DE1065858B

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Info

Publication number: DE1065858B
Application number: DENDAT1065858D
Authority: DE
Publication date: 1959-09-24

Description

DEUTSCHES

kl. 14 h 4/01

INTERNAT. KL. F 01 k

PATENTAMT

S47618Ia/14h

ANMELDETAG: 23. FEBRUAR 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 24. SEPTEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zwangdurchlaufkessel, der vorzugsweise mit mindestens kritischem Druck betrieben wird und der zwei oder mehr Zwischenüberhitzer enthält, die sich in Zonen hoher Temperatur befinden. Bei einem solchen Kessel ergeben sich Schwierigkeiten, wenn der Kessel in Betrieb genommen werden soll oder mit Schwachlast zu arbeiten hat. Da in. den Zwischenüberhitzern meist hohe Dampftemperaturen verlangt werden, sind die Zwischenüberhitzer in einer verhältnismäßig heißen Rauchgaszone angeordnet. Beim Anfahren des Kessels sind daher die Zwischenüberhitzer besonders gefährdet. Eine Kühlung der Zwischenüberhitzer ist ebenfalls mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, da bei der Kühlung mit Wasserschlaggefahr zu rechnen ist.

Es ist daher bereits ein Verfahren zur Inbetriebnahme von solchen Zwangdurchlaufdampferzeugern, die bei mindestens kritischer oder überkritischer Temperatur betrieben .werden und mehrere Zwischenüberhitzer besitzen, bekanntgeworden, das darin besteht, daß bei Inbetriebnahme oder Kleinlast der nach dem ersten Zwischenüberhitzer angeordnete zweite Zwischenüberhitzer vom Durchfluß des Arbeitsmittels ausgeschaltet ist.

Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß bei Inbetriebnahme eines Zwangdurchlaufkessels mit zwei Zwischenüberhitzern die Gefahr einer Zerstörung des zweiten Zwischenüberhitzers infolge fehlenden oder zu geringen Durchflusses besteht.

Weiterhin ist eine Anfahrschaltung einer Bensonanlage mit Zwischenüberhitzung bekanntgeworden, bei welcher der aus dem Endüberhitzer kommende Dampf unmittelbar in einen Wasserabscheider strömt. Dieser Wasserabscheider steht damit beim Anfahren unter dem Kesseldruck und muß für einen solchen Druck ausgelegt werden.

Die Erfindung vermeidet die mit den bekannten Anlagen verbundenen Nachteile, die sowohl beim Abschalten des zweiten Zwischenüberhitzers von der Beheizung beim Anfahrvorgang als auch dann entstehen, wenn der Wasserabscheider dem vollen Betriebsdruck des Kessels ausgesetzt ist. Eine solche Beaufschlagung des Wasserabscheiders mit hohem Druck ermöglicht nur eine geringe Entwässerung des Dampfes, die auch nur sehr unvollkommen durchgeführt werden kann, so daß ein sicherer Betrieb des nachgeschalteten Zwischenüberhitzers nicht garantiert ist.

Die Erfindung ermöglicht die Inbetriebnahme eines Kessels mit doppelter Zwischenüberhitzung ohne Gefährdung der Zwischenüberhitzer dadurch, daß zur Erzielung einer sicheren Kühlung der Zwischenüberhitzer, insbesondere des zweiten Zwischenüberhitzers, während des Anfahrens und bei Schwachlast der erste Mit hohem, vorzugsweise mindestens kritischem Druck arbeitender

Zwangdurchlaufkessel

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Rupprecht Michel, Erlangen, ist als Erfinder genannt worden

Zwischenüberhitzer über eine mit einem Ventil versehene Leitung und ein Trenngefäß für Dampf-Wasser-Gemisch mit dem folgenden zweiten Zwischenüberhitzer verbunden ist. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung nicht nur eine sichere Kühlung des zweiten Zwischenüberhitzers beim Anfahren, sondern auch die Einsparung von Kosten für die teure Herstellung eines Hochdrucktrenngefäßes für die Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches und eine wesentlich verbesserte Dampfentwässerung in einem einfacheren und billigeren Trenngefäß bei niedrigem Druck. . .

Das Trenngefäß steht zweckmäßig mit dem Speise-* Wasserbehälter über ein Ventil in Verbindung, das.in Abhängigkeit von der anfallenden Wassermenge, beispielsweise durch Steuerung mit Hilfe eines Niveaureglers od. dgl., geöffnet wird. Mit Hilfe des Niveaureglers wird der Wasserspiegel im Trenngefäß immer auf derselben Höhe gehalten und dadurch erreicht, daß das Dampfspeichervolumen, das durch das Leitungssystem und den nicht vom Wasser ausgefüllten Teil des Trenngefäßes beim Anfahren bis zu einem Druck von etwa 12 at gebildet wird, immer gleichbleibt. Ein schwankender Wasserspiegel im Trenngefäß würde zu einem ungleichmäßigen Dampf-

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Speichervolumen und damit zu zeitlichen Schwankungen innerhalb mehrerer Anfahrvorgänge führen.

In der Verbindungsleitung zwischen dem Dampfteil des- Trenngefäßes und dem Kondensator über den zweiten Zwischenüberhitzer kann ein federbelastetes oder mit Gegengewichten gehaltenes Ventil vorgesehen.sein, das vorzugsweise zusätzlich dem Steueröldruck der Turbinenöldrucksteuerung ausgesetzt ist.
' Für den Anfahrvorgang ergeben sich prinzipiell zwei Möglichkeiten, die gegebenenfalls noch gewisse Abwandlungen erlauben. Die Inbetriebnahme kann entweder so erfolgen, daß der Höchstdruckteil mit kritischem oder überkritischem Druck und der erste Zwischenüberhitzer mit höchstmöglichem Druck betrieben werden. Der bei der Entspannung im Trenngefäß frei werdende Dampf kann dann durch den zweiten Zwischenüberhitzer in den Kondensator abströmen. Während das im Trenngefäß anfallende Wasser in den Speisewasserbehälter geleitet wird, erfolgt das Abströmen des Dampfes, wie oben erwähnt, über ein federbelastetes oder durch Gegengewicht gehaltenes und zusätzlich dem Steueröldruck der Turbinensteuerung ausgesetztes Ventil in den Kondensator. Auf diese Weise ergibt sich eine einwandfreie Kühlung des zweiten Zwischenüberhitzers, ohne daß Wasserschlaggefahr in den dicken Verbindungsrohren zum zweiten Zwischenüberhitzer und von diesem zum Kondensator entsteht.

Andererseits kann aber auch das Anfahren so vorgenommen werden, daß bei geöffneten Ventilen hinter dem Höchstdruckteil und dem ersten Zwischenüberhitzer der Kessel mit geringem Betriebsdruck angefahren wird. Gegebenenfalls vorhandene, abwärts durchströmte Strahlungsüberhitzer im Höchstdruckteil und im ersten Zwischenüberhitzer werden von überschüssigem Wasser freigeblasen. Das erwähnte federbelastete Ventil hält allein den erforderlichen Druck aufrecht. Nach Erreichen von Heißdampftemperatur im Höchstdruckteil werden dann die Ventile hinter dem Höchstdruckteil und dem ersten Zwischenüberhitzer allmählich gedrosselt und die Turbine in Betrieb genommen.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Erfindung zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung.

Die Ventile sind mit 1 bis 9 bezeichnet. Bei der zuerst genannten Möglichkeit der beiden beschriebenen Anfahrweisen wird durch das Ventil 1 im Überhitzer 10 des Kessels 11 überkritischer Druck gehalten. Durch das Ventil 2 wird im ersten Zwischenüberhitzer I der Druck auf dem maximalen Betriebsdruck von beispielsweise etwa 100 atü gehalten. Vom Ventil 2 strömt der Dampf in das Trenngefäß 12. Das anfallende Wasser 13 fließt über das Ventil 3, gesteuert durch einen Niveauregler 14, in den Speisewasserbehälter 15. Der bei der Entspannung im Trenngefäß 12 frei werdende Dampf strömt durch den Zwischenüberhitzer II über das federbelastete und unter Umständen zusätzlich dem Turbinenöldruck ausgesetzte Ventil 4 in den Kondensator 16. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Kühlung des Zwischenüberhitzers II erzielt.

Die zweite Anfahrweise kann nun darin bestehen, daß der Dampf zuerst bei geöffneten Ventilen 1 und 2 ■ und geschlossenen Ventilen 6, 7, 8, 9 und 4 bis zu einem Druck von etwa 12 at gespeichert wird. Eine weitere Druckerhöhung würde das auf 12 at ausgelegte federbelastete Ventil 4 nicht zulassen. Der Kessel wird also mit einem möglichst geringen Betriebsdruck angefahren. So bald die Heißdampftemperatur im Höchstlastteil erreicht ist, wird das Ventil 1 und dann allmählich das Ventil 2 gedrosselt und die Turbine mit dem Höchstdruckteil 17, dem Mitteldruckteil 18 und dem Niederdruckteil 19 durch öffnen der Ventile 5 bis 9 in Betrieb genommen.

Der erhöhte Steueröldruck verhindert nun ein öffnen des Ventils 4, so daß auch ein höherer Druck als 12 at in der Leitung vor dem Ventil 4 gehalten werden kann. Bei Minderung der Leistung an der Generatorseite -werden, um ein Durchgehen der Turbine zu verhindern, durch einen Drehzahlregler die Ventile 5 bis 9 gedrosselt. Der Steueröldruck sinkt und der im Leitungssystem vorhandene überflüssige Dampf kann über das nun vom Steueröldruck entlastete Ventil 4 in den Kondensator abströmen.

Sollte das Ventil 9 beim Drosselvorgang versagen und voll geöffnet bleiben, würde bei Fehlen eines zusätzlich durch den Steueröldruck beaufschlagten Ventils 4 der in der Leitung vorhandene Dampf von hohem Druck in den Niederdruckteil der Turbine strömen, und die Turbine würde durchgehen. Das Ventil 4 bietet also eine zusätzliche Sicherheit im Falle eines Versagens des Ventils 9 und gegen das Durchgehen der Turbine.

Claims

Patentansprüche:

1. Mit vorzugsweise mindestens kritischem Druck arbeitender Zwangdurchlaufkessel mit mindestens zwei in Zonen hoher Temperatur befindlichen Zwischenüberhitzern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer sicheren Kühlung der Zwischenüberhitzer, insbesondere des zweiten Zwischenüberhitzers, während des Anfahrens und bei Schwachlast der erste Zwischenüberhitzer (I) über eine mit einem Ventil (2) versehene Leitung und ein Trenngefäß für Dampf-Wasser-Gemisch (12) mit dem folgenden zweiten Zwischenüberhitzer (II) verbunden ist.

2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenngefäß (12) mit dem Speisewasserbehälter (15) über ein Ventil (3) in Verbindung steht, das in Abhängigkeit von der anfallenden Wassermenge, vorzugsweise durch Steuerung mit Hilfe eines Niveaureglers (14) od. dgl. geöffnet wird.

3. Kessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen dem Dampfteil des Trenngefäßes (12) und dem Kondensator (16) über den zweiten Zwischenüberhitzer (II) ein federbelastetes oder mit Gegengewichten gehaltenes Ventil (4) vorgesehen ist, das vorzugsweise zusätzlich dem Steueröldruck der Turbinenöldrucksteuerung ausgesetzt ist.

4. Verfahren zur Inbetriebnahme oder zum Betrieb mit schwacher Last eines Kessels nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstdruckteil mit hohem, insbesondere mit kritischem oder überkritischem Druck und der erste Zwischenüberhitzer (I) mit hohem, insbesondere höchstmöglichem Betriebsdruck betrieben wird und der bei der Entspannung im Trenngefäß (12) frei werdende Dampf durch den zweiten Zwischenüberhitzer (II) in den Kondensator (16) abströmt.

5. Verfahren zur Inbetriebnahme oder zum Betrieb eines Kessels mit schwacher Last nach

Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffneten Ventilen hinter dem Kessel und dem ersten Zwischenüberhitzer (Ventile 1 und 2) der Kessel mit geringem Druck betrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Druckhalteventil (1) des Kessels dieser mit dem Ventil (2) hinter dem

ersten Zwischenüberhitzer (I) als Druckhalteventil gefahren wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 206 004; Archiv für Wärmewirtschaft, Oktober 1942, Heft 10, S. 217.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen