known built-in desuperheaters the design is limited by a risk of condensation.

Der Hochdruckvorwärmer 10 weist einen Unterkühler 10a, eine Kondensationszone 10b und einen Enthitzer 10c auf. Er wird über eine Leitung 10s mit Anzapfdampf aus der Mitteldruckturbine MP gespiesen, wobei der Anzapfpunkt 10p an einer höheren Stufe der Turbine angeordnet ist.
Der Oberflächenvorwärmer 11 ist ähnlich dem Vorwärmer 10 ausgelegt mit einem Unterkühler 11a, einem Kühler 11b und einem Enthitzer 11c. Der Vorwärmer 11 wird über die Leitung 11s mit Anzapfdampf aus der Hochdruckturbine HP gespiesen.
Figur 2 stellt anhand eines Temperaturdiagramms (von rechts nach links) die Vorwärmung des Kondensators/Speisewassers durch die erfindungsgemässe Schaltung. Zuerst ist die Erwärmung im Mischvorwärmer 7 durch den Anzapfdampf aus der Leitung 9s und 9b gezeigt, gefolgt von der Erwärmung um ca. 3K beim Durchlauf durch die Speisewasserpumpe 8. Es folgt die Erwärmung des Speisewassers, welches in der Leitung 20 geführt wird, um mehrere K durch den Enthitzer 9. Das Speisewasser in der Leitung 21 erfährt dabei keine Erwärmung. Nach der Zusammenführung der Leitungen 20 und 21 liegt die Temperatur des Speisewassers, das über die Leitung 23 zum Hochdruckvorwärmer 10 gelangt, ca. 4 K über der Wassertemperatur nach der Speisewasserpumpe 8.
Figur 3 zeigt das Prinzip eines Hochdruckenthitzers. Es ist ein Apparate aus dem Stand der Technik, der in dieser Vorwärmerschaltung ebenfalls angewendet werden kann. Dieser separate Hochdruckenthitzer weist einen Mantel 50 auf, der eine unterteilte Speisewasserkammmer 51 und einen Enthitzerraum 52 umfasst, welche durch einen Rohrboden 53 voneinander getrennt sind. Das Speisewasser tritt durch einen Wassereintrittsstutzen 54 in den ersten Teil der Wasserkammer 51 und durchfliesst den Enthitzerraum 52 über Rohre des Rohrbündels 55, wonach es über den zweiten Teil der Wasserkammer 51 und den Wasseraustrittsstutzen 56 den Enthitzer verlässt. Der überhitzte Anzapfdampf gelangt über einen Dampfeintritt 57 in den Enthitzerraum 52, wo er im Gegenstrom zum Wasser über die Rohre strömt. Er wird dabei durch Bleche 58 und eine in der Mitte des Rohrbündels angeordnete zick-zack-förmige Trennwand 59 mehrfach umgelenkt. Nach Durchströmen des Enthitzerraums 52 und Erwärmung des Rohrbündels gelangt der Dampf durch den Dampfaustritt 60 aus dem Enthitzer.The high-pressure preheater 10 has a subcooler 10a, a condensation zone 10b and a desuperheater 10c. It is fed with bleed steam from the medium-pressure turbine MP via a line 10s, the bleed point 10p being arranged at a higher stage of the turbine.
The surface preheater 11 is designed similar to the preheater 10 with a subcooler 11a, a cooler 11b and a desuperheater 11c. The preheater 11 is fed via line 11s with bleed steam from the high-pressure turbine HP.
FIG. 2 uses a temperature diagram (from right to left) to preheat the condenser / feed water using the circuit according to the invention. First, the heating in the mixing preheater 7 by the bleed steam from the lines 9s and 9b is shown, followed by the heating by approximately 3K as it passes through the feed water pump 8. The feed water, which is conducted in line 20, is then heated by several K by the desuperheater 9. The feed water in line 21 is not heated. After the lines 20 and 21 have been brought together, the temperature of the feed water, which reaches the high-pressure preheater 10 via line 23, is approximately 4 K above the water temperature after the feed water pump 8.
Figure 3 shows the principle of a high pressure heater. It is an apparatus from the prior art which can also be used in this preheater circuit. This separate high-pressure heater has a jacket 50, which comprises a divided feed water chamber 51 and a desuperheater chamber 52, which are separated from one another by a tube plate 53. The feed water enters the first part of the water chamber 51 through a water inlet connection 54 and flows through the desuperheater chamber 52 via tubes of the tube bundle 55, after which it leaves the desuperheater via the second part of the water chamber 51 and the water outlet connection 56. The overheated bleed steam passes through a steam inlet 57 into the desuperheater 52, where it flows in countercurrent to the water through the pipes. It is deflected several times by sheets 58 and a zigzag-shaped partition 59 arranged in the middle of the tube bundle. After flowing through the desuperheater space 52 and heating the tube bundle, the steam comes out of the desuperheater through the steam outlet 60.

Ein dem separaten Hochdruckenthitzer nachgeschaltete Oberflächenvorwärmer weist Speisewasserkammern, einen Unterkühler, eine Kondensationszone sowie einen Enthitzer 45 auf, die zum Beispiel in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind. Das aufzuwärmende Speisewasser fliesst in U-förmigen Rohren durch den Unterkühler, die Kondensationszone und den Enthitzer. Der Anzapfdampf durchströmt den Vorwärmer im Kreuz-Gegenstrom, wobei er durch Bleche umgelenkt wird. Der Enthitzer ist dabei klein ausgelegt, sodass sich kein Kondensat bildet. Der Enthitzer kann auch in einem separaten Gehäuse, getrennt vom Hochdruckvorwärmer angeordnet sein. A surface preheater downstream of the separate high pressure heater has feed water chambers, a subcooler, a condensation zone and a desuperheater 45, for example housed in a single housing are. The feed water to be heated flows through the U-shaped pipes Subcooler, the condensation zone and the desuperheater. The tap steam flows through the preheater in cross-counterflow, passing through metal sheets is redirected. The desuperheater is designed small, so that there is none Condensate forms. The desuperheater can also be separated in a separate housing be arranged by the high pressure preheater.

Reference list

11: Kesselboiler
22nd: Kondensatorcapacitor
33rd: VorwärmerschaltungPreheater circuit
44th: KondensatpumpeCondensate pump
4'4 ': erster Niederdruckvorwärmerfirst low pressure preheater
55: zweiter Niederdruck-Oberflächenvorwärmersecond low pressure surface preheater
5a5a: UnterkühlerSubcooler
5b5b: KondensationszoneCondensation zone
5s5s: DampfleitungSteam pipe
66: dritter Niederdruck-Oberflächenvorwärmerthird low pressure surface preheater
6a6a: UnterkühlerSubcooler
6b6b: KondensationszoneCondensation zone
6s6s: DampfleitungSteam pipe
77: SpeisewasserbehälterFeed water tank
7a7a: Niederdruck-Mischvorwärmer mit EntgaserLow pressure mixer preheater with degasser
88th: SpeisewasserpumpeFeed water pump
99: HochdruckenthitzerHigh pressure desuperheater
9b9b: DampfleitungSteam pipe
9s9s: DampfleitungSteam pipe
9p9p: EntnahmepunktWithdrawal point
1010th: OberflächenvorwärmerSurface preheater
10a10a: UnterkühlerSubcooler
10b10b: KondensationszoneCondensation zone
10c10c: EnthitzerDesuperheater
10s10s: DampfleitungSteam pipe
10p10p: EntnahmepunktWithdrawal point
1111: OberflächenvorwärmerSurface preheater
11a11a: UnterkühlerSubcooler
11b11b: KondensationszoneCondensation zone
11c11c: EnthitzerDesuperheater
11s11s: DampfleitungSteam pipe
2020th: Speisewasserleitung, erste TeilleitungFeed water line, first sub-line
2121: Speisewasserleitung, zweite TeilleitungFeed water line, second sub-line
2222: Drosselungthrottling
2323: SpeisewasserleitungFeed water pipe
5050: Mantelcoat
5151: SpeisewasserkammerFeed water chamber
5252: EnthitzerraumDesuperheater
5353: RohrbodenTube sheet
5454: WassereintrittsstutzenWater inlet connection
5555: RohrbündelTube bundle
5656: WasseraustrittsstutzenWater outlet connection
5757: DampfeintrittSteam entry
5858: UmlenkblecheBaffles
5959: Trennwandpartition wall
6060: DampfaustrittSteam outlet
HPHP: HochdruckturbineHigh pressure turbine
MPMP: MitteldruckturbineMedium pressure turbine
LPLP: NiederdruckturbineLow pressure turbine

Claims

Preheater circuit (3) for preheating feed water in a steam power plant with a boiler (1), one or more turbines, a condenser (2), low pressure and high pressure preheaters (4 ', 5,6,10,11), a feed water tank (7a ), a feed water pump (8), the preheater circuit (3) having a low-pressure mixing preheater (7) fed with bleed steam, followed by the feed water pump (8) and a high-pressure preheater (10) fed with bleed steam, characterized in that
the preheater circuit (3) has a high-pressure heater (9) for heating tap steam for the low-pressure mixing preheater (7), the desuperheater (9) being connected on the water side between the feed water tank (7a) and the high-pressure preheater (10).