ES2280526T3 - Procedimiento para el funcionamiento de una central de vapor asi como central de vapor. - Google Patents
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Abstract
Central de vapor (1) que comprende una caldera (3) para la generación de vapor (D), al menos una turbina (5), un condensador (7) que está conectado en el lado de vapor a continuación de la turbina (5), un conducto de condensado (13) para la realimentación del condensado (K) hacia la caldera (3) y una instalación de precalentamiento (15) conectada en el conducto de condensado, para el precalentamiento de condensado (K), que presenta un número de intercambiadores de calor (23A, B), en la que está previsto un conducto de derivación (17) que rodea la instalación de precalentamiento (15), de manera que la instalación de precalentamiento (15) solamente puede ser impulsada con una primera corriente parcial (K1) del condensado (K), caracterizada porque en paralelo con la instalación de precalentamiento (15) está conectado un conducto de desviación (27) que puede ser activado a través de una grifería de cierre rápido (25) y porque la grifería de cierre rápido (25) está dispuesta en la dirección de la circulación del condensado (K) después de la derivación del conducto de derivación (17).
Description
Procedimiento para el funcionamiento de una
central de vapor así como central de vapor.
La invención se refiere a una central de vapor
de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
La central de vapor se utiliza habitualmente
para la generación de energía eléctrica o también para el
accionamiento de una máquina de trabajo. En este caso, se evapora un
medio de trabajo conducido en un circuito de evaporador de la
central de vapor, habitualmente una mezcla de agua/vapor de agua, en
un evaporador o generador de vapor (caldera). El vapor generado en
este caso se expande proporcionando trabajo en una turbina de vapor
y se alimenta a continuación a un condensador. El medio de trabajo
condensado en el condensador es alimentado entonces a través de una
bomba de nuevo a la caldera para la generación de vapor.
En una central de vapor de este tipo conocida en
general se precalienta por medio de corrientes de masas de vapor
parcial, a partir de la cantidad de vapor de las turbinas, el
condensado empleado como agua de alimentación de una manera
sucesiva hasta la proximidad de la temperatura de ebullición, con lo
que se incrementa el rendimiento termodinámico de todo el proceso.
No obstante, a través de la extracción de vapor a partir de la
cantidad de vapor de las turbinas, las fases siguientes de las
turbinas de vapor pueden extraer menos potencia del fluido de
vapor.
Se conoce a partir del documento
EP-A2-1 055 801 un procedimiento
para el funcionamiento de una central de vapor, en el que por medio
de corrientes de masas de vapor parcial, a partir de la cantidad de
vapor de las turbinas, se precalienta el condensado empleado como
agua de alimentación hasta la proximidad de la temperatura de
ebullición. Para evitar la reducción de la extracción de potencia en
las fases siguientes de las turbinas de vapor, está previsto que
para el precalentamiento del condensado se utilice el valor perdido
de las células de combustible. A través del precalentamiento del
agua de alimentación a partir del calor perdido de las células de
combustible y de la elevación implicada con ello de la cantidad que
está implicada en la expansión, se consigue una elevación del
rendimiento del proceso de vapor.
A través de la disposición de las células de
combustible incorporada en el trayecto de precalentamiento del
documento EP-A2-1 055 801 se
consigue un precalentamiento relativamente costoso desde el punto de
vista de la construcción y de los costes debido a la alimentación
externa de calor a través de las células de combustible.
A partir del documento
DE-A-1 811 008 se conoce una
instalación de turbinas de vapor, en la que una cantidad de
condensado y de agua de alimentación ya precalentada es dividida y
una parte del agua de alimentación es conducida a través de una
derivación, cuando la cantidad de agua de alimentación excede una
cantidad de diseño de un precalentador que está conectado a
continuación.
Se deduce, además, a partir del documento
DE-A-2 164 631 una instalación para
asegurar los precalentadores de alta presión de una central de
vapor, en la que está previsto un conducto de desviación en paralelo
a los precalentadores de alta presión, que se puede liberar a
través de una grifería de cierre rápido, de manera que el agua
conducida habitualmente a través de los precalentadores es conducida
totalmente a través del conducto de desviación. Ver también el
documento FR-A-1 396 379.
El cometido de la invención es indicar una
central de vapor, en la que se puede conseguir un precalentamiento
del agua de alimentación de la caldera, que es alimentada a la
caldera, con una elevación simultánea de la potencia de la turbina
y con una alta seguridad de funcionamiento.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la
invención a través de una central de vapor de acuerdo con la
reivindicación 1.
A través de la previsión de un conducto de
derivación, que rodea la instalación de precalentamiento, se
asegura que la instalación de precalentamiento solamente sea
impulsada con la primera corriente parcial de condensado, mientras
que una segunda corriente parcial circula a través del conducto de
derivación sin precalentamiento. Por conducto de derivación se
entiende en este caso que éste conducto está conducido en paralelo
a la instalación de precalentamiento, siendo desviado el conducto de
desviación aguas arriba desde la instalación de precalentamiento
del conducto de condensado y estando conectado aguas abajo desde la
instalación de precalentamiento de nuevo en el conducto de
condensado. Aguas arriba de la instalación de precalentamiento está
previsto a tal fin un punto de derivación, mientras que aguas debajo
de la instalación de precalentamiento está dispuesto un punto de
mezcla. El condensado que procede del condensador se puede dividir
en el punto de derivación en la primera corriente parcial y en una
segunda corriente parcial complementaria de ella con relación a la
corriente total de condensado. La primera corriente de condensado
está conducida con respecto a la dirección de la circulación del
condensado después del punto de derivación hasta el conducto de
condensado, en el que está conectada la instalación de
precalentamiento para el precalentamiento de la primera corriente
de condensado. La segunda corriente de condensado y la primera
corriente de condensado precalentada se pueden mezclar en el punto
de mezcla, es decir, en el punto de conexión dispuesto aguas abajo
del conducto de derivación en el conducto de condensado, siendo
regulable una temperatura de mezcla de acuerdo con la corriente de
masas de la primera y de la segunda corriente de condensado así
como de acuerdo con el consumo de calor de la primera corriente de
condensado en la instalación de precalentamiento.
En paralelo a la instalación de precalentamiento
está conectado un conducto de desviación que puede ser activado a
través de una grifería de cierre rápido. Este conducto de desviación
está previsto, en el caso de cierre rápido, por ejemplo en una
situación de emergencia en caso de peligro de rebosamiento o de
recalentamiento de la instalación de precalentamiento, para la
desviación total de la instalación de precalentamiento con
condensado. En el caso de cierre rápido, a través de la grifería de
cierre rápido se puede activar el conducto de desviación, es decir,
que se puede liberar, siendo interrumpida al mismo tiempo la
corriente de condensador en el conducto de condensado hacia la
instalación de precalentamiento. La grifería de cierre rápido está
configurada a tal fin, por ejemplo, como grifería de tres pasos,
que conduce a menos la primera corriente parcial de condensado
después de la activación a través del conducto de desviación, de
manera que no tiene lugar ya ningún precalentamiento de condensado
en la instalación de precalentamiento. En el caso normal, el
conducto de desviación no está activado, de manera que la primera
corriente parcial es regulada a través del conducto de condensado de
la instalación de precalentamiento. De una manera más ventajosa,
con el conducto de desviación, que puede ser activado a través de
la grifería de cierre rápido, se proporciona una seguridad funcional
elevada de la central de vapor, especialmente en combinación con el
conducto de derivación de acuerdo con la invención.
La invención parte en este caso de la
consideración de que para la elevación de la potencia de una
turbina conectada en una central de vapor, deben tenerse en cuenta,
por una parte, la corriente de masas de vapor a través de la
turbina y, por otra parte, la temperatura de precalentamiento del
agua de alimentación de la caldera que es alimentada a la caldera.
Ambas magnitudes del proceso están acopladas entre sí a través de
la toma de la turbina realizada habitualmente en las centrales de
vapor, siendo extraída una corriente parcial de masas de vapor para
el precalentamiento del condensado obtenido desde el proceso de las
turbinas de vapor. Esta extracción de vapor se realiza a costa de
la potencia de la turbina, especialmente a costa del rendimiento
general de la central de vapor. El condensado obtenido en el
condensador es precalentado en las instalaciones conocidas
totalmente por medio de vapor de toma y es precalentado en este caso
a una temperatura lo más alta posible cerca de la temperatura de
ebullición, antes de que sea alimentado como agua de alimentación a
la caldera. A través de este acoplamiento rígido del
precalentamiento del condensado con la extracción de vapor se
establece la potencia de la turbina con una presión constante del
vapor fresco.
En caso necesario, se consigue una elevación de
la potencia de la turbina de una central de vapor, siendo regulada
de una manera flexible la temperatura de precalentamiento, de
acuerdo con las necesidades, a través de la mezcla de corrientes
parciales de condensado. A tal fin, se divide la corriente de
condensado en una primera corriente parcial y una segunda corriente
parcial, siendo precalentada solamente la primera corriente parcial
y siendo mezclada de nuevo la segunda corriente parcial con la
primera corriente parcial precalentada. El concepto de corriente
parcial está concebido en este caso como auténtica corriente parcial
del condensado precipitado en el condensador. A través de la mezcla
de la primera corriente de condensado precalentada con la segunda
corriente de condensado no precalentada se puede conseguir, frente a
un precalentamiento de todo el condensado, una temperatura de
mezcla, que es menor que la temperatura de la primera corriente
parcial precalentada de condensado antes de la mezcla con la segunda
corriente parcial. A través de la regulación de las corrientes
parciales, se puede regular de una manera flexible la temperatura de
mezcla de una forma más ventajosa.
Es especialmente ventajoso el hecho de que a
través del precalentamiento solamente de una corriente parcial se
necesita una cantidad reducida de calor para el precalentamiento de
la primera corriente parcial frente al precalentamiento de todo en
condensado en las instalaciones conocidas. De esta manera, para la
elevación de la potencia de la turbina está disponible calor de
proceso en forma de una elevada corriente de masas de vapor a
través de la turbina. Con el procedimiento existe la posibilidad de
la elevación de la potencia de la turbina con frecuencia necesaria,
acorde con las necesidades, hasta la reserva de la caldera (no
reserva de segundos) de una central de vapor a través de la
desviación parcial y selectiva de la segunda corriente parcial de
condensado desde el precalentamiento, sin tener que elevar la
presión del vapor fresco por encima del valor de diseño.
De una manera más ventajosa, de acuerdo con la
necesidad de potencia, se puede regular la primera corriente
parcial y la segunda corriente parcial de una manera flexible
durante la división, con lo que está disponible vapor de proceso de
una manera correspondientemente mayor o menor en la turbina para la
realización de trabajo.
Otra ventaja está en el hecho de que con la
solución propuesta es posible conseguir a través de una circulación
parcial a través del trayecto de precalentamiento una elevación de
la potencia, sin que se limite la duración de vida de los
componentes, especialmente de las instalaciones de precalentamiento
de la instalación de turbinas de vapor. En este caso, se ajusta
especialmente un consumo de calor claramente más eficiente que en
el caso de una desviación total del trayecto de precalentamiento, en
la que al menos temporalmente, en general, no se precalienta ningún
condensado, es decir, que la primera corriente parcial es 0. Esto es
importante, por ejemplo, para precalentadores de alta presión o
similares.
En una configuración especialmente preferida, se
precalienta la primera corriente parcial con vapor de toma desde la
turbina. A través del precalentamiento solamente de la primera
corriente parcial con vapor de toma desde la turbina se asegura que
solamente se necesita una cantidad correspondientemente reducida de
vapor de toma, con respecto a la toma convencional, para el
precalentamiento. De esta manera está disponible más vapor de
proceso en la turbina de vapor directamente para la elevación de la
potencia de la turbina. De una manera más ventajosa, en este caso
la corriente de masas de condensado de la primera corriente parcial
está correlacionada directamente con la corriente de masas de vapor
de toma, de manera que cuanto mayor es la primera corriente
parcial, tanto mayor es la cantidad de vapor de toma necesario, para
conseguir un precalentamiento de la primera corriente de toma a una
temperatura deseada. A través del acoplamiento adecuado de la
corriente de vapor de toma con la primera corriente parcial se
regula por sí misma la necesidad de vapor de toma. Cuanto mayor es
la primera corriente parcial, tanto mayor es la necesidad de calor
en la instalación de precalentamiento y, por lo tanto, también la
cantidad de vapor de toma, que se extrae de la turbina. A través de
este efecto de auto-regulación, el procedimiento es
de coste especialmente favorable y está adaptado de una manera
flexible para el funcionamiento de la central de vapor,
especialmente para la elevación de la potencia de la turbina.
De una manera preferida, el conducto de
derivación presenta una válvula de regulación para la regulación de
una segunda corriente parcial del condensado que rodea la
instalación de precalentamiento. La válvula de regulación sirve
para la regulación o también para una regulación previa de la
segunda corriente parcial, que no atraviesa la instalación de
precalentamiento y, por lo tanto, no conduce a una extracción de
vapor de toma. A través de la válvula de regulación en el conducto
de derivación se puede regular con precisión la segunda corriente
parcial y, por lo tanto, también la cantidad de calor que se
necesita para el precalentamiento de la segunda corriente parcial,
que corresponde a la primera corriente parcial, en la instalación de
precalentamiento. Además, de una manera más ventajosa, la
temperatura de mezcla, que se ajusta durante la mezcla de las
corrientes parciales en el punto de mezcla en el conducto de
condensado, se puede regular con la válvula de regulación. De esta
manera, de acuerdo con la necesidad en la que debe elevarse la
potencia de la turbina de vapor, se puede ajustar la cantidad de la
segunda corriente parcial que rodea la instalación de
precalentamiento en el conducto de derivación, especialmente se
puede regular en un circuito de regulación correspondiente.
De una manera preferida, el conducto de
derivación desemboca aguas debajo de la instalación de
precalentamiento en el conducto de condensado. La desembocadura es
en este caso al mismo tiempo el punto de mezcla, en el que se
mezcla la primera corriente parcial con la segunda corriente
parcial, ajustándose por sí misma después de la mezcla una
temperatura de precalentamiento deseada del agua de alimentación de
la caldera que debe alimentarse a la caldera.
De una manera preferida, la instalación de
precalentamiento presenta al menos un intercambiador de calor,
especialmente un precalentador de alta presión. También pueden estar
conectados varios intercambiadores de calor unos detrás de otros y
de esta manera posibilitar un calentamiento de varias fases de la
primera corriente parcial de condensado. En la configuración del
intercambiador de calor como un precalentamiento de alta presión de
una central de vapor, el precalentador está impulsado con condensado
con una presión de aproximadamente 300 bares y está asociado a una
fase de alta presión de la turbina. Pero la turbina puede presentar
también, como está previsto habitualmente en centrales de vapor, una
turbina parcial de alta presión y/o una turbina parcial de presión
media y/o una turbina parcial de baja presión.
El concepto de la instalación de la invención se
puede aplicar, por lo tanto, de una manera muy flexible a
diferentes centrales de vapor, que comprenden una combinación de
diferentes tipos de turbinas (turbinas de alta presión, turbinas de
presión media, turbinas de baja presión) con instalaciones de
precalentamiento correspondientes.
En una configuración preferida, se precalenta la
primera corriente parcial en al menos dos fases. A través del
precalentamiento de la primera corriente parcial de condensado en
dos fases se puede regular exactamente una temperatura deseada de
la primera corriente parcial después del precalentamiento. Según las
necesidades, pueden estar previstas todas las fases de
precalentamiento o solamente una parte de las fases de
precalentamiento para el precalentamiento de la primera corriente
parcial. De esta manera, se obtiene de una forma más ventajosa la
posibilidad de descargas fases individuales del precalentamiento y
de esta manera tener a disposición más calor de proceso para el
proceso de las turbinas. La regulación precisa de una temperatura
deseada de la primera corriente parcial después del precalentamiento
y antes de la mezcla con la segunda corriente parcial posibilitan,
además, una regulación exacta de la temperatura de mezcla durante la
mezcla de las corrientes parciales, de manera que la temperatura de
precalentamiento del agua de alimentación de la caldera se puede
regular de una manera correspondientemente exacta. En una
configuración alternativa, el precalentamiento de la primera
corriente parcial es posible en una sola fase, en particular
exactamente en una fase.
De una manera preferida, durante la mezcla de
las corrientes parciales se ajusta una temperatura de
precalentamiento del agua de alimentación de la caldera de 210ºC a
250ºC, especialmente de 220ºC a 240ºC. La presión del agua de
alimentación de la caldera es en este caso típicamente 300 bares
aproximadamente. Frente a la temperatura de la primera corriente
parcial precalentada se ha reducido la temperatura de
precalentamiento del agua de alimentación de la caldera entre
aproximadamente 30ºC y 70ºC a través de la mezcla con la segunda
corriente parcial no precalentada.
En una configuración preferida, se dividen la
primera corriente parcial y la segunda corriente parcial en la
relación de 0,4 a 0,8, especialmente en la relación de 0,6 a 0,7.
Por ejemplo, en un modo de funcionamiento típico de la central de
vapor de acuerdo con el procedimiento de la invención, se divide el
condensado obtenido en el condensador de tal manera que la primera
corriente parcial de condensado representa aproximadamente el 60% y
la segunda corriente parcial de condensado representa
aproximadamente el 40%. La primera corriente parcial es
precalentada en este caso desde una temperatura de aproximadamente
200ºC hasta una temperatura de aproximadamente 280ºC, mientras que
la segunda corriente parcial no es precalentada y, por lo tanto,
permanece a una temperatura de 200ºC hasta antes de la mezcla con
la primera corriente parcial. La presión de las corrientes de
condensado se mantiene en este caso en una medida predominante
inalterada a 300 bares aproximadamente.
De una manera más ventajosa, a través de la
desviación dosificada de la segunda corriente parcial en la medida
del trayecto del precalentamiento y la mezcla de las dos corrientes
parciales después del precalentamiento de la primera corriente
parcial se puede regular de acuerdo con las necesidades la
temperatura de precalentamiento del agua de alimentación que se
alimenta a la caldera. En este caso, de una manera preferida se
lleva a cabo la división de las corrientes parciales de forma
controlada o regulada.
Además, de una manera preferida, después de la
mezcla de las corrientes parciales, se alimenta la mezcla como agua
de alimentación de la caldera a un generador de vapor calentado con
combustible fósil. El procedimiento de acuerdo con la invención
está previsto especialmente para la aplicación en centrales de
vapor, que presentan una caldera, que está calentada con un
combustible fósil, especialmente carbón o petróleo.
Con la ayuda de un ejemplo de realización y de
un dibujo esquemático se describe la central de vapor de acuerdo
con la invención. En este dibujo, la figura única muestra en
representación simplificada una central de vapor. La central de
vapor 1 representada en la figura, que es parte de una central de
eléctrica, presenta una turbina de vapor 5 así como una caldera 3
para la generación de vapor D. A continuación de la turbina 5 está
conectado, en el dado de salida del vapor, un condensador 7 a través
de un conducto de salida de vapor 51. Para el retorno de condensado
K hacia la caldera 3, la central de vapor 1 presenta un conducto de
condensado 13, que está conectado en el lado de salida con el
condensador 7. En el conducto de condensado 13 está conectado en la
dirección de la circulación del condensado de forma consecutiva una
primera bomba 41, un depósito de agua de alimentación 45 y una
segunda bomba 43. Además, en el conducto de condensado 13 está
conectada una instalación de precalentamiento 15 para el
precalentamiento de condensado K. La instalación de precalentamiento
15 está dispuesta en este caso en la dirección de la circulación
del condensado K delante de la caldera 3. La instalación de
precalentamiento comprende una primera fase de precalentamiento 9A
así como una segunda fase de precalentamiento 9B que está conectada
a continuación de la primera fase de precalentamiento. Las fases de
precalentamiento 9A, 9B están configuradas en este caso como
intercambiadores de calor 23A, 23B respectivos. La caldera 3
presenta un generador de vapor 11 calentado con combustible fósil,
que comprende una alimentación de combustible 53 para la
alimentación de un combustible fósil 29, por ejemplo carbón o
petróleo. Un conducto de toma 19A conduce desde una fase de la
turbina de vapor 5 hacia el intercambiador de calore 23B. Un
conducto de toma 19B conduce desde otra fase de la turbina 5 hacia
el intercambiador de calor 23A. A través de los conductos de toma
19A, 19B se puede alimentar una cantidad respectiva de vapor de toma
A1, A1 a la instalación de precalentamiento 15 o bien a los
intercambiadores de calor 23A, 23B para el precalentamiento de
condensado K.
Un conducto de derivación 17 elude la
instalación de precalentamiento 15, derivando el conducto de
derivación en un punto de separación 47 desde el conducto de
condensado 13, rodea la instalación de precalentamiento 15 y
desemboca aguas abajo de la instalación de precalentamiento 15 en un
punto de mezcla 48 de nuevo en el conducto de condensado 13. En el
conducto de derivación 17 está prevista una válvula de regulación 21
para la regulación de una corriente parcial K_{2} que rodea la
instalación de precalentamiento 15, designada a continuación como
segunda corriente parcial K_{2}. La válvula de regulación 21
presenta un servo motor 33, a través del cual se puede regular la
posición deseada de la válvula de regulación 21 y, por lo tanto, la
primera corriente parcial K_{1}. En el punto de separación 47, se
puede dividir de esta manera el condensado K, transportado a través
de la segunda bomba 43 desde el depósito de agua de alimentación 45,
en una primera corriente parcial K_{1} y en una segunda corriente
parcial K_{2}, siendo asignada la primera corriente parcial
K_{1} a través del conducto de condensado 13 a la instalación de
precalentamiento 15 y la segunda corriente parcial K_{2} rodea la
instalación de precalentamiento 15 a través del conducto de
derivación, de manera que la instalación de precalentamiento 15
solamente está impulsada con la primera corriente parcial K_{1}
del condensado K.
En la dirección de la circulación del condensado
K, después del punto de separación 47 en el conducto de condensado
13 está conectada una válvula de corredera 37 que se puede regular a
través de un servo motor 33, que está abierto en el estado de
funcionamiento normal. En paralelo a la válvula de corredera 37 está
conectado un conducto de derivación 55 conectado desde el conducto
de derivación 17 hacia el conducto de condensado 13, que presenta
una válvula de regulación de carga débil con un elemento de
regulación 35A. La válvula de regulación 35 está cerrada en el
funcionamiento normal, de manera que no llega condensado K a través
del conducto de derivación 55. La válvula de regulación de carga
débil 35 solamente está prevista para el caso de carga débil,
estando cerrada entonces la válvula de corredera 37 y llegando a
través del elemento de regulación 35A de la válvula de regulación
35 una cantidad reducida de condensado K, que corresponde a la
solicitud de carga, a través del conducto de derivación 55 hacia la
instalación de precalentamiento 15.
Además, en paralelo con la instalación de
precalentamiento 15 está conectado un conducto de desviación 27 que
puede ser activado a través de una grifería de cierre rápido 25. Una
grifería de cierre rápido 25 respectiva está conectada en este caso
aguas arriba y aguas debajo de la instalación de precalentamiento 15
en el conducto de condensado 13. La grifería de cierre rápido 25 se
puede conmutar de corta duración a través de un actuador 31 entre
dos posiciones de regulación. La grifería 25 está configurada a tal
fin como grifería de tres pasos, estando cerrado el conducto de
desviación 27 en el estado normal de funcionamiento, es decir, que
no está activado. El condensado K circula en este caso en una
primera corriente parcial K_{1} a través de la instalación de
precalentamiento 15 y en una segunda corriente parcial K_{2} a
través del conducto de derivación 17. En un caso de cierre rápido,
se activa la grifería de cierre rápido 25 a través del actuador 31,
siendo liberado el conducto de desviación 27 y siendo interrumpida
la corriente de condensado a través del conducto de condensado 13 a
través de la instalación de precalentamiento 15. De acuerdo con
ello, en el caso de cierre rápido se elude totalmente la
instalación de precalentamiento 15, es decir, que no se asigna
ningún condensado K a la instalación de precalentamiento 15 y, por
lo tanto, no se precalienta. El conducto de desviación 27 que puede
ser activado sirve para la desviación y, por lo tanto, para la
seguridad de la instalación de precalentamiento 15, especialmente
de las superficies calefactoras de los intercambiadores de calor
23A, 23B.
Durante el funcionamiento de la central de
vapor, el vapor útil D generado en la caldera 3 es alimentado a
través del conducto de vapor 49 a la turbina 5, donde se expande
prestando trabajo. La turbina 5 se representa en este caso de forma
simplificada, pero puede estar constituida por una pluralidad de
turbinas parciales no representadas en detalle, por ejemplo una
turbina parcial de alta presión, una turbina parcial de presión
media y una turbina parcial de baja presión. El vapor expandido D a
baja presión es alimentado al condensador 7 a través del conducto
de evaporación 51 y se condensa allí para formar el condensado K. El
condensado K es transportado a través del conducto de condensado 13
por medio de la primera bomba 41 hasta el depósito de agua de
alimentación 45 y es acumulado allí. Desde el depósito de agua de
alimentación 45 se alimenta el condensado K precalentado por medio
de la segunda bomba 43 a través de la instalación de
precalentamiento 15 como agua de alimentación de la caldera S, de
manera que se forma un circuito cerrado de vapor de agua. El
trabajo útil obtenido en la turbina 5 es transmitido a través del
árbol giratorio 57 a un generador 39 acoplado en el árbol 57 y es
convertido en energía
eléctrica.
eléctrica.
Para la elevación de la potencia en caso
necesario de la turbina 5 se divide, para el precalentamiento del
condensado, el condensado K en una primera corriente parcial K_{1}
y en una segunda corriente parcial K_{2}, siendo precalentada
solamente la primera corriente parcial y siendo mezclada la segunda
corriente parcial K_{2} de nuevo con la primera corriente parcial
K_{1} precalentada. La división del condensado K en la primera
corriente parcial K_{1} y la segunda corriente parcial K_{1} se
lleva a cabo en este caso en el punto de separación 47, desviando
la segunda corriente parcial K2 la instalación de precalentamiento
15 a través del conducto de derivación 17. La primera corriente
parcial K_{1} es precalentada por medio de vapor de toma A_{1}
y A_{1} a partir de la turbina 5. El precalentamiento de la
primera corriente parcial K_{1} se lleva a cabo en dos fases 9A,
9B, siendo precalentada la primera corriente parcial K_{1} a una
temperatura de aproximadamente 280ºC a una presión de 300 bares. En
el punto de mezcla 48 se mezcla la primera corriente parcial
K_{1} con la segunda corriente parcial K_{2}, siendo regulada
una temperatura de mezcla de 201ºC a 250ºC, especialmente de 220ºC
a 240ºC. La división de las corrientes parciales K_{1} y K_{2}
se lleva a cabo, por ejemplo, de tal manera que la primera corriente
parcial K_{1} representa aproximadamente el 40% de toda la
corriente de condensado y la segunda corriente parcial K_{2}
representa de una manera correspondiente aproximadamente el 60% de
la corriente total de condensado delante del punto de separación
47. La división de las corrientes parciales K_{1}, K_{2} se
lleva a cabo en este caso de forma controlada o regulada a través
de la válvula de regulación o de dosificación 21, que se puede
regular con exactitud por medio del servo motor 33 en la posición
de la válvula. De esta manera se lleva a cabo una desviación
dosificada de la instalación de precalentamiento 15 a través del
conducto de derivación 17, debiendo registrarse una necesidad
correspondientemente reducida de vapor de toma A_{1}, A_{2} para
el precalentamiento de la primera corriente parcial K_{1} en la
instalación de precalentamiento 15. A través de la extracción
reducida de vapor de toma A_{1}, A_{2} frente a los conceptos
de las instalaciones convencionales, a través de la desviación
selectiva y dosificada de la instalación de precalentamiento 15,
está disponible una corriente de masas correspondientemente mayor
de vapor D para el conducto de trabajo en la turbina 5. A través de
la división en dos corrientes parciales K_{1}, K_{2} se
consigue de esta manera la posibilidad de una elevación de la
potencia en caso necesario hasta la reserva de la caldera (no
reserva de segundos) de la central de vapor 1, sin tener que elevar
la presión del vapor fresco por encima del valor de diseño. Además,
la temperatura T_{s} del agua de alimentación de la caldera S que
es alimentada a la caldera 3 se puede regular de una manera exacta
a través de la mezcla de la primera corriente parcial K_{1} y de
la segunda corriente parcial K_{2} en el punto de mezcla 48 y se
puede variar en caso necesario, estando prevista, dado el caso, por
ejemplo, una temperatura del agua de alimentación de la caldera
T_{s} de 210ºC a 250ºC a una presión de 300 bares. La extracción
del vapor de toma A_{1}, A_{2} desde la turbina 5 se realiza en
este caso de una manera más ventajosa con una regulación propia, a
través del acoplamiento de la primera corriente parcial K_{1} con
el vapor de toma A_{1}, A_{2} a través de los intercambiadores
de calor 23A, 23B. Cuanto mayor se ajusta la primera corriente
parcial K_{1}, tanto mayor es la extracción del vapor de toma
A_{1}, A_{2} para el precalentamiento, con el fin de alcanzar
una temperatura deseada de la primera corriente parcial K_{1}
después de la circulación a través de la instalación de
precalentamiento 15. Habitualmente, en el equilibrio térmico, la
temperatura de la primera corriente parcial K_{1}, después de
pasar a través de los intercambiadores de calor 23A, 23B, es
aproximadamente igual a la temperatura del vapor de toma A_{1},
A_{2}, por lo tanto, por ejemplo, aproximadamente 280ºC a una
presión de 300 bares. Después de la mezcla de la segunda corriente
parcial K_{2} no precalentada con la primera corriente parcial
K_{1} en el punto de mezcla 48 se ajusta de forma automática la
temperatura de la mezcla de acuerdo con las relaciones de división
de las corrientes parciales R_{1}, R_{2} y de los niveles de
temperatura. Esta temperatura de mezcla es al mismo tiempo la
temperatura de precalentamiento T_{s} del agua de alimentación de
la caldera S. La temperatura de precalentamiento Ts está
correspondientemente reducida frente a las centrales de vapor
convencionales, consiguiendo, sin embargo, una elevación de la
potencia de la turbina 5 a través del consumo reducido de calor para
el precalentamiento del condensado K. En este caso, se regula
especialmente un consumo de calor claramente más eficiente que en
el caso de una desviación total de la instalación de
precalentamiento, realizada habitualmente para la elevación de la
potencia. Con el concepto de la invención es posible conseguir a
través de una circulación parcial de la instalación de
precalentamiento 15 una elevación de la potencia de la turbina, sin
que se limite la duración de vida de los componentes de la
instalación de precalentamiento 15, por ejemplo las superficies
calefactoras de los intercambiadores de calor 23A, 23B.
Claims (5)
1. Central de vapor (1) que comprende una
caldera (3) para la generación de vapor (D), al menos una turbina
(5), un condensador (7) que está conectado en el lado de vapor a
continuación de la turbina (5), un conducto de condensado (13) para
la realimentación del condensado (K) hacia la caldera (3) y una
instalación de precalentamiento (15) conectada en el conducto de
condensado, para el precalentamiento de condensado (K), que presenta
un número de intercambiadores de calor (23A, B), en la que está
previsto un conducto de derivación (17) que rodea la instalación de
precalentamiento (15), de manera que la instalación de
precalentamiento (15) solamente puede ser impulsada con una primera
corriente parcial (K_{1}) del condensado (K), caracterizada
porque en paralelo con la instalación de precalentamiento (15) está
conectado un conducto de desviación (27) que puede ser activado a
través de una grifería de cierre rápido (25) y porque la grifería de
cierre rápido (25) está dispuesta en la dirección de la circulación
del condensado (K) después de la derivación del conducto de
derivación
(17).
(17).
2. Central de vapor de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la instalación de
precalentamiento (15) está conectada con la turbina (5) a través de
un conducto de toma (19A, 19B).
3. Central de vapor de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el conducto de
derivación (17) presenta una válvula de regulación (21) para la
regulación de una segunda corriente parcial (K_{2}) del
condensado (K), que rodea la instalación de precalentamiento
(15).
4. Central de vapor de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el conducto de
derivación (17) desemboca aguas debajo de la instalación de
precalentamiento (15) en el conducto de condensado (13).
5. Central de vapor (1) de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la
instalación de precalentamiento (15) presenta al menos un
intercambiador de calor (23A, 23B), especialmente un precalentador
de alta presión.
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