SE502492C2 - Pannanläggning med gemensamt ångsystem - Google Patents

Description

502 492 2 kallad färskànga, sàväl som trycket hos mellanöverhettar- àngan är ungefärligen proportionellt mot àngflödet. Vid start och stopp av anläggningen och vid turbintrip (nödstopp av turbinen) utföres regleringen av panna respektive turbin pá skonsammaste sätt. Detta innebär att trycket i mellan- överhettaren, bestämt av trycket i mellantrycks- och làg- trycksturbinen, och därmed volymflödet (ánghastigheten) genom högtrycksöverhettaren och mellanöverhettaren i last- omràdet varierar inom acceptabla gränser utan speciell reglering.

Om tvà pannor innefattande mellanöverhettare installeras med en för bàda pannorna gemensam àngturbin uppstår inga problem för àngturbinens högtrycksutlopp och för pannornas mellan- överhettare dà bàda pannorna drivs med samma effekt. De enskilda pannorna och àngturbinen har samma procentuella last. Däremot måste fördelningen av mellanöverhettarnas àngflöden i de bàda pannorna regleras i förhållande till varandra med hjälp av ventiler.

Regleringssvàrigheter för ett anläggningskoncept med tvá pannor och gemensam àngturbin uppkommer då de tvà pannorna drivs med olika last. Ängtrycket före mellantrycksturbinen blir då summan av de respektive pannornas aktuella mellan- överhettaràngflöden dividerat med utläggningsàngflödet för de tvâ mellanöverhettarna. Före högtrycksturbinen gäller samma förutsättningar för àngtrycket, dvs att summan av àngflödena i de tvà överhettarna för högtrycksànga i de respektive pannorna dividerat med dessa överhettares utläggningsángflöden ger trycket före högtrycksturbinen. Om t ex en panna drivs med 50 % last och den andra pannan drivs med 100 % last kommer àngturbinen att drivas med 75 % av nominellt full last. Detta innebär att àngturbinen erhåller ett inloppsàngtryck som uppgàr till 75% av fullasttrycket. Överhettaren för färskànga i den panna som drivs med 100 % last är utlagd att vid denna last ha ett volymflöde respek- tive ànghastighet som kräver fullt tryck i överhettaren. Pà grund av detta krävs att överhettaren i denna fullastpanna 502 49 3 tryckmässigt läggs pà ett högre tryck än vad som motiveras av inloppstrycket vid àngturbinen. Härvid utnyttjas exempel- vis en strypventil vid pannutloppet hos överhettaren, varvid trycket hos nämnda överhettare höjs. En nackdel med ett sàdant förfarande är att en extra strypförlust àstadkommes. Överhettaren i den panna som drivs med endast 50 % last utsätts á andra sidan av ett 50 % för högt tryck, vilket ger avsevärt lägre volymflöde av ánga genom överhettaren jämfört med när pannorna arbetar under likvärda förhållanden. Ångtrycket vid mellantrycksturbinen, vilket bestäms av flö- det genom mellantrycks- och lágtrycksturbinen, kommer också att ligga pà 75 % av fullastrycket. Ångflödet i mellanöver- hettarna för respektive panna máste fördelas sà att varje pannas mellanöverhettare får rätt àngflöde i förhållande till färskàngflödet ut ur motsvarande panna. Mellanöverhet- tarnas ángtryck kommer att ligga fel för bàda pannorna på samma sätt som vid den redovisade obalansen mellan färskàng- trycken i de respektive pannorna. Trycket vid utloppet ur den för bàda pannorna gemensamma högtrycksturbinen máste hállas uppe för undvikande av alltför höga ánghastigheter i mellanöverhettaren tillhörande fullastpannan. Som en följd av detta förkortas expansionslinjen för högtrycksturbinen, vilket medför att uteffekten från anläggningen minskar jäm- fört med den uteffekt som uppnås vid en parallellkörning av bàda pannorna pà samma last, där summalasten för bàda pann- orna är densamma som i det beskrivna exemplet. Pà grund av den förkortade expansionen är samtidigt temperaturen vid utloppet fràn högtrycksturbinen högre än beräknad temperatur i tubutlägget för mellanöverhettaren. Temperaturen måste sänkas genom t ex vatteninsprutning, vilket ger försämrad av full- last utsätts à andra sidan för motsatta villkor. Mellanöver- verkningsgrad. Den panna som drivs med endast 50 % hettaren i denna panna avkänner ett för högt tryck, som orsakar ett för làgt volymflöde medan temperaturen pà àngan in är för làg, vilket i sin tur medverkar till att àngtempe- raturen ut fràn mellanöverhettaren blir för làg. Dessa 0 z.. 502 492 4 omständigheter skapar krav pà ytterligare vatteninsprutning i mellanöverhettaren :i denna dellastpanna, varvid högt tryckfall över mellanöverhettaren àstadkommes, vilket även detta medverkar till en försämring av verkningsgraden hos anläggningen, när denna ej drivs med likvärdig last i de bàda pannorna. Den lägre àngtemperaturen pá àngan ut ur mellanöverhettarna ställd i relation till àngturbinlasten kan bli ett problem för àngturbinen enligt gällande normer.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning innefattar ett antal pannmoduler, en för dessa pannmoduler gemensam mellantrycks- och làgtrycks- turbin samt en separat högtrycksturbin för respektive pann- modul. De olika högtrycksturbinerna anpassas i storlek till sin pannmodul.

En generator som drivs av de skilda turbinerna kan utgöras av en för turbinerna gemensam generator eller av en genera- tor för mellantrycks- och làgtryckstfigbinen med separata generatorer för varje högtrycksturbin.

Med en utökning av antalet turbiner enligt uppfinningen förändras den normala uppdelningen mellan panna och àng- cykel. I ett pannkoncept enligt uppfinningen kan anses att gascykel, överhettare för färskànga, högtrycksturbin samt mellanöverhettare ingàr i pannan medan mellantrycks- och làgtrycksturbin utgör ángsida.

En fördel med ett pannkoncept enligt beskrivningen är att högtrycksturbinerna kan drivas oberoende av varandra och anpassas till den last med vilken pannan till respektive ansluten högtrycksturbin är utnyttjad. Härvid undviks de ovan nämnda strypförlusterna som är ofrànkomliga vid känd teknik, när olika pannmoduler màste drivas under olika lastförhállanden. Trycket i mellanöverhettarna kommer också Ef\O 4630 5 UUL. /L att vara anpassat till det som motsvaras av respektive pannmoduls last.

Om exempelvis ett pannkoncept enligt ovan utnyttjas i en PFBC-anläggning är det möjligt att ansluta högtrycksàng- turbinen och den gasturbin som drives av rökgaserna fràn förbränningen i en PFBC-brännkammare pá en gemensam axel med eller utan àngturbinen frànkopplingsbar.

FIGURBESKRIVNING Fig. 1 áterger schematiskt en pannanläggning med tvà pann- moduler och tillhörande àngturbiner enligt uppfinningen.

Fig. 2 och fig. 3 visar varianter av anslutning mellan ángturbiner och generatorer.

UTFöRINGsExEMæEL Med stöd av bilagda figurer redovisas ett exempel pá den föreliggande uppfinningen.

I figur 1 visas en kraftanläggning som innefattar tvà pannmoduler la, lb. Dessa pannmoduler kan vara uppvärmda pà valfritt sätt, varvid uppvärmningssättet lämnas därhän i denna redovisning. Den första pannmodulen innefattar en första överhettare 2a för färskànga och en mellanöverhettare 3a. Pà samma sätt innefattar den andra pannmodulen en andra överhettare 2b för färskànga och en andra mellanöverhettare 3b. Matarvatten föres via ledningarna 4a och 4b till de respektive överhettarna 2a, 2b.

Från den första överhettaren 2a för färskànga i den första pannmodulen la föres àngan via en ledning 6a till en första högtryckturbin Sa, vilken drivs av àngan. Pà motsvarande sätt föres ånga fràn den andra överhettaren 2b för färskànga 502 492 6 i den andra pannmodulen lb via en ledning 6b till en andra högtrycksturbin Sb, vilken drivs av àngan frán nämnda andra överhettare 2b.

Den i första högtrycksturbinen 5a expanderade àngan återfö- res till den första pannmodulens mellanöverhettare 3a via en ledning 7a för àterupphettning, varefter àngan föres ut ur den första pannmodulen via en ledning 8a. Enligt samma för- farande àterföres den i andra högtrycksturbinen Sb expand- erade àngan till den andra pannmodulens mellanöverhettare 3b, varefter den áterupphettade àngan föres ut ur den andra poannmodulen via en ledning 8b.

Den àterupphettade àngan fràn de bàda mellanöverhettarna 3a, 3b sammanföres till en gemensam àngledning 9, vilken är ansluten till en för bàda pannmodulerna la, lb gemensam mellantrycks- och làgtrycksturbin 10. Frán denna turbin lO matas den làgtempererade àngan till en kondensor ll.

De tvà högtrycksturbinerna 5a, 5b och den gemensamma mellan- trycks- och làgtrycksturbinen 10 kan vara monterade pà en gemensam axel tillsammans med en för alla tre turbinerna Sa, Sb, 10 gemensam generator 12 för alstring av elenergi. I detta fall är högtrycksturbinerna 5a, 5b anslutna till den gemensamma mellantrycks- och làgtrycksturbinen 10 via kopp- lingar l4a, l4b.

I àngeledningarna 8a, 8b för mellanöverhettad ànga finns en första reheatavstängningsventil l5a för ànga från den första pannmodulen la och en andra reheatavtängningsventil l5b för ànga fràn den andra pannmodulen l5b. Vid start, stopp eller trip av någon av pannmodulerna la, lb i anläggningen kan önskad pannmodul separeras frán resten anläggningen genom stängning av nämnda första reheatavstängningsventil l5a alternativt nämnda andra reheatavtängningsventil l5b. Nöd- vändig ànga för den separerade pannmodulen slussas dà via till aktuell pannmodul hörande första högtrycksbypassventil l6a eller andra högtrycksbypassventil l6b genom mellan- 502 Q) . 7 4 överhettare 3a eller 3b och slussas via aktuell första IP-, LP-bypassventil l7a eller andra IP-, LP-bypassventil l7b till kondensorn ll. De bàda pannorna fungerar alltsà helt separat.

Vid dellastdrift av någon av pannmodulerna la, lb kan hög- trycksturbinerna Sa, 5b drivas med önskad last helt obero- ende av varandra. Genom strypning av antingen den första reheatavstängningsventilen 15a eller den andra reheatav- stängningsventilen 15b kan trycket i aktuell mellanöver- hettare 3a, 3b upprätthàllas och därigenom tillåta körning med olika last i de respektive pannmodulerna la, lb.

Såsom framgår av de schematiska figurerna 2 och 3 finns alternativa koncept för anslutning av generatorer till de I figur 2 visas en variant där en gene- 5b, En annan alternativ variant belyses i figur 3 där en olika turbinerna. rator Gl,G2, 10. generator Gl är ansluten till en av högtrycksturbinerna Sa, G3 är kopplad till varje enskild turbin Sa, medan en andra generator G2 är kopplad till den andra högtrycksturbinen 5b och mellantrycks-, làgtrycksturbinen 10, en mellanliggande koppling 14b. vilka báda senare är monterade pá en gemensam axel med I ovan beskrivna anläggningskoncept har endast redovisats ett exempel där två pannmoduler utnyttjar separata hög- trycksturbiner, medan en mellantrycks- och làgtrycksturbin är gemensam för de bàda pannmodulerna. Pà motsvarande sätt kan anordnas en anläggning innefattande fler än tvà pannor, där varje panna driver separata högtrycksturbiner, medan de olika pannorna delar pà en gemensam mellantrycks- och làg- trycksturbin. 2

Claims (4)

502 492 PATENTKRAV

1. l. Pannanläggning innefattande minst tvà pannor (la, lb) med gemensamt àngsystem, där i varje separat panna överhettare (2a, 2b) och mellanöverhettare (Ba, 3b) är anordnade för generering och/eller upphettning av ànga och där ångan fràn nämnda överhettare driver högtrycksturbiner (Sa, Sb) och mellantrycks~ och làgtrycksturbin (10) kännetecknad. av att ànga fràn högtrycksöverhettarna (2a, 2b) i de separata pannorna (la, lb) driver separata högtrycksturbiner (Sa, Sb) medan àterupphettad ànga fràn de respektive mellanöverhettarna (3a, 3b) förs till och driver en för pannorna (la, lb) gemensam mellantrycks/làgtrycksturbin (10).

2. Pannanläggning enligt patentkrav l. kännetecknad av att högtrycksturbiner (Sa, Sb), mellantrycks/làgtrycks- turbin (10) samt en för turbinerna gemensam generator (12) är anordnade pà samma axel med högtrycksturbinerna (Sa, Sb) anslutna till axeln över kopplingar (l4a, l4b).

3. Pannanläggning enligt patentkrav l kännetecknad av att minst en av högtrycksturbinerna (Sa, Sb) är anordnad att driva en generator (G1, G3) pá en separat axel.

4. Pannanläggning enligt patentkrav 2 eller 3 kännetecknad av att reglerventiler (l5a, l5b) är anordnade i anläggningens ángsystem, sà att varje panna (la, lb) och till respektive panna hörande högtrycksturbin (Sa, Sb) kan drivas i samma dellastgrad och oberoende av övriga pannors grad av belastning.