EP1288567A1 - Steam generator and process for starting a steam generator with a heating gas channel through which a heating gas can flow in a substantially horizontal direction - Google Patents

Steam generator and process for starting a steam generator with a heating gas channel through which a heating gas can flow in a substantially horizontal direction Download PDF

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EP1288567A1
EP1288567A1 EP01121027A EP01121027A EP1288567A1 EP 1288567 A1 EP1288567 A1 EP 1288567A1 EP 01121027 A EP01121027 A EP 01121027A EP 01121027 A EP01121027 A EP 01121027A EP 1288567 A1 EP1288567 A1 EP 1288567A1
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EP
European Patent Office
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evaporator tubes
evaporator
flow medium
steam generator
flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01121027A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Dr. Franke
Rudolf Kral
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to EP02797600A priority patent/EP1421317B1/en
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Priority to JP2003525187A priority patent/JP2005523410A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/14—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type during the starting-up periods, i.e. during the periods between the lighting of the furnaces and the attainment of the normal operating temperature of the steam boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines

Definitions

  • the invention relates to a method for starting a Steam generator with one in an approximately horizontal Hot gas flow through the hot gas channel, in which at least one of a number of approximately vertically arranged, connected in parallel to flow through a flow medium Evaporator tubes formed flow heating surface arranged is. It further relates to such a steam generator.
  • the In a gas and steam turbine plant, the is relaxed Work equipment or heating gas contained in the gas turbine Heat used to generate steam for the steam turbine.
  • the heat transfer takes place in a downstream of the gas turbine Heat recovery steam generator, in which usually a Number of heating surfaces for water preheating, for steam generation and is arranged for steam superheating.
  • the heating surfaces are connected to the water-steam cycle of the steam turbine.
  • the water-steam cycle usually comprises several e.g. three, pressure levels, each pressure level an evaporator heating surface can have.
  • a continuous steam generator In contrast to a natural or forced circulation steam generator, a continuous steam generator is not subject to any pressure limitation, so that live steam pressures far above the critical pressure of water (P Kri ⁇ 221 bar) - where there are only slight differences in density between liquid-like and steam-like medium - are possible.
  • a high live steam pressure promotes high thermal efficiency and thus low CO 2 emissions from a fossil-fired power plant.
  • a continuous steam generator has a simple construction in comparison to a circulation steam generator and can therefore be produced with particularly little effort.
  • the use of a steam generator designed according to the continuous flow principle as waste heat steam generator of a gas and steam turbine system is therefore particularly favorable in order to achieve a high overall efficiency of the gas and steam turbine system with a simple construction.
  • the invention is therefore based on the object of a method to start up a steam generator of the type mentioned above, with which even with a particularly simple design high operational security is guaranteed.
  • a particularly suitable one for carrying out the method Steam generator can be specified.
  • this object is achieved according to the invention solved by at least some of the continuous heating surface forming evaporator tubes before loading the heating gas duct with heating gas up to a predefinable target level partially filled with unevaporated flow medium.
  • the invention is based on the consideration that compliance a high level of operational security even during the Start-up of the steam generator must be excluded that unevaporated flow medium in the the evaporator tubes downstream superheater can reach. For one particularly simple construction, this should be avoided to those usually provided in continuous steam generators Water-steam separation device can be ensured. To should be used for a steam generator in a horizontal construction, in which one of the evaporator tubes forming the continuous heating surface outlet collector connected downstream on the outlet side is connected to an inlet manifold of the superheater the start-up only partially filling the evaporator tubes be carried out with unevaporated flow medium.
  • the filling quantity and thus the target level for this First filling before the heating gas duct is started with heating gas should be chosen such that on the one hand a water emission due to the first steam formation is avoided, and that, on the other hand, insufficient cooling the evaporator tubes are avoided when starting up.
  • the target fill level is expediently selected in such a way that that at the beginning of the start-up process a feed of the Evaporator tubes with flow medium can be omitted. Consequently takes place during the start-up process, i.e. after loading of the heating gas duct with the heating gas, initially one Evaporation of what is already in the evaporator tubes Flow medium.
  • the unevaporated flow medium, that within the respective evaporator tube downstream of the respective location of the start of evaporation is not due to the vapor bubble forming in the in advance filled zone of the respective evaporator tube pushed.
  • the undevaporated flow medium can evaporate or falls if the mass flow densities are sufficiently low in the evaporator tubes again in the lower ones Space area of the respective evaporator tube.
  • the choice of the target level can thus be in the upper range of the respective evaporator tube, initially not filled with flow medium and as compensation space for the underlying column serving as a flow medium of the respective evaporator tube are sufficiently large can be chosen so that an exit is not evaporated Flow medium from the respective evaporator tube also beginning evaporation can be safely excluded.
  • Heating gas is advantageously the actual level of the respective Evaporator tubes adjusted to the specified target level.
  • the respective actual fill level is advantageously by means of a differential pressure measurement between the lower pipe inlet and top pipe outlet of the respective evaporator pipe determined, the measurement value obtained thereby expediently as the basis for feeding the respective evaporator tube with unevaporated flow medium becomes.
  • the start-up phase varies a particularly reliable compliance with the boundary conditions ensure that on the one hand an exit when starting of unevaporated flow medium from the evaporator tubes reliably excluded and on the other hand in everyone If sufficient cooling of all evaporator tubes is guaranteed should be the one for the first filling of the evaporator tubes relevant target level advantageously in Dependency on the intended start-up heating process specified.
  • the start-up heating process will expediently based on characteristic values for the boiler geometry and / or the course of the heat supply over time the heating gas is determined. It can be used for a variety of such Parameter combinations, each adapted start-up heating process in a database assigned to the steam generator be deposited, in particular also the current one Heating cycle previous heating cycles taken into account could be.
  • a particularly high operational stability of the steam generator to ensure, is advantageous when feeding the evaporator tubes with flow medium whose mass flow density set so that a compared to another evaporator tube of the same continuous heating surface multi-heated evaporator tube one compared to the other Evaporator tube has higher throughput of the flow medium.
  • the continuous heating surface of the steam generator thus shows in the type of flow characteristic of a natural circulation evaporator heating surface (Natural circulation characteristic) when occurring different heating of individual evaporator tubes self-stabilizing behavior without the requirement external influence to align the exit side Temperatures also on differently heated, fluid medium side evaporator tubes connected in parallel leads. To ensure this characteristic is an application of the evaporator tubes with comparatively less Mass flow density provided.
  • the stated object is achieved by a distributor upstream of the evaporator tubes and an outlet header downstream of the evaporator tubes a common differential pressure measuring device assigned.
  • a common differential pressure measuring device assigned to the differential pressure measuring device.
  • the level in the evaporator tubes is particularly favorable Way can be monitored so that a characteristic Characteristic value as a suitable reference variable for feeding the Evaporator tubes can be used.
  • the advantages achieved with the invention are in particular in that by only partially filling the Evaporator tubes with unevaporated flow medium in front of one first application of heating gas to the heating gas duct
  • a particularly safe and stable Operating behavior can be achieved in particular by the evaporator tubes with a comparatively low mass flow density be applied so that in the evaporator tubes located undevaporated flow medium even when it starts Vapor formation remains in the respective evaporator tube and ultimately evaporates there too.
  • An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. In it the figure shows in simplified Representation in longitudinal section of a steam generator in horizontal construction.
  • the steam generator 1 is in the manner of a heat recovery steam generator a gas turbine, not shown downstream on the exhaust gas side.
  • the steam generator 1 has a surrounding wall 2, one in an approximately horizontal, by the arrows 4 indicated heating gas direction x flow-through heating gas channel 6 for the exhaust gas from the gas turbine forms.
  • heating gas channel 6 is a number of after Continuous flow evaporator heating surface, also as Pass-through heating surface 8, 10, arranged.
  • two continuous heating surfaces 8, 10 are shown, but it can also be only one or a larger number be provided by continuous heating surfaces.
  • the continuous heating surfaces 8, 10 of the steam generator 1 include a plurality of each in the manner of a tube bundle Flow through a flow medium W connected in parallel Evaporator tubes 14 and 15.
  • the evaporator tubes 14, 15 are each aligned approximately vertically, with each a plurality of evaporator tubes 14 and 15 in the heating gas direction x seen is arranged side by side. It is in each case only one of the evaporator tubes arranged side by side in this way 14 or 15 visible.
  • the evaporator tubes 14 of the first continuous heating surface 8 A common distributor 16 on the flow medium side upstream and a common outlet header 18 connected.
  • the outlet header 18 of the first continuous heating surface 8 is in turn on the outlet side via a downpipe system 20 with a the second continuous heating surface 10 associated distributor 22 connected.
  • On the output side is the second continuous heating surface 10 downstream of an outlet header 24.
  • the evaporator system formed by the continuous heating surfaces 8, 10 can be acted upon with flow medium W, the one Passes through the evaporator system and evaporates dissipated as steam D after leaving the evaporator system and one of the outlet collector 24 of the second continuous heating surface 10 downstream superheater heating surface 26 is fed. That from the continuous heating surfaces 8, 10 and that formed after this superheater heating surface 26 Pipe system is in the water-steam cycle, not shown switched to a steam turbine. In addition, in the steam turbine water-steam cycle a number of others, in the figure schematically indicated heating surfaces 28 switched. With the heating surfaces 28, for example around medium pressure evaporators, low pressure evaporators and / or act as preheaters.
  • the evaporator system formed by the continuous heating surfaces 8, 10 is designed in such a way that it is suitable for feeding the Evaporator tubes 14, 15 with a comparatively low mass flow density is suitable, the evaporator tubes 14, 15 have a natural circulation characteristic. With this natural circulation characteristic has one compared to another Evaporator tube 14 or 15 of the same continuous heating surface 8 or 10 more heated evaporator tubes 14 or 15 in comparison to the further evaporator tube 14 or 15 higher throughput of the flow medium W.
  • the steam generator 1 is in comparison kept simple construction. This includes the second continuous heating surface 10 without a comparatively elaborate water-steam separation system or separation system directly with the superheater heating surface downstream 26 connected so that the outlet manifold 24th the second continuous heating surface 10 directly over a Overflow line and without the interposition of other components connected to a distributor of the superheater heating surface 26 is.
  • the steam generator 1 In order to be comparatively structural in this, too simple design in all operating conditions to maintain a comparatively high level of operational security, is the steam generator 1 when starting with regard to operated these constraints.
  • the filling the evaporator tubes 14 with undevaporated flow medium W before the start of heating takes place via the anyway existing feed water line and the distributor 16.
  • a common differential pressure measuring device 32 is assigned. Based on the actual level determined in each evaporator tube 14 is the further filling with unevaporated flow medium W controlled such that the predetermined target level taken within a specified tolerance band becomes.
  • any remaining unevaporated flow medium W is via the downpipe system 20 in the downstream second Pass-through heating surface 10 transferred and completely evaporated there.
  • the second continuous heating surface 10 thus takes in each Drop the remaining water output from the first Pass-through heating surface 8. Because of the only partial Filling the evaporator tubes 14 before the start of the actual one The start-up process therefore occurs with little or no vaporization Flow medium W in the second continuous heating surface 10 downstream outlet header 24 or in the this downstream superheater heating surface 26.
  • the filling is only partial of the evaporator tubes forming the first continuous heating surface 8 14 provided; the second continuous heating surface 10 initially remains unfilled.
  • a partial filling the evaporator tubes forming the second continuous heating surface 10 15 can be provided with an analogous procedure.
  • a pressure measurement of the flow medium W or Vapor D particularly at the outlet header 24 or at the outlet the superheater heating surface 26.
  • Via one accordingly arranged pressure sensor is a for the pressure of the evaporated flow medium or vapor D in the outlet header 24 or more characteristic at the outlet of the superheater heating surface Measured value recorded and monitored. At the beginning of steam production is closed based on the onset of pressure increase, of values of a few when steam formation begins bar per minute.
  • the operational Conveying feed water or unevaporated flow medium W in the distributor assigned to the continuous heating surface 8 16 added.
  • the supply of feed water or unevaporated Flow medium W in the evaporator tubes 14 regulated in such a way that at the upper tube outlet 34 of the evaporator tubes 14 superheated steam D, i.e. Steam D without wet components, exit.
  • the evaporator tubes 14 are supplied with Flow medium W whose mass flow density is set in such a way that one compared to another evaporator tube 14 more heated evaporator tube 14 compared to another evaporator tube 14 higher throughput of the flow medium W. This ensures that the continuous heating surface 8 even if different heating occurs individual evaporator tubes 14 in the manner of the flow characteristic a natural circulation evaporator heating surface shows self-stabilizing behavior.

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Abstract

The method for starting a steam producer (1) involves a hot gas channel (6) flowed through in virtually horizontal hot gas direction, in which at least one throughflow heating surface (8) is arranged formed by parallel connected evaporator tubes (14) vertically arranged for throughflow of flow medium (W,D). At least some of the evaporator tubes, before input of hot gas into the hot gas channel are filled with unevaporated flow medium up to a predetermined level. The actual state of fill of the evaporator tubes is determined by a difference pressure measurement between the lower tube inlet (32) and the upper tube outlet (34). The starting heating process is determined on the basis of characteristic values for the boiler geometry and/or the timewise process of the heat offer through the hot gas.

Description

Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers mit einem in einer annähernd horizontalen Heizgasrichtung durchströmbaren Heizgaskanal und DampferzeugerMethod for starting a steam generator with one in one approximately horizontal flow of hot gas Heating gas duct and steam generator

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers mit einem in einer annähernd horizontalen Heizgasrichtung durchströmbaren Heizgaskanal, in dem mindestens eine aus einer Anzahl von annähernd vertikal angeordneten, zur Durchströmung eines Strömungsmediums parallel geschalteten Verdampferrohren gebildete Durchlaufheizfläche angeordnet ist. Sie betrifft weiter einen derartigen Dampferzeuger.The invention relates to a method for starting a Steam generator with one in an approximately horizontal Hot gas flow through the hot gas channel, in which at least one of a number of approximately vertically arranged, connected in parallel to flow through a flow medium Evaporator tubes formed flow heating surface arranged is. It further relates to such a steam generator.

Bei einer Gas- und Dampfturbinenanlage wird die im entspannten Arbeitsmittel oder Heizgas aus der Gasturbine enthaltene Wärme zur Erzeugung von Dampf für die Dampfturbine genutzt. Die Wärmeübertragung erfolgt in einem der Gasturbine nachgeschalteten Abhitzedampferzeuger, in dem üblicherweise eine Anzahl von Heizflächen zur Wasservorwärmung, zur Dampferzeugung und zur Dampfüberhitzung angeordnet ist. Die Heizflächen sind in den Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine geschaltet. Der Wasser-Dampf-Kreislauf umfaßt üblicherweise mehrere, z.B. drei, Druckstufen, wobei jede Druckstufe eine Verdampferheizfläche aufweisen kann.In a gas and steam turbine plant, the is relaxed Work equipment or heating gas contained in the gas turbine Heat used to generate steam for the steam turbine. The heat transfer takes place in a downstream of the gas turbine Heat recovery steam generator, in which usually a Number of heating surfaces for water preheating, for steam generation and is arranged for steam superheating. The heating surfaces are connected to the water-steam cycle of the steam turbine. The water-steam cycle usually comprises several e.g. three, pressure levels, each pressure level an evaporator heating surface can have.

Für den der Gasturbine als Abhitzedampferzeuger heizgasseitig nachgeschalteten Dampferzeuger kommen mehrere alternative Auslegungskonzepte, nämlich die Auslegung als Durchlaufdampferzeuger oder die Auslegung als Umlaufdampferzeuger, in Betracht. Bei einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung von als Verdampferrohren vorgesehenen Dampferzeugerrohren zu einer Verdampfung des Strömungsmediums in den Dampferzeugerrohren in einem einmaligen Durchlauf. Im Gegensatz dazu wird bei einem Natur- oder Zwangumlaufdampferzeuger das im Umlauf geführte Wasser bei einem Durchlauf durch die Verdampferrohre nur teilweise verdampft. Das dabei nicht verdampfte Wasser wird nach einer Abtrennung des erzeugten Dampfes den selben Verdampferrohren für eine weitere Verdampfung erneut zugeführt.For the gas turbine as waste heat generator on the hot gas side Downstream steam generators come with several alternatives Design concepts, namely the design as a continuous steam generator or the design as a circulation steam generator. In the case of a once-through steam generator, the heating leads of steam generator tubes provided as evaporator tubes evaporation of the flow medium in the steam generator tubes in a single pass. In contrast to that in the case of a natural or forced circulation steam generator led water during a passage through the evaporator tubes only partially evaporated. The water that has not evaporated becomes the same after separation of the generated steam Evaporator tubes fed again for further evaporation.

Ein Durchlaufdampferzeuger unterliegt im Gegensatz zu einem Natur- oder Zwangumlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung, so daß Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser (PKri ≈ 221 bar) - wo es nur noch geringe Dichteunterschiede gibt zwischen flüssigkeitsähnlichem und dampfähnlichem Medium - möglich sind. Ein hoher Frischdampfdruck begünstigt einen hohen thermischen Wirkungsgrad und somit niedrige CO2-Emisionen eines fossilbeheizten Kraftwerks. Zudem weist ein Durchlaufdampferzeuger im Vergleich zu einem Umlaufdampferzeuger eine einfache Bauweise auf und ist somit mit besonders geringem Aufwand herstellbar. Die Verwendung eines nach dem Durchlaufprinzip ausgelegten Dampferzeugers als Abhitzedampferzeuger einer Gas- und Dampfturbinenanlage ist daher zur Erzielung eines hohen Gesamtwirkungsgrades der Gas- und Dampfturbinenanlage bei einfacher Bauweise besonders günstig.In contrast to a natural or forced circulation steam generator, a continuous steam generator is not subject to any pressure limitation, so that live steam pressures far above the critical pressure of water (P Kri ≈ 221 bar) - where there are only slight differences in density between liquid-like and steam-like medium - are possible. A high live steam pressure promotes high thermal efficiency and thus low CO 2 emissions from a fossil-fired power plant. In addition, a continuous steam generator has a simple construction in comparison to a circulation steam generator and can therefore be produced with particularly little effort. The use of a steam generator designed according to the continuous flow principle as waste heat steam generator of a gas and steam turbine system is therefore particularly favorable in order to achieve a high overall efficiency of the gas and steam turbine system with a simple construction.

Besondere Vorteile hinsichtlich des Herstellungsaufwands, aber auch hinsichtlich erforderlicher Wartungsarbeiten bietet ein Abhitzedampferzeuger in liegender Bauweise, bei dem das beheizende Medium oder Heizgas, also insbesondere das Abgas aus der Gasturbine, in annähernd horizontaler Strömungsrichtung durch den Dampferzeuger geführt ist. Ein derartiger, in liegender Bauweise ausgelegter Dampferzeuger ist aus der EP 0 944 801 B1 bekannt. Infolge seiner Auslegung als Durchlaufdampferzeuger ist beim Betrieb dieses Dampferzeugers die Randbedingung einzuhalten, daß das Überströmen von Wasser aus den die Durchlaufheizfläche bildenden Verdampferrohren in einen nachgeschalteten Überhitzer ausgeschlossen ist. Dies kann jedoch gerade beim Anfahren des Dampferzeugers problematisch sein. Special advantages in terms of manufacturing effort, but also offers required maintenance work a heat recovery steam generator in a horizontal design, in which the heating medium or heating gas, in particular the exhaust gas from the gas turbine, in an approximately horizontal flow direction is guided by the steam generator. Such a, in Lying construction designed steam generator is from the EP 0 944 801 B1 is known. As a result of its design as a continuous steam generator is the operation of this steam generator Boundary condition to be observed that the overflowing of water the evaporator tubes forming the continuous heating surface into one downstream superheater is excluded. This can however problematic especially when starting the steam generator his.

Beim Anfahren des Dampferzeugers kann es zu einem sogenannten Wasserausstoß kommen. Dieser entsteht, wenn die infolge der Beheizung der Verdampferrohre eintretende Verdampfung des darin befindlichen Strömungsmediums erstmals einsetzt und dies beispielsweise in der Mitte des jeweiligen Verdampferrohres geschieht. Damit wird die stromabwärts vorhandene Wassermenge (auch als Wasserpfropfen bezeichnet) aus dem jeweiligen Verdampferrohr hinausgeschoben. Um sicher auszuschließen, daß unverdampftes Strömungsmedium aus den Verdampferrohren in den diesen nachgeschalteten Überhitzer gelangen kann, ist der bekannte Dampferzeuger - wie üblicherweise auch ein Durchlaufdampferzeuger in stehender Bauweise - mit einer zwischen die die Durchlaufheizfläche bildenden Verdampferrohre und den Überhitzer geschalteten Wasser-Dampf-Trennvorrichtung oder Abscheideeinrichtung versehen. Aus dieser wird überschüssiges Wasser abgezogen und entweder mittels einer Umwälzpumpe wieder dem Verdampfer zugeführt oder verworfen. Ein derartiges Wasser-Dampf-Trennsystem ist jedoch sowohl in konstruktiver Hinsicht als auch im Hinblick auf den Wartungsaufwand vergleichsweise aufwendig.When the steam generator starts up, it can become a so-called Water discharge coming. This arises when the as a result of Heating the evaporator tubes as evaporation of the the flow medium contained therein is used for the first time and this, for example, in the middle of the respective evaporator tube happens. This is the amount of water available downstream (also called water plug) from the respective Evaporator tube pushed out. To safely rule out that unevaporated flow medium from the evaporator tubes into which this superheater can get, is the well-known steam generator - as is usually the case Continuous steam generator in a standing design - with an intermediate the evaporator tubes forming the continuous heating surface and the superheater switched water-steam separator or separator. This becomes excess Water is drawn off and either by means of a circulation pump fed back to the evaporator or discarded. On such water-steam separation system is both constructive Terms as well as in terms of maintenance comparatively complex.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers der oben genannten Art anzugeben, mit dem auch bei besonders einfacher Bauweise eine hohe betriebliche Sicherheit gewährleistet ist. Zudem soll ein für die Durchführung des Verfahrens besonders geeigneter Dampferzeuger angegeben werden.The invention is therefore based on the object of a method to start up a steam generator of the type mentioned above, with which even with a particularly simple design high operational security is guaranteed. In addition, should a particularly suitable one for carrying out the method Steam generator can be specified.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem zumindest einige der die Durchlaufheizfläche bildenden Verdampferrohre vor einer Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas bis zu einem vorgebbaren Sollfüllstand teilweise mit unverdampftem Strömungsmedium befüllt werden.With regard to the method, this object is achieved according to the invention solved by at least some of the continuous heating surface forming evaporator tubes before loading the heating gas duct with heating gas up to a predefinable target level partially filled with unevaporated flow medium.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß zur Einhaltung einer hohen betrieblichen Sicherheit auch während des Anfahrens des Dampferzeugers sicher ausgeschlossen sein sollte, daß unverdampftes Strömungsmedium in den den Verdampferrohren nachgeschalteten Überhitzer gelangen kann. Für eine besonders einfache Bauweise sollte dies jedoch unter Verzicht auf die üblicherweise bei Durchlaufdampferzeugern vorgesehene Wasser-Dampf-Trenneinrichtung sichergestellt werden. Dazu sollte bei einem Dampferzeuger in liegender Bauweise, bei dem ein den die Durchlaufheizfläche bildenden Verdampferrohren austrittsseitig nachgeschalteter Austrittssammler direkt mit einem Eintrittsverteiler des Überhitzers verbunden ist, vor dem Anfahren eine lediglich teilweise Befüllung der Verdampferrohre mit unverdampftem Strömungsmedium vorgenommen werden. Die Füllmenge und damit der Sollfüllstand für diese Erstbefüllung vor Aufnahme der Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas sollte dabei derart gewählt sein, daß einerseits ein Wasseraustoß infolge der erstmaligen Dampfbildung vermieden ist, und daß andererseits eine unzureichende Kühlung der Verdampferrohre beim Anfahren vermieden ist.The invention is based on the consideration that compliance a high level of operational security even during the Start-up of the steam generator must be excluded that unevaporated flow medium in the the evaporator tubes downstream superheater can reach. For one particularly simple construction, this should be avoided to those usually provided in continuous steam generators Water-steam separation device can be ensured. To should be used for a steam generator in a horizontal construction, in which one of the evaporator tubes forming the continuous heating surface outlet collector connected downstream on the outlet side is connected to an inlet manifold of the superheater the start-up only partially filling the evaporator tubes be carried out with unevaporated flow medium. The filling quantity and thus the target level for this First filling before the heating gas duct is started with heating gas should be chosen such that on the one hand a water emission due to the first steam formation is avoided, and that, on the other hand, insufficient cooling the evaporator tubes are avoided when starting up.

Der Sollfüllstand wird dabei zweckmäßigerweise derart gewählt, daß zu Beginn des Anfahrvorgangs eine Bespeisung der Verdampferrohre mit Strömungsmedium unterbleiben kann. Somit erfolgt während des Anfahrvorgangs, also nach erfolgter Beaufschlagung des Heizgaskanals mit dem Heizgas, zunächst eine Verdampfung des bereits in den Verdampferrohren befindlichen Strömungsmediums. Dabei wird dasjenige unverdampfte Strömungsmedium, das innerhalb des jeweiligen Verdampferrohres stromabwärts vom jeweiligen Ort des Verdampfungsbeginns liegt, durch die sich bildende Dampfblase in die vorab nicht gefüllte Zone des jeweiligen Verdampferrohres geschoben. Dort kann dieser Anteil des unverdampften Strömungsmediums verdampfen oder fällt bei Einhaltung ausreichend niedriger Massenstromdichten in den Verdampferrohren wieder in den unteren Raumbereich des jeweiligen Verdampferrohres. Durch eine geeignete Wahl des Sollfüllstands kann somit der im oberen Bereich des jeweiligen Verdampferrohres befindliche, zunächst nicht mit Strömungsmedium befüllte und als Ausgleichsraum für die darunterliegende Säule als Strömungsmedium dienende Teilbereich des jeweiligen Verdampferrohres ausreichend groß bemessen gewählt werden, so daß ein Austritt unverdampften Strömungsmediums aus dem jeweiligen Verdampferrohr auch bei beginnender Verdampfung sicher ausgeschlossen werden kann.The target fill level is expediently selected in such a way that that at the beginning of the start-up process a feed of the Evaporator tubes with flow medium can be omitted. Consequently takes place during the start-up process, i.e. after loading of the heating gas duct with the heating gas, initially one Evaporation of what is already in the evaporator tubes Flow medium. The unevaporated flow medium, that within the respective evaporator tube downstream of the respective location of the start of evaporation is not due to the vapor bubble forming in the in advance filled zone of the respective evaporator tube pushed. There this portion of the undevaporated flow medium can evaporate or falls if the mass flow densities are sufficiently low in the evaporator tubes again in the lower ones Space area of the respective evaporator tube. By a suitable one The choice of the target level can thus be in the upper range of the respective evaporator tube, initially not filled with flow medium and as compensation space for the underlying column serving as a flow medium of the respective evaporator tube are sufficiently large can be chosen so that an exit is not evaporated Flow medium from the respective evaporator tube also beginning evaporation can be safely excluded.

Bei der teilweisen Befüllung der jeweiligen Verdampferrohre vor der erstmaligen Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas wird vorteilhafterweise der Istfüllstand der jeweiligen Verdampferrohre an den vorgebbaren Sollfüllstand angeglichen. Dazu wird der jeweilige Istfüllstand vorteilhafterweise mittels einer Differenzdruckmessung zwischen unterem Rohreintritt und oberem Rohraustritt des jeweiligen Verdampferrohres ermittelt, wobei der dabei gewonnene Meßwert zweckmäßigerweise als Grundlage für eine Bespeisung des jeweiligen Verdampferrohres mit unverdampftem Strömungsmedium herangezogen wird.When partially filling the respective evaporator tubes before the heating gas duct is charged for the first time Heating gas is advantageously the actual level of the respective Evaporator tubes adjusted to the specified target level. For this purpose, the respective actual fill level is advantageously by means of a differential pressure measurement between the lower pipe inlet and top pipe outlet of the respective evaporator pipe determined, the measurement value obtained thereby expediently as the basis for feeding the respective evaporator tube with unevaporated flow medium becomes.

Je nach Betriebszustand des Dampferzeugers und dessen Vorgeschichte können unterschiedliche zeitliche Verläufe der Beheizung des Dampferzeugers während seiner Anfahrphase vorgesehen sein. Um auch bei variierendem Ablauf der Anfahrphase eine besonders zuverlässige Einhaltung der Randbedingungen zu gewährleisten, daß nämlich einerseits beim Anfahren ein Austritt von unverdampftem Strömungsmedium aus den Verdampferrohren zuverlässig ausgeschlossen und andererseits in jedem Fall eine ausreichende Kühlung aller Verdampferrohre gewährleistet sein soll, wird der für die Erstbefüllung der Verdampferrohre maßgebliche Sollfüllstand vorteilhafterweise in Abhängigkeit von dem jeweils vorgesehenen Anfahrbeheizungsverlauf vorgegeben. Der Anfahrbeheizungsverlauf wird dabei zweckmäßigerweise anhand von Kennwerten für die Kesselgeometrie und/oder den zeitlichen Verlauf des Wärmeangebots durch das Heizgas ermittelt. Dabei kann für eine Vielzahl derartiger Parameterkombinationen ein jeweils angepaßter Anfahrbeheizungsverlauf in einer dem Dampferzeuger zugeordneten Datenbank hinterlegt sein, wobei insbesondere auch dem aktuellen Beheizungszyklus vorangegangene Beheizungszyklen berücksichtigt sein können.Depending on the operating state of the steam generator and its history can have different heating courses over time of the steam generator provided during its start-up phase his. In order even when the start-up phase varies a particularly reliable compliance with the boundary conditions ensure that on the one hand an exit when starting of unevaporated flow medium from the evaporator tubes reliably excluded and on the other hand in everyone If sufficient cooling of all evaporator tubes is guaranteed should be the one for the first filling of the evaporator tubes relevant target level advantageously in Dependency on the intended start-up heating process specified. The start-up heating process will expediently based on characteristic values for the boiler geometry and / or the course of the heat supply over time the heating gas is determined. It can be used for a variety of such Parameter combinations, each adapted start-up heating process in a database assigned to the steam generator be deposited, in particular also the current one Heating cycle previous heating cycles taken into account could be.

In der Startphase des Anfahrvorgangs, d. h. in einer Zeitspanne unmittelbar nach Beginn der Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas, ist ein Betrieb des Dampferzeugers ohne weitere Beaufschlagung der Verdampferrohre mit Strömungsmedium oder Speisewasser vorgesehen. Zweckmäßigerweise wird jedoch die Förderung von Speisewasser oder unverdampftem Strömungsmedium in die Verdampferrohre nach einsetzender Dampfbildung in den Verdampferrohren aufgenommen, so daß auch nach einsetzender Dampfbildung in jedem Fall eine ausreichende Kühlung des jeweiligen Verdampferrohres sichergestellt ist. Das Einsetzen der Dampfbildung wird dabei vorteilhafterweise mittels eines Druckanstiegs im Wasser-Dampf-Kreislauf erkannt. Um die bedarfsgerechte Bespeisung der Verdampferrohre mit Speisewasser auf besonders zuverlässige Weise zu ermöglichen, wird somit vorteilhafterweise nach der Aufnahme der Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas ein für einen Druck des Strömungsmediums charakteristischer Meßwert überwacht, wobei dann, wenn dieser Meßwert einen vorgebbaren Grenzwert übersteigt, eine kontinuierliche Beaufschlagung der Verdampferrohre mit Speisewasser aufgenommen wird.In the starting phase of the start-up process, i.e. H. in a period of time immediately after the start of the heating gas duct with heating gas, is an operation of the steam generator without further application of flow medium to the evaporator tubes or feed water provided. Conveniently, however, the promotion of feed water or unevaporated Flow medium into the evaporator tubes after the onset Vapor formation in the evaporator tubes added, so that too sufficient steam after the onset of steam formation Cooling of the respective evaporator tube ensured is. The onset of steam formation is advantageous by means of an increase in pressure in the water-steam cycle recognized. In order to feed the evaporator tubes according to requirements with feed water in a particularly reliable way enable, is thus advantageously after the recording the loading of the heating gas channel with heating gas one for one Pressure of the flow medium characteristic measured value monitored, when this measured value is a predeterminable Limit exceeds a continuous exposure to the Evaporator tubes with feed water is added.

Auch nach Aufnahme der Förderung von Speisewasser in die Verdampferrohre wird das Speisewasser in die Verdampferrohre zweckmäßigerweise derart eingespeist, daß ein Austritt unverdampften Strömungsmediums aus den Verdampferrohren sicher vermieden ist. Dazu wird die Zufuhr von Speisewasser in die Verdampferrohre vorteilhafterweise derart geregelt, daß am oberen Rohraustritt des oder jeden Verdampferrohres überhitzter Dampf austritt. Um dabei zu gewährleisten, daß kein unverdampftes Strömungsmedium in den nachgeschalteten Überhitzer gelangen kann, kann dabei die Bereitstellung von lediglich vergleichsweise schwach überhitztem Dampf am Austritt der Verdampferrohre ausreichen. Even after feed water has been pumped into the evaporator tubes the feed water is in the evaporator tubes conveniently fed in such a way that an outlet is not evaporated Flow medium from the evaporator tubes safely is avoided. For this, the supply of feed water into the Evaporator tubes advantageously controlled such that on upper tube outlet of the or each evaporator tube overheated Steam escapes. To ensure that no unevaporated Flow medium in the downstream superheater can only provide comparatively slightly superheated steam at the outlet of the evaporator tubes are sufficient.

Um eine besonders hohe betriebliche Stabilität des Dampferzeugers zu gewährleisten, wird vorteilhafterweise bei der Bespeisung der Verdampferrohre mit Strömungsmedium dessen Massenstromdichte derart eingestellt, daß ein im Vergleich zu einem weiteren Verdampferrohr derselben Durchlaufheizfläche mehrbeheiztes Verdampferrohr einen im Vergleich zum weiteren Verdampferrohr höheren Durchsatz des Strömungsmediums aufweist. Die Durchlaufheizfläche des Dampferzeugers zeigt somit in der Art der Strömungscharakteristik einer Naturumlaufverdampferheizfläche (Naturumlaufcharakteristik) bei auftretender unterschiedlicher Beheizung einzelner Verdampferrohre ein selbststabilisierendes Verhalten, das ohne das Erfordernis äußere Einflußnahme zu einer Angleichung der austrittsseitigen Temperaturen auch an unterschiedlich beheizten, strömungsmediumsseitig parallel geschalteten Verdampferrohren führt. Zur Gewährleistung dieser Charakteristik ist eine Beaufschlagung der Verdampferrohre mit vergleichsweise geringer Massenstromdichte vorgesehen.A particularly high operational stability of the steam generator to ensure, is advantageous when feeding the evaporator tubes with flow medium whose mass flow density set so that a compared to another evaporator tube of the same continuous heating surface multi-heated evaporator tube one compared to the other Evaporator tube has higher throughput of the flow medium. The continuous heating surface of the steam generator thus shows in the type of flow characteristic of a natural circulation evaporator heating surface (Natural circulation characteristic) when occurring different heating of individual evaporator tubes self-stabilizing behavior without the requirement external influence to align the exit side Temperatures also on differently heated, fluid medium side evaporator tubes connected in parallel leads. To ensure this characteristic is an application of the evaporator tubes with comparatively less Mass flow density provided.

Bezüglich des Dampferzeugers wird die genannte Aufgabe gelöst, indem einem den Verdampferrohren vorgeschalteten Verteiler und einem den Verdampferrohren nachgeschalteten Austrittssammler eine gemeinsame Differenzdruckmeßeinrichtung zugeordnet ist. Über die Differenzdruckmeßeinrichtung ist dabei der Füllstand in den Verdampferrohren auf besonders günstige Weise überwachbar, so daß ein dafür charakteristischer Kennwert als geeignete Führungsgröße für die Bespeisung der Verdampferrohre heranziehbar ist.With regard to the steam generator, the stated object is achieved by a distributor upstream of the evaporator tubes and an outlet header downstream of the evaporator tubes a common differential pressure measuring device assigned. About the differential pressure measuring device the level in the evaporator tubes is particularly favorable Way can be monitored so that a characteristic Characteristic value as a suitable reference variable for feeding the Evaporator tubes can be used.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch eine lediglich teilweise Befüllung der Verdampferrohre mit unverdampftem Strömungsmedium vor einer erstmaligen Beaufschlagung des Heizgaskanals mit Heizgas der Anfahrvorgang mit hoher betrieblicher Sicherheit, also insbesondere unter ausreichender Kühlung der Verdampferrohre bei sicherer Vermeidung einer Einbringung unverdampften Strömungsmediums in den den Verdampferrohren nachgeschalteten Überhitzer, gewährleistet ist, wobei der Dampferzeuger in konstruktiver Hinsicht besonders einfach gehalten sein kann. Dabei kann auch bei der Einhaltung hoher betrieblicher Sicherheisstandards das vergleichsweise aufwendige Wasser-Dampf-Trennsystem vollständig entfallen, ohne daß an dessen Stelle baulich ebenso aufwendige Maßnahmen wie beispielsweise die Verwendung besonders robuster oder hochwertiger Rohrmaterialien vorzunehmen sind. Ein besonders sicheres und stabiles Betriebsverhalten ist dabei insbesondere erreichbar, indem die Verdampferrohre mit vergleichsweise geringer Massenstromdichte beaufschlagt werden, so daß in den Verdampferrohren befindliches unverdampftes Strömungsmedium auch bei einsetzender Dampfbildung im jeweiligen Verdampferrohr verbleibt und letztendlich auch dort verdampft wird.The advantages achieved with the invention are in particular in that by only partially filling the Evaporator tubes with unevaporated flow medium in front of one first application of heating gas to the heating gas duct Starting process with high operational safety, in particular with sufficient cooling of the evaporator tubes safe avoidance of the introduction of undevaporated flow medium in the superheaters downstream of the evaporator tubes, is guaranteed, the steam generator in constructive Regards can be kept particularly simple. there can also comply with high operational safety standards the comparatively complex water-steam separation system completely eliminated without replacing it structurally just as complex measures as for example Use of particularly robust or high-quality pipe materials are to be made. A particularly safe and stable Operating behavior can be achieved in particular by the evaporator tubes with a comparatively low mass flow density be applied so that in the evaporator tubes located undevaporated flow medium even when it starts Vapor formation remains in the respective evaporator tube and ultimately evaporates there too.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur in vereinfachter Darstellung im Längsschnitt einen Dampferzeuger in liegender Bauweise.An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. In it the figure shows in simplified Representation in longitudinal section of a steam generator in horizontal construction.

Der Dampferzeuger 1 gemäß der Figur ist in der Art eines Abhitzedampferzeugers einer nicht näher dargestellten Gasturbine abgasseitig nachgeschaltet. Der Dampferzeuger 1 weist eine Umfassungswand 2 auf, die einen in einer annähernd horizontalen, durch die Pfeile 4 angedeuteten Heizgasrichtung x durchströmbaren Heizgaskanal 6 für das Abgas aus der Gasturbine bildet. Im Heizgaskanal 6 ist eine Anzahl von nach dem Durchlaufprinzip ausgelegten Verdampferheizfläche, auch als Durchlaufheizfläche 8, 10 bezeichnet, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind dabei zwei Durchlaufheizflächen 8, 10 gezeigt, es kann aber auch lediglich eine oder eine größere Anzahl von Durchlaufheizflächen vorgesehen sein.The steam generator 1 according to the figure is in the manner of a heat recovery steam generator a gas turbine, not shown downstream on the exhaust gas side. The steam generator 1 has a surrounding wall 2, one in an approximately horizontal, by the arrows 4 indicated heating gas direction x flow-through heating gas channel 6 for the exhaust gas from the gas turbine forms. In the heating gas channel 6 is a number of after Continuous flow evaporator heating surface, also as Pass-through heating surface 8, 10, arranged. In the embodiment two continuous heating surfaces 8, 10 are shown, but it can also be only one or a larger number be provided by continuous heating surfaces.

Die Durchlaufheizflächen 8, 10 des Dampferzeugers 1 umfassen jeweils in der Art eines Rohrbündels eine Mehrzahl von zur Durchströmung eines Strömungsmediums W parallel geschalteten Verdampferrohren 14 bzw. 15. Die Verdampferrohre 14, 15 sind dabei jeweils annähernd vertikal ausgerichtet, wobei jeweils eine Mehrzahl von Verdampferrohren 14 bzw. 15 in Heizgasrichtung x gesehen nebeneinander angeordnet ist. Dabei ist jeweils lediglich eines der so nebeneinander angeordneten Verdampferrohre 14 bzw. 15 sichtbar.The continuous heating surfaces 8, 10 of the steam generator 1 include a plurality of each in the manner of a tube bundle Flow through a flow medium W connected in parallel Evaporator tubes 14 and 15. The evaporator tubes 14, 15 are each aligned approximately vertically, with each a plurality of evaporator tubes 14 and 15 in the heating gas direction x seen is arranged side by side. It is in each case only one of the evaporator tubes arranged side by side in this way 14 or 15 visible.

Den Verdampferrohren 14 der ersten Durchlaufheizfläche 8 ist strömungsmediumsseitig jeweils ein gemeinsamer Verteiler 16 vor- und ein gemeinsamer Austrittssammler 18 nachgeschaltet. Der Austrittssammler 18 der ersten Durchlaufheizfläche 8 ist seinerseits ausgangsseitig über ein Fallrohrsystem 20 mit einem der zweiten Durchlaufheizfläche 10 zugeordneten Verteiler 22 verbunden. Ausgangsseitig ist der zweiten Durchlaufheizfläche 10 ein Austrittssammler 24 nachgeschaltet.The evaporator tubes 14 of the first continuous heating surface 8 A common distributor 16 on the flow medium side upstream and a common outlet header 18 connected. The outlet header 18 of the first continuous heating surface 8 is in turn on the outlet side via a downpipe system 20 with a the second continuous heating surface 10 associated distributor 22 connected. On the output side is the second continuous heating surface 10 downstream of an outlet header 24.

Das von den Durchlaufheizflächen 8, 10 gebildete Verdampfersystem ist mit Strömungsmedium W beaufschlagbar, das bei einmaligem Durchlauf durch das Verdampfersystem verdampft und nach dem Austritt aus dem Verdampfersystem als Dampf D abgeführt und einer dem Austrittssammler 24 der zweiten Durchlaufheizfläche 10 nachgeschalteten Überhitzerheizfläche 26 zugeführt wird. Das aus den Durchlaufheizflächen 8, 10 und der dieser nachgeschalteten Überhitzerheizfläche 26 gebildete Rohrsystem ist in den nicht näher dargestellten Wasser-Dampf-Kreislauf einer Dampfturbine geschaltet. Zusätzlich sind in den Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine eine Anzahl weiterer, in der Figur jeweils schematisch angedeuteter Heizflächen 28 geschaltet. Bei den Heizflächen 28 kann es sich beispielsweise um Mitteldruckverdampfer, Niederdruckverdampfer und/oder um Vorwärmer handeln.The evaporator system formed by the continuous heating surfaces 8, 10 can be acted upon with flow medium W, the one Passes through the evaporator system and evaporates dissipated as steam D after leaving the evaporator system and one of the outlet collector 24 of the second continuous heating surface 10 downstream superheater heating surface 26 is fed. That from the continuous heating surfaces 8, 10 and that formed after this superheater heating surface 26 Pipe system is in the water-steam cycle, not shown switched to a steam turbine. In addition, in the steam turbine water-steam cycle a number of others, in the figure schematically indicated heating surfaces 28 switched. With the heating surfaces 28, for example around medium pressure evaporators, low pressure evaporators and / or act as preheaters.

Das von den Durchlaufheizflächen 8, 10 gebildete Verdampfersystem ist derart ausgelegt, daß es für eine Bespeisung der Verdampferrohre 14, 15 mit vergleichsweise niedriger Massenstromdichte geeignet ist, wobei die Verdampferrohre 14, 15 eine Naturumlaufcharakteristik aufweisen. Bei dieser Naturumlaufcharakteristik weist ein im Vergleich zu einem weiteren Verdampferrohr 14 bzw. 15 derselben Durchlaufheizfläche 8 bzw. 10 mehrbeheiztes Verdampferrohr 14 bzw. 15 einen im Vergleich zum weiteren Verdampferrohr 14 bzw. 15 höheren Durchsatz des Strömungsmediums W auf.The evaporator system formed by the continuous heating surfaces 8, 10 is designed in such a way that it is suitable for feeding the Evaporator tubes 14, 15 with a comparatively low mass flow density is suitable, the evaporator tubes 14, 15 have a natural circulation characteristic. With this natural circulation characteristic has one compared to another Evaporator tube 14 or 15 of the same continuous heating surface 8 or 10 more heated evaporator tubes 14 or 15 in comparison to the further evaporator tube 14 or 15 higher throughput of the flow medium W.

Der Dampferzeuger 1 gemäß der Figur ist in vergleichsweise einfacher Bauweise gehalten. Dazu ist unter anderem die zweite Durchlaufheizfläche 10 unter Verzicht auf ein vergleichsweise aufwendiges Wasser-Dampf-Trennsystem oder Abscheidesystem direkt mit der ihr nachgeschalteten Überhitzerheizfläche 26 verbunden, so daß der Austrittssammler 24 der zweiten Durchlaufheizfläche 10 unmittelbar über eine Überströmleitung und ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten an einen Verteiler der Überhitzerheizfläche 26 angeschlossen ist. Um jedoch auch bei dieser baulich vergleichsweise einfach gehaltenen Auslegung in allen Betriebszuständen eine vergleichsweise hohe betriebliche Sicherheit einzuhalten, wird der Dampferzeuger 1 beim Anfahren im Hinblick auf diese Randvorgaben betrieben. Der Dampferzeuger 1 wird dabei beim Anfahren insbesondere derart betrieben, daß einerseits immer eine ausreichende Kühlung sowohl der die Durchlaufheizflächen 8, 10 bildenden Verdampferrohre 14, 15 als auch der die Überhitzerheizfläche 26 bildenden Dampferzeugerrohre gewährleistet ist. Andererseits wird der Dampferzeuger 1 auch beim Anfahren derart betrieben, daß auch ohne einen zwischen die zweite Durchlaufheizfläche 10 und die Überhitzerheizfläche 26 geschaltetes Wasser-Dampf-Trennsystem die Einspeisung unverdampften Strömungsmediums W in die Überhitzerheizfläche 26 sicher vermieden ist.The steam generator 1 according to the figure is in comparison kept simple construction. This includes the second continuous heating surface 10 without a comparatively elaborate water-steam separation system or separation system directly with the superheater heating surface downstream 26 connected so that the outlet manifold 24th the second continuous heating surface 10 directly over a Overflow line and without the interposition of other components connected to a distributor of the superheater heating surface 26 is. In order to be comparatively structural in this, too simple design in all operating conditions to maintain a comparatively high level of operational security, is the steam generator 1 when starting with regard to operated these constraints. The steam generator 1 will when starting in particular operated such that on the one hand always sufficient cooling both of the continuous heating surfaces 8, 10 forming evaporator tubes 14, 15 and the ensures the superheater heating surface 26 forming steam generator tubes is. On the other hand, the steam generator 1 too operated in such a way that even without a between the second continuous heating surface 10 and the superheater heating surface 26 switched water-steam separation system the feed unevaporated flow medium W into the superheater heating surface 26 is safely avoided.

Um dies zu gewährleisten, werden die die erste Durchlaufheizfläche 8 bildenden Verdampferrohre 14 vor einer erstmaligen Beaufschlagung des Heizgaskanals 6 mit Heizgas aus der vorgeschalteten Gasturbine bis zu einem vorgebbaren, in der Figur durch die gestrichelte Linie 30 angedeuteten Sollfüllstand mit unverdampftem Strömungsmedium W befüllt. Die Befüllung der Verdampferrohre 14 mit unverdampftem Strömungsmedium W vor der Beheizungsaufnahme erfolgt dabei über den ohnehin vorhandenen Speisewasserstrang und den Verteiler 16. Dabei wird der in den Verdampferrohren 14 erreichte Istfüllstand durch eine Differenzdruckmessung zwischen dem unteren Verteiler 16 und dem oberen Austrittssammler 18 ermittelt. Zu diesem Zweck ist dem Verteiler 16 und dem Austrittssammler 18 eine gemeinsame Differenzdruckmeßeinrichtung 32 zugeordnet. Anhand des so ermittelten Istfüllstands in jedem Verdampferrohr 14 wird die weitere Befüllung mit unverdampftem Strömungsmedium W derart gesteuert, daß der vorgegebene Sollfüllstand innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes eingenommen wird.To ensure this, they are the first continuous heating surface 8 forming evaporator tubes 14 before a first Actuation of the heating gas channel 6 with heating gas from the upstream Gas turbine up to a predetermined, in the figure by the dashed line 30 indicated target level filled with undevaporated flow medium W. The filling the evaporator tubes 14 with undevaporated flow medium W before the start of heating takes place via the anyway existing feed water line and the distributor 16. Thereby becomes the actual fill level reached in the evaporator tubes 14 by measuring the differential pressure between the lower distributor 16 and the upper outlet collector 18 determined. To this The purpose is the distributor 16 and the outlet collector 18 a common differential pressure measuring device 32 is assigned. Based on the actual level determined in each evaporator tube 14 is the further filling with unevaporated flow medium W controlled such that the predetermined target level taken within a specified tolerance band becomes.

Nach Abschluß der Erstbefüllung der Verdampferrohre 14 mit unverdampftem Strömungsmedium W wird zunächst die weitere Zufuhr von Strömungsmedium W in die Verdampferrohre 14 unterbunden. In diesem Zustand erfolgt der Start des eigentlichen Anfahrvorgangs für den Dampferzeuger 1, wobei insbesondere die Beaufschlagung des Heizgaskanals 6 mit Heizgas aus der vorgeschalteten Gasturbine aufgenommen wird. Durch die nunmehr eintretende Beheizung der Verdampferrohre 14 beginnt das in diesen befindliche unverdampfte Strömungsmedium W zu verdampfen. In jedem der Verdampferrohre 14 setzt nunmehr nach einer gewissen Zeitspanne lokale Verdampfung ein, wobei das stromabwärts oder oberhalb des jeweiligen Ortes des Verdampfungsbeginns befindliche noch unverdampfte Strömungsmedium W jeweils in die obere, zunächst nicht mit Strömungsmedium W befüllte Zone des jeweiligen Verdampferrohres 14 geschoben wird. Dort erfolgt entweder eine Verdampfung dieses Anteils des Strömungsmediums W, oder dieser Teil des Strömungsmediums W fällt aufgrund der vergleichsweise geringen Auslegungsmassenstromdichte in den Verdampferrohren 14 wieder in dessen unteren Bereich zurück.After completion of the first filling of the evaporator tubes 14 with unevaporated flow medium W is first the further supply of flow medium W in the evaporator tubes 14 prevented. In this state, the actual one starts Start-up process for the steam generator 1, in particular the application of the heating gas channel 6 with heating gas from the upstream gas turbine is added. By now entering heating of the evaporator tubes 14 begins to evaporate the unevaporated flow medium W located therein. Now continues in each of the evaporator tubes 14 local evaporation over a period of time, the downstream or above the respective location of the start of evaporation still unevaporated flow medium W each in the upper one, initially not with flow medium W filled zone of the respective evaporator tube 14 pushed becomes. This portion either evaporates there of the flow medium W, or this part of the flow medium W falls due to the comparatively low design mass flow density in the evaporator tubes 14 again in its lower area back.

Eventuell noch verbleibendes unverdampftes Strömungsmedium W wird über das Fallrohrsystem 20 in die nachgeschaltete zweite Durchlaufheizfläche 10 überführt und dort vollständig verdampft. Die zweite Durchlaufheizfläche 10 nimmt somit in jedem Fall den noch verbleibenden Wasserausstoß aus der ersten Durchlaufheizfläche 8 auf. Aufgrund der lediglich teilweisen Befüllung der Verdampferrohre 14 vor dem Beginn des eigentlichen Anfahrvorgangs tritt somit kein oder nahezu kein unverdampftes Strömungsmedium W in den der zweiten Durchlaufheizfläche 10 nachgeschalteten Austrittssammler 24 oder in die diesem nachgeschaltete Überhitzerheizfläche 26 ein.Any remaining unevaporated flow medium W is via the downpipe system 20 in the downstream second Pass-through heating surface 10 transferred and completely evaporated there. The second continuous heating surface 10 thus takes in each Drop the remaining water output from the first Pass-through heating surface 8. Because of the only partial Filling the evaporator tubes 14 before the start of the actual one The start-up process therefore occurs with little or no vaporization Flow medium W in the second continuous heating surface 10 downstream outlet header 24 or in the this downstream superheater heating surface 26.

Im Ausführungsbeispiel ist somit die lediglich teilweise Befüllung der die erste Durchlaufheizfläche 8 bildenden Verdampferrohre 14 vorgesehen; die zweite Durchlaufheizfläche 10 bleibt dabei zunächst unbefüllt. Zusätzlich kann in einer alternativen Ausführungsform aber auch eine teilweise Befüllung der die zweite Durchlaufheizfläche 10 bildenden Verdampferrohre 15 bei analoger Verfahrensführung vorgesehen sein.In the exemplary embodiment, the filling is only partial of the evaporator tubes forming the first continuous heating surface 8 14 provided; the second continuous heating surface 10 initially remains unfilled. In addition, in an alternative Embodiment but also a partial filling the evaporator tubes forming the second continuous heating surface 10 15 can be provided with an analogous procedure.

Eine Feststellung, ob eine Dampfproduktion in den Verdampferrohren 14 bereits eingesetzt hat und verdampftes Strömungsmedium oder Dampf D in den Austrittssammler 24 eintritt, erfolgt über eine Druckmessung des Strömungsmediums W oder Dampfes D, insbesondere am Austrittssammler 24 oder am Austritt der Überhitzerheizfläche 26. Über einen entsprechend angeordneten Drucksensor wird dabei ein für den Druck des verdampften Strömungsmediums oder Dampfes D im Austrittssammler 24 oder am Austritt der Überhitzerheizfläche charakteristischer Meßwert erfaßt und überwacht. Auf beginnende Dampfproduktion wird dabei anhand einsetzenden Druckanstiegs geschlossen, der bei einsetzender Dampfbildung Werte von einigen bar pro Minute erreichen kann.A determination of whether there is steam production in the evaporator tubes 14 has already used and evaporated flow medium or steam D enters the outlet header 24 via a pressure measurement of the flow medium W or Vapor D, particularly at the outlet header 24 or at the outlet the superheater heating surface 26. Via one accordingly arranged pressure sensor is a for the pressure of the evaporated flow medium or vapor D in the outlet header 24 or more characteristic at the outlet of the superheater heating surface Measured value recorded and monitored. At the beginning of steam production is closed based on the onset of pressure increase, of values of a few when steam formation begins bar per minute.

Nachdem auf diese Weise eine einsetzende Dampfbildung in den Verdampferrohren 14 festgestellt wurde, wird die betriebsgemäße Förderung von Speisewasser oder unverdampftem Strömungsmedium W in den der Durchlaufheizfläche 8 zugeordneten Verteiler 16 aufgenommen. Während des weiteren Anfahrvorgangs, also insbesondere bis hin zum Erreichen eines Gleichgewichts-Betriebszustands, wird die Zufuhr von Speisewasser oder unverdampftem Strömungsmedium W in die Verdampferrohre 14 dabei derart geregelt, daß am oberen Rohraustritt 34 der Verdampferrohre 14 überhitzter Dampf D, d.h. Dampf D ohne Naßanteile, austritt.After an onset of steam formation in the Evaporator tubes 14 has been determined, the operational Conveying feed water or unevaporated flow medium W in the distributor assigned to the continuous heating surface 8 16 added. During the further start-up process, in particular up to reaching an equilibrium operating state, the supply of feed water or unevaporated Flow medium W in the evaporator tubes 14 regulated in such a way that at the upper tube outlet 34 of the evaporator tubes 14 superheated steam D, i.e. Steam D without wet components, exit.

Im übrigen wird bei der Bespeisung der Verdampferrohre 14 mit Strömungsmedium W dessen Massenstromdichte derart eingestellt, daß ein im Vergleich zu einem weiteren Verdampferrohr 14 mehrbeheiztes Verdampferrohr 14 einen im Vergleich zum weiteren Verdampferrohr 14 höheren Durchsatz des Strömungsmediums W aufweist. Dadurch ist gewährleistet, daß die Durchlaufheizfläche 8 auch bei auftretender unterschiedlicher Beheizung einzelner Verdampferrohre 14 in der Art der Strömungscharakteristik einer Naturumlaufverdampferheizfläche ein selbststabilisierendes Verhalten zeigt.Otherwise, the evaporator tubes 14 are supplied with Flow medium W whose mass flow density is set in such a way that one compared to another evaporator tube 14 more heated evaporator tube 14 compared to another evaporator tube 14 higher throughput of the flow medium W. This ensures that the continuous heating surface 8 even if different heating occurs individual evaporator tubes 14 in the manner of the flow characteristic a natural circulation evaporator heating surface shows self-stabilizing behavior.

Bei der hier vorgesehenen Durchführung des Anfahrvorgangs des Dampferzeugers 1 ist sichergestellt, daß einerseits jederzeit eine ausreichende Kühlung für die Verdampferrohre 14, 15 vorliegt, und daß andererseits zu keinem Zeitpunkt unverdampftes Strömungsmedium W in die der zweiten Durchlaufheizfläche 10 nachgeschaltete Überhitzerheizfläche 26 eintritt. Die Einhaltung dieser Randbedingungen ist dabei insbesondere durch die geeignete Wahl des Sollfüllstands für die Verdampferrohre 14 vor dem Start des eigentlichen Anfahrvorgangs sicherzustellen. Die Vorgabe des Sollfüllstands für die Verdampferrohre 14 erfolgt nämlich gerade derart, daß bei Zugrundelegung des vorgesehenen Anfahrvorgangs genau diese Randbedingungen eingehalten werden. Dazu wird der Sollfüllstand in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Anfahrbeheizungsverlauf für den Dampferzeuger 1 vorgegeben. Der Anfahrbeheizungsverlauf wird dabei anhand von Kennwerten für Kesselgeometrie und -material und/oder die Brennstoffart ermittelt. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß in der Art einer Datenbank in einem Speicherbaustein eine Vielzahl möglicher, für den vorliegenden Dampferzeuger 1 geeignete Anfahrbeheizungsverläufe hinterlegt sind, aus denen anhand von betrieblichen Daten ein für die aktuelle Situation angepaßter Verlauf ausgewählt und für die Vorgabe des Sollfüllstands zugrundegelegt wird.When the start-up procedure of the Steam generator 1 ensures that, on the one hand, at any time there is sufficient cooling for the evaporator tubes 14, 15, and that, on the other hand, never evaporated Flow medium W into that of the second continuous heating surface 10 downstream superheater heating surface 26 occurs. Compliance these boundary conditions is particularly due to the suitable choice of the desired fill level for the evaporator tubes 14 ensure before starting the actual starting process. The specification of the target level for the evaporator tubes 14 takes place in such a way that on the basis of intended start-up process met these boundary conditions become. The target level is dependent on this of the intended start-up heating process for the steam generator 1 specified. The start-up heating process will based on characteristic values for boiler geometry and material and / or the type of fuel is determined. In particular, it can be provided that in the manner of a database in a Memory chip a variety of possible for the present Steam generator 1 stored suitable start-up heating processes are, from which based on operational data selected course adapted to the current situation and is used for the specification of the target level.

Claims (9)

Verfahren zum Anfahren eines Dampferzeugers (1) mit einem in einer annähernd horizontalen Heizgasrichtung durchströmbaren Heizgaskanal (6), in dem mindestens eine aus einer Anzahl von annähernd vertikal angeordneten, zur Durchströmung eines Strömungsmediums (W, D) parallel geschalteten Verdampferrohren (14) gebildete Durchlaufheizfläche (8) angeordnet ist, bei dem zumindest einige Verdampferrohre (14) vor einer Beaufschlagung des Heizgaskanals (6) mit Heizgas bis zu einem vorgebbaren Sollfüllstand teilweise mit unverdampftem Strömungsmedium (W) befüllt werden.Method for starting a steam generator (1) with a Flowable in an approximately horizontal heating gas direction Heating gas channel (6), in which at least one of a number of approximately vertically arranged to flow through a Flow medium (W, D) evaporator tubes connected in parallel (14) continuous heating surface (8) is arranged, in which at least some evaporator tubes (14) before loading of the heating gas duct (6) with heating gas up to one Predeterminable target level, partly with undevaporated flow medium (W) to be filled. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Istfüllstand der jeweiligen Verdampferrohre (14) mittels einer Differenzdruckmessung zwischen unterem Rohreintritt (32) und oberem Rohraustritt (34) ermittelt wird.The method of claim 1, wherein the actual level of respective evaporator tubes (14) by means of a differential pressure measurement between the lower pipe inlet (32) and the upper pipe outlet (34) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Sollfüllstand in Abhängigkeit von einem vorgesehenen Anfahrbeheizungsverlauf vorgegeben wird.The method of claim 1 or 2, wherein the target level depending on a planned start-up heating process is specified. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Anfahrbeheizungsverlauf anhand von Kennwerten für die Kesselgeometrie und/oder den zeitlichen Verlauf des Wärmeangebots durch das Heizgas ermittelt wird.The method of claim 3, wherein the start-up heating history based on characteristic values for the boiler geometry and / or the time course of the heat supply by the Heating gas is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem nach der Aufnahme der Beaufschlagung des Heizgaskanals (6) mit Heizgas ein für einen Druck des Strömungsmediums (W, D) charakteristischer Meßwert überwacht wird, wobei dann, wenn dieser Meßwert einen vorgebbaren Grenzwert übersteigt, eine kontinuierliche Beaufschlagung der Verdampferrohre (14) mit unverdampftem Strömungsmedium (W) aufgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 4, in which the admission of the heating gas duct (6) Heating gas is a characteristic of a pressure of the flow medium (W, D) Measured value is monitored, and if this Measured value exceeds a predefinable limit, a continuous Loading the evaporator tubes (14) with unevaporated Flow medium (W) is recorded. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem nach einsetzender Dampfbildung in den Verdampferrohren (14) die Förderung von Strömungsmedium (W) in die Verdampferrohre (14) aufgenommen wird.A method according to claim 5, in which after Vapor formation in the evaporator tubes (14) promoting Flow medium (W) in the evaporator tubes (14) becomes. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Zufuhr von Strömungsmedium (W) in die Verdampferrohre (14) derart geregelt wird, daß am oberen Rohraustritt des oder jeden Verdampferrohres (15) überhitzter Dampf (D) austritt.The method of claim 6, wherein the supply of fluid medium (W) in the evaporator tubes (14) regulated in this way is that at the top tube outlet of the or each evaporator tube (15) superheated steam (D) escapes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem bei der Bespeisung der Verdampferrohre (14) mit Strömungsmedium (W, D) dessen Massenstromdichte derart eingestellt wird, daß ein im Vergleich zu einem weiteren Verdampferrohr (14) derselben Durchlaufheizfläche (8) mehrbeheiztes Verdampferrohr (14) einen im Vergleich zum weiteren Verdampferrohr (14) höheren Durchsatz des Strömungsmediums (W) aufweist.Method according to one of claims 1 to 7, in which feeding the evaporator tubes (14) with flow medium (W, D) whose mass flow density is set such that one compared to another evaporator tube (14) of the same Continuous heating surface (8) multi-heated evaporator tube (14) a higher compared to the other evaporator tube (14) Flow rate of the flow medium (W) has. Dampferzeuger (1) mit einem in einer annähernd horizontalen Heizgasrichtung durchströmbaren Heizgaskanal (6), in dem mindestens eine aus einer Anzahl von annähernd vertikal angeordneten, zur Durchströmung eines Strömungsmediums (W, D) parallel geschalteten Verdampferrohren (14) gebildete Durchlaufheizfläche (8) angeordnet ist, wobei einem den Verdampferrohren (14) vorgeschalteten Verteiler (16) und einem den Verdampferrohren (14) nachgeschalteten Austrittssammler (18) eine gemeinsame Differenzdruckmeßeinrichtung (32) zugeordnet ist.Steam generator (1) with an approximately horizontal Hot gas flow-through hot gas channel (6) in which at least one of a number of approximately vertically arranged, to flow through a flow medium (W, D) in parallel switched evaporator tubes (14) formed continuous heating surface (8) is arranged, one of the evaporator tubes (14) upstream distributor (16) and a Evaporator tubes (14) downstream outlet header (18) a common differential pressure measuring device (32) is assigned is.
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