ES2238805T3 - Procedimiento para el precalentamiento de condensado en un deposito de agua de alimentacion de una central electrica de vapor. - Google Patents
Procedimiento para el precalentamiento de condensado en un deposito de agua de alimentacion de una central electrica de vapor.Info
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Abstract
Un dispositivo de calentamiento de condensado de un vaso de alimentación de agua p.e. para plantas eléctricas de vapor. Un dispositivo de calentamiento de condensado en un vaso de alimentación de agua (2) de una estación de potencia funciona mediante el vapor eliminado (22) de la turbina (10, 11) con una línea de vapor (31) que conduce dentro del espacio inferior de condensado (30) del vaso de alimentación de agua (2) y en cuyo flujo se dispone un dispositivo de ajuste controlado (25) El ajuste o dispositivo de control (25) tiene una línea de rama de vapor controlado (33) que descarga dentro del espacio de vapor (32) sobre el espacio de condensado (30) del vaso de alimentación de agua (2). El ajuste o dispositivo de control (25) es específicamente una válvula de tres vías. Con un vaso de alimentación de agua (2) dispuesto con un desgasificador (34), la línea rama de vapor controlado (40) se dispone dentro del espacio de vapor (34) más alla de otra línea rama de vapor (41) dentro del desgasificador (34).
Description
Procedimiento para el precalentamiento de
condensado en un depósito de agua de alimentación de una central
eléctrica de vapor.
La invención se refiere a un procedimiento ara el
precalentamiento de condensado en un depósito de agua de
condensación de una central eléctrica de vapor por medio de vapor de
extracción de una turbina, que es introducido a través de un
dispositivo de regulación controlable en el condensado en el
depósito de agua de alimentación.
Para garantizar la estabilidad de una red de
interconexión con centrales eléctricas que colaboran con ella, una
parte de las centrales eléctricas debe participar de una manera
activa en la regulación de la frecuencia, la llamada regulación
primaria. Esto significa para las centrales eléctricas de vapor, de
acuerdo con las especificaciones actuales de la DVG (Deutsche
Verbundgesellschaft), que las reservas de potencia activa en
segundos de un bloque de la central eléctrica deben ser tan grandes
que se pueda incrementar su potencia eléctrica efectiva dentro de 30
segundos entre 2 y 5% (con respecto a la carga total). Debido a la
inercia de los generadores de vapor, este requerimiento no puede ser
satisfecho solamente a través del incremento o también de la
sobreimpulsión de la alimentación de combustible. Los bloques de la
central eléctrica de vapor, que funcionan bajo regulación primaria
son regulados, por lo tanto, habitualmente en el llamado modo de
presión variable modificado, en el que en el funcionamiento normal
se aplica una reserva de vapor a través de la regulación de las
válvulas de entrada de las turbinas en el generador de vapor, que se
lleva a cabo en el caso de una irrupción de la frecuencia en la red
de interconexión a través de la apertura de las válvulas de entrada
para la elevación rápida de la potencia efectiva. Sin embargo, en
este caso son un inconveniente las pérdidas constantes de la
regulación en la válvula de entrada de las turbinas. No obstante,
estas pérdidas de regulación se pueden reducir cuando, de forma
complementaria, se utilizan otros acumuladores de energía que pueden
ser activados rápidamente dentro del circuito de agua y vapor. AA
tal fin sirve el procedimiento de retención del condensado o
procedimiento de acumulación del condensado conocido, por ejemplo, a
partir del documento DE 33 04 292 C2, en el que en combinación con
un calentamiento previo del condensado por medio de la toma de
extracción desde la turbina se reduce la corriente de condensado de
acuerdo con la solicitud de la carga, de manera que como reacción a
ello se reduce también la corriente de vapor de extracción y circula
más vapor a través de la turbina. El calentamiento previo del
condensado de realiza en el calentamiento previo de baja presión y
en el depósito de agua de alimentación, donde para la mejora del
comportamiento dinámico se pueden estrangular los precalentadores de
baja presión en el lado del vapor a través de dispositivos de
regulación controlables. En cambio, un estrangulamiento en el lado
del vapor del depósito de agua de alimentación es problemático,
porque en este caso se puede producir fácilmente una caída de la
presión en el deposito de agua de alimentación, de manera que se
pueden dañar las bombas de alimentación que están dispuestas a
continuación en virtud de los efectos de cavitación.
Se conocen a partir del libro "Konzeption unf
Aufbau von Dampf kraftwerken" Technischer Verlag Resch, Verlag
TÜV Rheinland, 1985, páginas 335 a 337 y 368 y siguientes,
diferentes tipos de construcción de depósitos de agua de
alimentación, en los que el vapor de extracción desde la turbina es
introducido en la cámara inferior de condensado del depósito de agua
de alimentación a través de tubos perforados o tubos de toberas
colocados debajo del agua. El condensado es inyectado para la
desgasificación o bien directamente en la cámara de vapor colocada
encima del depósito de agua de alimentación o en un desgasificador
que está colocado sobre el depósito de agua de alimentación y es
rociado allí sobre la sección transversal del desgasificador. En el
caso del desgasificador, se introduce el vapor de extracción a
través de una válvula controlable directamente en una cámara
inferior de condensado del desgasificador, siendo derivada detrás de
la válvula una parte de la corriente de vapor de extracción a través
de otra válvula hasta la cámara de condensado del depósito de agua
de alimentación.
Se conoce a partir del documento DE 24 38 096 A1,
en el caso de una subida repentina, condicionada por avería, de la
corriente de valor de extracción, derivar una parte de ella a la
cámara de vapor a través del condensado en el depósito de agua de
alimentación, con el fin de impedir una subida del nivel de
condensado y un impedimento implicado con ello de la desgasificación
del condensado inyectado en la cámara de vapor.
Se conoce a partir del documento
DE-OS 1 776 196 mantener una diferencia de presión
constante entre el condensado inyectado en la cámara de vapor del
depósito de agua de alimentación y el vapor en la cámara de vapor a
través de la alimentación de una parte de la corriente de vapor de
extracción a una cámara de agua que sirve para la inyección del
condensado y alimentando otra parte de la corriente de vapor de
extracción a la cámara de vapor.
La invención tiene el cometido de posibilitar un
control del lado del vapor de la potencia de calentamiento previo
del depósito de agua de alimentación, garantizando al mismo tiempo
un funcionamiento libre de cavitación de las bombas de alimentación
dispuestas a continuación.
De acuerdo con la invención, el cometido de
soluciona porque en el procedimiento indicado al principio, en el
caso de una reducción de la corriente de vapor de extracción , se
deriva una parte de la corriente de vapor de extracción a la cámara
de vapor a través del condensado en el deposito de agua de
alimentación.
Durante la introducción de vapor en la cámara
inferior de condensado del depósito de agua de alimentación se
condensa el vapor de extracción en virtud del contacto intensivo con
el condensado, de manera que la absorción de calor del condensado,
por lo tanto, el consumo de vapor de extracción son grandes. En la
cámara de vapor a través del condensado el contacto del calor del
vapor de extracción alimentado con el condensado es comparativamente
reducido, de manera que también la absorción de calor del condensado
y, por lo tanto el consumo de vapor de extracción son reducidos.
Puesto que en el caso de una reducción de la corriente de vapor de
extracción, una parte de la corriente de vapor de extracción es
derivada como vapor de relleno a la cámara de vapor a través del
condensado, se reduce inmediatamente de una manera correspondiente
la absorción de calor del depósito de agua de alimentación y se
convierte a través de la cantidad reducida de vapor de extracción en
potencia de las turbinas, sien do mantenida al mismo tiempo la
presión en el depósito de agua de alimentación a través del vapor de
relleno. De esta manera, se excluye una amenaza de las bombas de
alimentación. En el marco de una regulación rápida de la potencia de
la central eléctrica de vapor se puede incrementar rápidamente tanto
estática como dinámicamente la eficacia de los procedimientos de
acumulación de condensado conocidos hasta ahora sin conducción en el
lado del vapor de la potencia de calentamiento previo del depósito
de agua de alimentación. En muchos casos, se puede prescindir
totalmente del estrangulamiento realizado hasta ahora de las
válvulas de entrada de las turbinas en la zona superior de la carga.
De esta manera resulta un modo de funcionamiento de las centrales
eléctricas de vapor extraordinariamente cuidadoso para los
generadores de vapor y para la turbina, en el modo de regulación
primaria sin reducción duradera del rendimiento en virtud de las
válvulas estranguladas de entrada de las turbinas.
Para la explicación adicional de la invención se
hace referencia a continuación a las figuras del dibujo; en
particular:
La figura 1 muestra un ejemplo de una central
eléctrica de vapor en forma de un diagrama de bloques.
La figura 2 muestra un ejemplo para el
calentamiento previo de condensado según la invención en un depósito
de agua de alimentación con un desgasificador y
La figura 3 muestra otro ejemplo de realización
para el calentamiento previo del condensado según la invención.
Como muestra el ejemplo de una central eléctrica
de vapor en la figura 1, se alimenta agua de alimentación
(condensado) 1 desde un depósito de agua de alimentación 2 por medio
de una bomba de alimentación 3 directamente o a través de un
calentador previo de alta presión 4 a un generador de vapor 5 y se
convierte allí bajo la alimentación simultánea de combustible 6 y de
aire 7 en vapor de alta presión 8 con alta temperatura. El vapor de
alta presión 8 es alimentado a través de una válvula de entrada de
las turbinas 9 a un conjunto de turbinas 11, que está constituido,
en general, por varias turbinas 10, que acciona un generador 12 para
la cesión de potencia eléctrica a la red 13. El vapor de escape 14,
que abandona el conjunto de turbinas 11, es refrigerado en un
condensador 15, siendo acumulado el condensado 16 que se obtiene en
este caso en un depósito de condensado 17. El condensado 16 es
alimentado desde allí por medio de una bomba de condensado 18 a
través de una válvula de regulación del condensado 19 y a través de
un precalentador de baja presión 20, dado el caso de varias fases,
hasta el depósito de agua de alimentación 2. En los precalentadores
4, 20 y en el depósito de agua de alimentación 2 es calentado el
condensado 16 con la ayuda del vapor de extracción 21, 22, 23 desde
diferentes partes del conjunto de turbinas 11. El calentamiento
previo del condensado puede ser estrangulado o desconectado en el
lado del vapor con la ayuda de dispositivos de regulación 24, 25, 26
controlables. Como se indica a través de las flechas de trazos, por
ejemplo 27, las bombas 3, 18, la alimentación de combustible 6, la
alimentación de aire 7, las válvulas 9, 19 y los dispositivos de
regulación 24, 25, 26 pueden ser regulados en el marco de la
regulación de la central eléctrica de vapor por medio de una
instalación de regulación 28; la instalación de regulación 28
recibe, además, informaciones del nivel de llenado desde el depósito
de agua de alimentación 2 y desde el depósito de condensado 17.
El dispositivo de regulación 25 está configurado
como válvula de tres pasos, en el que están conectados un conducto
de vapor 29 que procede desde el conjunto de turbinas, un conducto
de admisión de vapor 31 que conduce a la cámara inferior de
condensado 30 del depósito de agua de alimentación 2 y una
derivación de vapor 33 que conduce a la cámara de vapor 32 a través
de la cámara de condensado 30. El depósito de agua de alimentación
2, el calentador previo de baja presión 20 y el depósito de
condensado 17 forman un acumulador de energía no térmico, que puede
ser activado rápidamente, que se puede utilizar para el control
rápido de la potencia efectiva de la central eléctrica de vapor. A
través de la modificación de la corriente de condensado 16 con la
ayuda de la válvula de regulación del condensado 19 se ejerce una
influencia directa sobre las corrientes de vapor de extracción 21,
22 desde el conjunto de turbinas 11 hacia el calentador previo de
baja presión 20 y hacia el depósito de agua de alimentación 2. Si
se reduce la corriente de condensado 16, entonces cae el nivel del
condensado en el depósito de agua de alimentación 2, mientras que se
eleva en el depósito de condensado 17. El calentador previo de baja
presión 20 y el depósito de agua de alimentación 2 son refrigerados
en menor medida, de manera que las corrientes de vapor de extracción
21, 22 se reducen y se incrementan la potencia de accionamiento del
conjunto de turbinas 11 y, por lo tanto, la potencia cedida desde el
generador 12 a la red 13. Para mejorar el comportamiento dinámico,
se estrangulan las corrientes de vapor de extracción 21, 22
adicionalmente a través de los dispositivos de regulación 24, 25. En
el depósito de agua de alimentación 2 se conduce al mismo tiempo que
se realiza la estrangulación de la corriente de vapor de extracción
22 una parte de ella a través de la derivación de vapor 33
controlable como vapor de relleno hacia la cámara de vapor 32 del
depósito de agua de alimentación 2. El vapor de relleno garantiza el
mantenimiento de la presión en el depósito de agua de alimentación 2
y, por lo tanto, un funcionamiento libre de cavitación de la bomba
de alimentación 3. Puesto que la corriente de vapor derivada a la
cámara de vapor 32 es sólo reducida, se reduce en la suma la
corriente de vapor de extracción 22 desde el conjunto de turbinas
11, cuya potencia de las turbinas se incrementa en una medida
correspondiente. Tan pronto como se consigue entonces al cabo de 1 a
3 minutos la potencia de vapor requerida a través de la elevación de
la alimentación de combustible 6 y de la alimentación de aire 7
desde el generador de vapor 5, se lleva la corriente de condensado
16 de nuevo al estado de equilibrio y se carga de nuevo, dado el
caso, el depósito de agua de alimentación 2. Este tipo de
funcionamiento es extraordinariamente cuidadoso para el generador de
vapor 5 y el conjunto de turbinas 11. El estrangulamiento practicado
hasta ahora de la válvula de entrada de las turbinas 9 se puede
reducir o se puede suprimir, de manera que resulta solamente una
disminución reducida o incluso ninguna reducción constante del
rendimiento de la central eléctrica de vapor. No se pone en peligro
la bomba de alimentación 3.
En el ejemplo de realización mostrado en la
figura 2, sobre el depósito de agua de alimentación 2 está colocado
un desgasificador. El condensado 16 que procede desde el calentador
previo de baja presión 20 es inyectado en la zona superior del
desgasificador 34 en éste y es pulverizado con la ayuda de piezas
perforadas 35 y en este caso es distribuido a través de la sección
transversal del desgasificador. La corriente de vapor de extracción
22, que procede desde el conjunto de turbinas 11, se puede
introducir por medio de un dispositivo de regulación 36 controlable
en una cámara inferior de condensado 37 del desgasificador 34, en la
cámara inferior de condensado 30 del depósito de agua de
alimentación 2 y en la cámara de vapor 32 que se encuentra encima.
El dispositivo de regulación 36 contiene una válvula de 3 pasos 38,
que está dispuesta en el transcurso de un conducto de admisión de
vapor 39 en la cámara inferior de condensado 30 del depósito de agua
de alimentación 2 y que presenta una derivación de vapor 40
controlable a la cámara superior de vapor 32 del depósito de agua de
alimentación 2. detrás de la válvula de 3 pasos 38, desde el
conducto de admisión de vapor 39 conduce otra derivación de vapor 41
a la cámara de condensado 37 del desgasificador 34. En el desarrollo
posterior del conducto de admisión de vapor 39 está dispuesta una
válvula 42.
El ejemplo de realización mostrado en la figura 3
se diferencia del mostrado en la figura 2 por una segunda válvula de
3 pasos 43, que sustituye a la válvula 42 y contiene la derivación
de vapor siguiente 41 hacia la cámara de condensado 37 del
desgasificador 34.
Claims (3)
1. Procedimiento para el precalentamiento de
condensado en un depósito de agua de alimentación (2) de una central
eléctrica de vapor por medio de una toma de extracción (22) desde
una turbina (10, 11), que es introducido a través de un dispositivo
de regulación (25) controlable en el condensado en el depósito de
agua de alimentación (2), caracterizado porque en el caso de
una reducción de la corriente de vapor de extracción (22), una parte
de la corriente de vapor de extracción (22) es derivada a la cámara
de vapor (32) a través del condensado en el depósito de agua de
alimentación (2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se aplica en el marco de una regulación
rápida de la potencia de la central eléctrica de vapor a través de
la acumulación de condensado.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque en el funcionamiento normal de la
central eléctrica de vapor, no es estrangula la válvula de entrada
de las turbinas (9).
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