DE1253723B - Forced once-through steam generator for operation with supercritical pressure - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

F22bF22b

Deutsche Kl.: 13g-8 German classes: 13g-8

Nummer: 1253 723Number: 1253 723

Aktenzeichen: S 805691 a/13 gFile number: S 805691 a / 13 g

Anmeldetag: 24. Juli 1962 Filing date: July 24, 1962

Auslegetag: 9. November 1967Opened on: November 9, 1967

Die Erfindung betrifft einen Zwangdurchlaufdampferzeuger für Betrieb mit überkritischem Druck, mit aus parallel durchströmten Rohren gebildeten Brennkammerrohrwänden, wobei eine Arbeitsmittelrückführleitung von einer Stelle stromunterhalb der Brennkammerrohre zu einer Stelle stromoberhalb dieser Rohre füjirt und wobei in dem so gebildeten Kreislauf eine Umwälzpumpe eingeschaltet ist, welche bei Kleinlast eine minimale Strömungsgeschwindigkeit in den Brennkammerrohren aufrechterhält. The invention relates to a once-through steam generator for operation with supercritical pressure, with combustion chamber tube walls formed from tubes through which parallel flow occurs, with a working medium return line from a point downstream of the combustion chamber tubes to a point upstream these pipes are connected and a circulation pump is switched on in the circuit formed in this way, which maintains a minimum flow velocity in the combustion chamber tubes at low load.

Es ist bei Zwangdurchlaufdampferzeugern bekannt, zum Einhalten einer gleichmäßigen Temperatur des bei oberhalb des kritischen Druckes erzeugten Heißdampfes einen Teil dieses Dampfes im Kreislauf durch den Dampferzeuger zu führen, wobei der im Kreislauf zu führende Teil in Abhängigkeit von der gewünschten Heißdampftemperatur verändert wird. Zum Überwinden der Kreislaufdruckdifferenz wird dabei eine Fördervorrichtung im rückgeführten Teilstrom oder im Gesamtstrom vor dem Dampferzeuger angeordnet. Um auf diese Weise die Heißdampftemperatur zu regeln, bedarf es mit der Umwälzfördervorrichtung zusammenwirkender Regelvorrichtungen. Durch solche Regelvorrichtungen wird die Dampferzeugungsanlage kompliziert, wodurch sich sowohl der Kostenaufwand als auch die Störanfälligkeit beträchtlich erhöhen.It is known for once-through steam generators to maintain a uniform temperature the superheated steam generated at above the critical pressure part of this steam in the circuit to lead through the steam generator, the part to be circulated depending on the desired superheated steam temperature is changed. To overcome the circuit pressure difference a conveying device in the returned partial flow or in the total flow upstream of the steam generator arranged. In order to regulate the superheated steam temperature in this way, it is necessary to use the circulating conveyor cooperating control devices. By such control devices, the steam generation system is complicated, whereby increase both the cost and the susceptibility to failure considerably.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwangdurchlaufdampferzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den der Kostenaufwand verkleinert und die Störanfälligkeit vermieden werden. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in der Rückführleitung, wie an sich bekannt, ein Rückschlagventil angeordnet ist und daß die Umwälzpumpe eine ungeregelte Pumpe ist, die so ausgelegt ist, daß in einem Betriebspunkt im Bereich von 50 bis 100% der Kessellast die Druckerhöhung des Arbeitsmittels durch die Umwälzpumpe gleich ist dem Druckverlust des Arbeitsmittels in den in die Umwälzung einbezogenen Heizflächen. Bei dem erfindungsgemäßen Dampferzeuger wird die Umwälzpumpe keinerlei Regelung unterworfen, so daß damit Regelvorrichtungen entfallen und der Aufbau der Anlage sich beträchtlich vereinfacht. Wenn im Betrieb des Dampferzeugers die Last zunimmt, wird die erfindungsgemäße Umwälzpumpe bei Erreichen des bestimmten Betriebspunktes zwischen 50 und 100% Last aufhören zu fördern, indem entweder ihr Antriebsmotor abgeschaltet wird oder indem sie im Arbeitsmittelstrom »schwimmt«, d. h. leer mitläuft. Wesentlich für die Erfindung ist also, Zwangdurchlaufdampferzeuger für Betrieb
mit überkritischem DruckThe invention is based on the object of creating a once-through steam generator of the type mentioned at the outset, by means of which the costs are reduced and the susceptibility to failure is avoided. This object is achieved according to the invention in that a check valve is arranged in the return line, as is known per se, and that the circulation pump is an uncontrolled pump which is designed so that the pressure increase at an operating point in the range of 50 to 100% of the boiler load of the working medium through the circulation pump is equal to the pressure loss of the working medium in the heating surfaces involved in the circulation. In the steam generator according to the invention, the circulation pump is not subjected to any regulation, so that regulating devices are omitted and the structure of the system is considerably simplified. If the load increases during operation of the steam generator, the circulating pump according to the invention will stop pumping when the specific operating point between 50 and 100% load is reached, either by switching off its drive motor or by "floating" in the working medium flow, ie running empty. It is therefore essential for the invention to have a once-through steam generator for operation
with supercritical pressure

Anmelder:Applicant:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,Sulzer Brothers Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)Winterthur (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing H. Marsch, Patentanwalt,Dipl.-Ing H. Marsch, patent attorney,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:
Willburt Werner Schroedter,
West Hartford, Conn.;
John Irvin Argersinger,
Simsbury, Conn. (V. St. A.)Named as inventor:
Willburt Werner Schroedter,
West Hartford, Conn .;
John Irvin Argersinger,
Simsbury, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Juli 1961 (127 176,
127 289, 127 395)Claimed priority:
V. St. v. America July 27, 1961 (127 176,
127 289, 127 395)

daß der Antrieb der Umwälzpumpe unabhängig von dem der Speisepumpe ist.that the drive of the circulation pump is independent of that of the feed pump.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit im vom Zwangdurchlauf durchströmten Teil des Kreislaufes angeordneter Umwälzpumpe ist diese stromunterhalb des Economisers angeordnet.According to an advantageous embodiment of the invention with in the flowed through by the forced flow Part of the circuit arranged circulation pump, this is arranged downstream of the economizer.

Der Gegenstand der Erfindung und weitere mit ihr zusammenhängende Merkmale sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe subject matter of the invention and other related features are set out below Description of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen mit überkritischem Druck betriebenen Zwangdurchlaufdampferzeuger, dem ein Zwangumlauf überlagert ist,1 shows a schematic representation of a once-through steam generator operated with supercritical pressure, on which a forced circulation is superimposed,

F i g. 2 ein Diagramm, in dem über der Last die Temperaturen des Arbeitsmittels in der Zwischenwand und in den die Brennkammer umgrenzenden Rohrwänden des Dampferzeugers nach F i g. 1 dargestellt sind,F i g. 2 shows a diagram in which the temperatures of the working medium in the partition wall above the load and in the pipe walls of the steam generator according to FIG. 1 shown are,

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Kennlinien der Umwälzpumpe und des Zwangdurchlaufsystems nach F i g. 1 dargestellt sind,F i g. 3 is a diagram showing the characteristics of the circulation pump and the once-through system according to FIG. 1 are shown,

F i g. 4 ein Diagramm, in dem über der Last die je Minute umgewälzte Arbeitsmittelmenge dargestellt ist,F i g. 4 shows a diagram in which the amount of working fluid circulated per minute is shown as a function of the load is,

709 687/37709 687/37

F i g. 5 ein Diagramm, in dem über der Last die Förderhöhe der Umwälzpumpe dargestellt ist,F i g. 5 a diagram in which the delivery head of the circulation pump is shown above the load,

Fig. 6 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1,6 shows a modification of the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 7 ein dem Diagramm nach Fig. 3 entsprechendes Diagramm für die Anordnung nach Fig. 6,FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 3 Diagram for the arrangement according to FIG. 6,

Fig. 8 ein dem Diagramm nach Fig. 5 entsprechendes Diagramm für die Anordnung nach Fig. 6.FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 5 Diagram for the arrangement according to FIG. 6.

Beim Dampferzeuger gemäß Fig. 1 sind die Wände 78 der Brennkammer 32 mit senkrechten Rohren 14 bekleidet, die von einem Verteiler 30 ausgehen und in einen Sammler 18 münden. Die Brennkammer 32 ist durch eine aus Rohren 12 gebildete Zwischenwand in zwei Räume unterteilt. Die Rohre 12 gehen aus von einem Verteiler 24 und münden in einen Sammler 26, der über eine Leitung 28 mit dem Verteiler 30 der Rohre 14 verbunden ist. Der Verteiler 24 der Zwischenwandrohre 12 ist über eine Leitung 200 an eine Mischeinrichtung 20 angeschlossen, die einerseits über eine Leitung 46 mit einer Speisepumpe 22 und andererseits über ein Rückschlagventil 88 mit einer Umwälzpumpe 10 in Verbindung steht.In the steam generator according to FIG. 1, the walls 78 of the combustion chamber 32 are clad with vertical tubes 14 which extend from a distributor 30 and open into a collector 18. The combustion chamber 32 is divided into two spaces by a partition wall formed from tubes 12. The tubes 12 emanate from a distributor 24 and open into a collector 26 which is connected to the distributor 30 of the tubes 14 via a line 28 . The distributor 24 of the intermediate wall pipes 12 is connected via a line 200 to a mixing device 20 which is connected on the one hand to a feed pump 22 via a line 46 and on the other hand to a circulation pump 10 via a check valve 88 .

Mittels der durch einen Motor 82 angetriebenen Speisepumpe 22 wird Wasser einem Behälter 42 entnommen und unter Druck über ein Speisewasserventil 40, ein Mengenmeßorgan 74 und die Leitung 46 in die Mischeinrichtung 20 gefördert, von wo aus es über die Leitung 200 und den Verteiler 24 in die parallelen, beheizten Zwischenwandrohre 12 gelangt und danach über den Sammler 26, die Leitung 28 und den Verteiler 30 in die Rohre 14. Aus dem Sammler 18 der Rohre 14 strömt es zu einem Verteiler 44 und von hier aus zum einen Teil über einen Verteiler 48 zu einem im Rauchgaszug 52 angeordneten Überhitzer 50. Nach Durchströmen desselben gelangt es über eine Leitung 54 in eine einen elektrischen Generator 58 antreibende Turbine 56. Der die Turbine verlasssende Dampf wird im Kondensator 62 niedergeschlagen, und das Kondensat wird mittels einer Pumpe 64 über eine zweite Speisewasservorwärmer 66 enthaltende Leitung 68 in den Behälter 42 zurückgefördert. Zum anderen Teil strömt das Arbeitsmittel vom Verteiler 44 über eine Rückführleitung 60 zur Umwälzpumpe 10, die es über das Rückschlagventil 88 in die Mischeinrichtung 20 fördert, wo es sich mit dem aus der Leitung 46 kommenden Speisewasser mischt.By means of the feed pump 22 driven by a motor 82 , water is taken from a container 42 and conveyed under pressure via a feedwater valve 40, a quantity measuring element 74 and the line 46 into the mixing device 20 , from where it is fed via the line 200 and the distributor 24 into the parallel, heated intermediate wall tubes 12 and then via the collector 26, the line 28 and the distributor 30 into the tubes 14. From the collector 18 of the tubes 14 , it flows to a distributor 44 and from here partly via a distributor 48 a superheater 50 arranged in the flue gas flue 52. After flowing through the same, it arrives via a line 54 in a turbine 56 driving an electrical generator 58. The steam leaving the turbine is condensed in the condenser 62 and the condensate is fed by a pump 64 via a second feed water preheater Line 68 containing 66 is fed back into the container 42 . On the other hand, the working medium flows from the distributor 44 via a return line 60 to the circulating pump 10, which conveys it via the check valve 88 into the mixing device 20 , where it mixes with the feed water coming from the line 46.

Die Umwälzpumpe 10 ist als Kreiselpumpe ausgebildet und wird mittels eines mit im wesentlichen konstanter Drehzahl laufenden Motors 16, z. B. Elektromotor, angetrieben. Dieser ist über einen Schalter 84 an Stromzuführungsleitungen 86 angeschlossen. Die Rückführleitung 60 kann mit einem Drosselventil 90 versehen sein, das zum Verändern der umgewälzten Arbeitsmittelmenge dient, wenn beim Heißstart ein unvermitteltes Einschalten der Pumpe mit voller Umwälzmenge einen thermischen Schock ergeben würde.The circulation pump 10 is designed as a centrifugal pump and is driven by means of a motor 16 running at a substantially constant speed, e.g. B. electric motor driven. This is connected to power supply lines 86 via a switch 84 . The return line 60 can be provided with a throttle valve 90 which is used to change the circulated amount of working medium if, during a hot start, an abrupt switching on of the pump with the full circulated amount would result in a thermal shock.

In F i g. 2 zeigt die Kurve 94 in Abhängigkeit der Last den Verlauf der Arbeitsmitteltemperatur am Auslaß des Sammlers 18, die von etwa 39O⁰C bei 5°/o Last auf etwa 405⁰C bei 100% Last anwächst. Das von der Umwälzpumpe 10 zu fördernde Wasser weist diese Temperaturen auf. Die Kurve 96 zeigt den Verlauf der Temperatur des die Zwischenwandrohre 12 verlassenden Arbeitsmittels, mit welcher Temperatur es in die Rohre 14 eintritt. Man erkennt, daß diese Temperatur mit zunehmender Last abnimmt, obwohl die Temperatur des rückgeführten Arbeitsmittels mit zunehmender Last zunimmt. Dies wird durch das kalte Speisewasser verursacht, das in der Mischeinrichtung 20 dem bereits erwärmten, rückgeführten Arbeitsmittel zugeführt wird. Die Kurve 98 kennzeichnet den Verlauf der Temperatur des Arbeitsmittels am Verteiler 24 der Zwischenwandrohre 12 und zeigt, daß sich die Temperatur des die Mischeinrichtung 20 verlassenden Arbeitsmittels mit zunehmender Last vermindert, was durch die mit zunehmender Last zunehmende Speisewassermenge und durch die dabei abnehmende Menge von rückgeführtem Arbeitsmittel hervorgerufen wird. Die Kurve 100 zeigt den Verlauf der Temperatur des Speisewassers, welches mit Hilfe der Speisepumpe 22 in die Mischeinrichtung 20 gefördert wird.In Fig. 2 shows the curve 94 as a function of the load, the course of the working medium temperature at the outlet of the collector 18, which increases from about 39O ⁰ C at 5 ^{% load to about 405 0} C at 100% load. The water to be pumped by the circulation pump 10 has these temperatures. The curve 96 shows the profile of the temperature of the working medium leaving the intermediate wall pipes 12 , at which temperature it enters the pipes 14 . It can be seen that this temperature decreases with increasing load, although the temperature of the returned working medium increases with increasing load. This is caused by the cold feed water which is fed in the mixing device 20 to the already heated, returned working medium. The curve 98 characterizes the course of the temperature of the working medium at the distributor 24 of the intermediate wall pipes 12 and shows that the temperature of the working medium leaving the mixing device 20 decreases with increasing load, which is due to the increasing amount of feed water and the decreasing amount of returned water Work equipment is caused. The curve 100 shows the course of the temperature of the feed water which is conveyed into the mixing device 20 with the aid of the feed pump 22.

ao In F i g. 3 stellt die Kurve (Kennlinie) 92 die Beziehung zwischen Förderhöhe und Fördermenge der Umwälzpumpe 10 dar, während die Kurve 116 die Beziehung dieser Pumpe zeigt, nachdem der Druckabfall in der Rückführleitung 60 abgezogen worden ist.ao In F i g. 3, the curve (characteristic) 92 represents the relationship between the delivery head and the delivery rate of the circulation pump 10 , while the curve 116 shows the relationship of this pump after the pressure drop in the return line 60 has been subtracted.

Die gestrichelte Kurve 108 gibt den Verlauf des Widerstandes wieder, den der Arbeitsmittelfluß in m³/Min. im Rohrsystem zwischen Mischeinrichtung 20 und Verteiler 44 erfährt, wenn in der Rückführleitung 60 die Rücklauftemperatur 400° C beträgt und die Speisepumpe 22 60% der Vollastmenge fördert. Der Punkt 110 auf der Kurve 108 gibt die Arbeitsmittelmenge in m³/Min. im Umwälzkreislauf an, die eine Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/s am Einlaß der Rohre 14 hervorruft. Dieser Punkt kennzeichnet ebenfalls die Förderhöhe zwischen der Mischeinrichtung 20 und dem Verteiler 44 unter den erwähnten Bedingungen. Ähnliche Widerstandskurven des Systems sind für die Fälle eingetragen, daß 5% — Kurve 112 — und daß 30% der Vollastmenge — Kurve 114 — zugeführt werden, und zwar für die gemäß Fig. 2 zu erwartenden Temperaturen von 390 bzw. 395⁰C. Die Schnittpunkte 118, 120 und 122 der Widerstandskurve 108, 112 bzw. 114 mit der Pumpenkennlinie 116 ergeben die Arbeitspunkte, wenn die Pumpe 10 in der Rückführleitung angeordnet ist.The dashed curve 108 shows the course of the resistance that the working medium flow in m ³ / min. in the pipe system between mixing device 20 and distributor 44 finds out when the return temperature in the return line 60 is 400 ° C. and the feed pump 22 conveys 60% of the full load quantity. Point 110 on curve 108 gives the amount of working fluid in m ³ / min. in the circulation circuit, which causes a flow velocity of 1 m / s at the inlet of the tubes 14 . This point also characterizes the delivery head between the mixing device 20 and the distributor 44 under the conditions mentioned. Similar resistance curves of the system are entered for the cases in which 5% - curve 112 - and that 30% of the full load quantity - curve 114 - are supplied, specifically for the temperatures of 390 and 395 ^° C. to be expected according to FIG Points of intersection 118, 120 and 122 of the resistance curve 108, 112 or 114 with the pump characteristic curve 116 result in the operating points when the pump 10 is arranged in the return line.

Mit Hilfe der Schnittpunkte 118, 120 und 122 können Kurven 128 und 134 aufgetragen werden, wie sie in dem Diagramm nach F i g. 4 bzw. 5 dargestellt sind. Die Kurve 126 in Fig. 4 gibt die Arbeitsmittelmenge im Umwälzkreislauf an, die zur Erreichung einer Geschwindigkeit von 1 m/s am Eintritt der Rohre 14 erforderlich ist. Sie wurde aus den Punkten 110, 120 und 124 in Fig. 3 ermittelt. In ähnlicher Weise kann die Kurve 130 in Fig. 5 ermittelt werden, welche ebenfalls die Verhältnisse für die Mindestgeschwindigkeit von 1 m/s kennzeichnet. Ebenfalls kann die Kurve 132 in Fig. 5, die den zwischen Mischeinrichtung 20 und Sammler 18 durch die Speisepumpe 22 hervorgerufenen Druckabfall kennzeichnet, ermittelt werden. Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Umwälzpumpe die erforderliche Mindestgeschwindigkeit des Arbeitsmittels am Einlaß der die Brennkammer 32 umgrenzenden Rohre 14 bei einer Last von 30% eben hervorbringt, das Arbeitsmittel sonst aber auf höhere Geschwindigkeiten bringt, und daß sie selbsttätig die Förderung einstellt, wenn die Speisewasser-With the help of the intersection points 118, 120 and 122 , curves 128 and 134 can be plotted, as shown in the diagram according to FIG. 4 and 5 are shown. The curve 126 in FIG. 4 indicates the amount of working medium in the circulation circuit which is required to achieve a speed of 1 m / s at the inlet of the pipes 14 . It was determined from points 110, 120 and 124 in FIG. 3. The curve 130 in FIG. 5, which likewise characterizes the conditions for the minimum speed of 1 m / s, can be determined in a similar way. The curve 132 in FIG. 5, which characterizes the pressure drop caused between the mixing device 20 and the collector 18 by the feed pump 22 , can likewise be determined. 4 and 5 show that the circulation pump provided according to the invention produces the required minimum speed of the working medium at the inlet of the tubes 14 surrounding the combustion chamber 32 at a load of 30%, but otherwise brings the working medium to higher speeds, and that it automatically the Pumping stops when the feed water

menge etwa 88 % der Vollastmenge erreicht (Punkt P in Fig. 4 und 5), d. h. zwischen 50 und 100% Last. Aus F i g. 4 und 5 ist des weiteren zu entnehmen, daß der Durchflußquerschnitt der die Brennkammer umgrenzenden Rohrwände so groß gemacht werden kann, daß erst bei 70% Last die Speisepumpe allein den für die Einhaltung der Mindestgeschwindigkeit genügenden Durchfluß bringen würde. Der größere Durchflußquerschnitt gewährt nicht nur einen sicheren Betrieb, sondern auch einen geringeren Druckverlust bei Vollast.amount reached about 88% of the full load amount (point P in Fig. 4 and 5), ie between 50 and 100% load. From Fig. 4 and 5 it can also be seen that the flow cross-section of the pipe walls surrounding the combustion chamber can be made so large that the feed pump alone would only bring the flow sufficient to maintain the minimum speed at a load of 70%. The larger flow cross-section not only ensures safe operation, but also a lower pressure loss at full load.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist die Umwälzpumpe 210 nicht wie die Pumpe 10 nach F i g. 1 in der Rückführleitung 60 angeordnet, sondern im Vorlauf, nämlich an der Leitung 200 zwischen der Mischeinrichtung 20 und dem Verteiler 24. Das Rückschlagventil 88 bleibt dabei in der Rückführleitung 60. Ein weiteres Rückschlagventil 202 ist in der Leitung 200 angeordnet, und zwischen diesem und der Mischeinrichtung 20 ist eine Abzweigleitung 204 angeschlossen, die zur Saugseite der Umwälzpumpe 210 führt. Stromunterhalb des Rückschlagventils 202 ist die Förderseite der Pumpe 210 über eine Leitung 206 an die Leitung 200 angeschlossen. In den Leitungen 204 und 206 können Absperrventile 212 und 214 vorgesehen sein, um die Umwälzpumpe 210 von der Leitung 200 absperren zu können.In the embodiment according to FIG. 6, the circulation pump 210 is not like the pump 10 according to FIG. 1 arranged in the return line 60 , but in the flow, namely on the line 200 between the mixing device 20 and the distributor 24. The check valve 88 remains in the return line 60. Another check valve 202 is arranged in the line 200 , and between this and A branch line 204 , which leads to the suction side of the circulating pump 210 , is connected to the mixing device 20. Downstream of the check valve 202 , the delivery side of the pump 210 is connected to the line 200 via a line 206 . Shut-off valves 212 and 214 can be provided in lines 204 and 206 in order to be able to shut off circulation pump 210 from line 200.

Die Umwälzpumpe 210 fördert unterhalb einer zwischen 50 und 100 % liegenden Grenzlast nur Arbeitsmittelgemisch. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Gemisch ständig kälter als das aus dem Verteiler 44 austretende Arbeitsmittel und wird mit zunehmender Last ständig kälter, während das aus dem Verteiler 44 austretende Arbeitsmittel heißer wird. Die Pumpe 210 fördert bei dieser Anordnung nicht nur aas im Zwangumlauf geführte Arbeitsmittel, sondern auch die gesamte Speisewassermenge. Trotzdem ist wegen des Unterschiedes in der Temperatur der geförderten Flüssigkeit die Leistung der Pumpe 210 kleiner als für die Pumpe 10 in F i g. 1.The circulating pump 210 only conveys a mixture of working media below a limit load lying between 50 and 100%. As can be seen from FIG. 2, the mixture is always colder than the working medium emerging from the distributor 44 and becomes continuously colder with increasing load, while the working medium emerging from the distributor 44 becomes hotter. In this arrangement, the pump 210 not only conveys the working fluid that is forced to circulate, but also the entire amount of feed water. Nevertheless, because of the difference in the temperature of the pumped liquid, the output of the pump 210 is less than for the pump 10 in FIG. 1.

Die Umwälzpumpe 210 kann auch in der Leitung 200 selbst angeordnet sein, wobei dann das Rückschlagventil 202 weggelassen werden kann. In diesem Fall ist die Pumpe 210 so gebaut, daß sie einen genügend großen freien Durchströmquerschnitt aufweist, um der Vollastspeisewassermenge den Durchfluß durch die Pumpe 210 zu ermöglichen, ohne das bei abgeschalteter Pumpe ein erheblicher Druckabfall auftritt.The circulation pump 210 can also be arranged in the line 200 itself, in which case the check valve 202 can be omitted. In this case, the pump 210 is constructed in such a way that it has a sufficiently large free flow cross-section to allow the full-load feedwater quantity to flow through the pump 210 without a significant pressure drop occurring when the pump is switched off.

Im Diagramm nach F i g. 7 ist die Kennlinie 216 der Pumpe 210 aufgetragen, und es sind die Widerstandskurven 218', 220', 222' des Rohrsystems bei 5, 30 bzw. 60% Last eingetragen. Da die Umwälzpumpe kein Bestandteil der Rückführleitung 60 ist, kann in F i g. 7 deren Druckabfall nicht ohne weiteres in Zusammenhang mit der Pumpenkennlinie gebracht werden. Die Widerstandskurven 218', 220', 222' sind in F i g. 7 zunächst ohne Berücksichtigung der Rückführleitung eingetragen und dann entsprechend dem in der Rückführleitung 60 auftretenden Druckabfall korrigiert (Kurven 218, 220, 222). Die Schnittpunkte der Pumpenkennlinie 216 mit den korrigierten Kurven 218, 220, 222 geben die Arbeitspunkte bei 5, 30 und 60% Last an.In the diagram according to FIG. 7, the characteristic curve 216 of the pump 210 is plotted, and the resistance curves 218 ', 220', 222 'of the pipe system at 5, 30 and 60% load are plotted. Since the circulation pump is not part of the return line 60 , in FIG. 7 whose pressure drop cannot easily be related to the pump characteristic. The resistance curves 218 ', 220', 222 ' are shown in FIG. 7 initially entered without taking the return line into account and then corrected in accordance with the pressure drop occurring in the return line 60 (curves 218, 220, 222). The points of intersection of the pump curve 216 with the corrected curves 218, 220, 222 indicate the operating points at 5, 30 and 60% load.

Mit Hilfe dieser Schnittpunkte ist die Kurve 224 in F i g. 4 ermittelt worden. Sie kennzeichnet die Arbeitsmittelmenge, die — nach Subtraktion der Speisewassermenge — umgewälzt wird.
Aus F i g. 8 ist ersichtlich, daß mit zunehmender Speisewassermenge die Förderhöhe der Umwälzpumpe 210 abnimmt (Kurve 226). Dies rührt daher, weil die Menge des kalten Speisewassers bei zunehmender Last zunimmt und die Menge des rückgeführten Arbeitsmittels abnimmt, so daß sich die Temperatur des Arbeitsmittelgemisches verringert und demzufolge dieses Gemisch größeres spezifisches Gewicht aufweist und weniger Meter Flüssigkeitssäule zum Erreichen desselben Druckes erforderlich sind. Aus dem Verlauf der Kurve 226 in F i g. 8 ist des weiteren ersichtlich, daß die durch die Pumpe 210 erzeugte Förderhöhe zwar abnimmt, aber nicht so rasch wie die Förderhöhe, die erforderlich ist, um die nötige Arbeitsmittel geschwindigkeit in den Rohren 14 zu erreichen und die durch die Kurve 228 gekennzeichnet ist. Es ist somit über die erforderliche Förderhöhe hinaus eine mit zunehmender Speisewassermenge und mit entsprechender Zunahme der Feuerintensität größer werdende Sicherheitsspanne vorhanden. Der Punkt, bei dem die Umwälzpumpe 210 ihre Förderung einstellt, also in dem Bereich zwischen 50 und 100% Last, ist in Fig. 4 und 8 mit P' bezeichnet. With the aid of these intersection points, curve 224 is shown in FIG. 4 has been determined. It identifies the amount of working fluid that - after subtracting the amount of feed water - is circulated.
From Fig. 8 it can be seen that as the amount of feed water increases, the delivery head of the circulating pump 210 decreases (curve 226). This is because the amount of cold feed water increases with increasing load and the amount of the returned working medium decreases, so that the temperature of the working medium mixture decreases and consequently this mixture has a greater specific weight and fewer meters of liquid column are required to achieve the same pressure. From the course of curve 226 in FIG. 8 it can also be seen that the delivery head generated by the pump 210 decreases, but not as quickly as the delivery head which is required to achieve the necessary working fluid speed in the pipes 14 and which is indicated by the curve 228 . In addition to the required delivery head, there is thus a safety margin that increases with increasing feed water quantity and with a corresponding increase in fire intensity. The point at which the circulation pump 210 ceases to deliver, that is to say in the range between 50 and 100% load, is denoted by P ′ in FIGS. 4 and 8.

Claims (2)

Patentansprüche: AClaims: A 1. Zwangdurchlauf dampf erzeuger für Betrieb mit überkritischem Druck, mit aus parallel durchströmten Rohren gebildeten Brennkammerrohrwänden, wobei eine Arbeitsmittelrückführleitung von einer Stelle stromunterhalb der Brennkammerrohre zu einer Stelle stromoberhalb dieser Rohre führt und wobei in dem so gebildeten Kreislauf eine Umwälzpumpe eingeschaltet ist, welche bei Kleinlast eine minimale Strömungsgeschwindigkeit in den Brennkammerrohren aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung, wie an sich bekannt, ein Rückschlagventil angeordnet ist und daß die Umwälzpumpe eine ungeregelte Pumpe ist, die so ausgelegt ist, daß in einem Betriebspunkt im Bereich von 50 bis 100% der Kessellast die Druckerhöhung des Arbeitsmittels durch die Umwälzpumpe gleich ist dem Druckverlust des Arbeitsmittels in den in die Umwälzung einbezogenen Heizflächen.1. Forced-through steam generator for operation with supercritical pressure, with parallel flow Tubes formed combustion chamber tube walls, with a working medium return line from a point downstream of the combustion chamber tubes to a point upstream of them Pipes and a circulation pump is switched on in the circuit formed in this way, which maintains a minimum flow velocity in the combustion chamber tubes at low load, characterized in that a check valve is arranged in the return line, as is known per se, and that the Circulation pump is an uncontrolled pump that is designed so that in an operating point in the area from 50 to 100% of the boiler load, the pressure increase of the working medium by the circulation pump is equal to the pressure loss of the working medium included in the circulation Heating surfaces. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, bei dem die Umwälzpumpe im vom Zwangdurchlauf durchströmten Teil des Kreislaufes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe stromunterhalb des Economisers angeordnet ist.2. Steam generator according to claim 1, wherein the circulation pump in the forced flow flowed through part of the circuit is arranged, characterized in that the circulation pump is arranged downstream of the economizer. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift V9022Ia/13g (bekanntgemacht am 13. 9.1956);Considered publications:
German Auslegeschrift V9022Ia / 13g (published on 9/13/956); Zeitschrift »Mitteilungen der Dürrwerke«, September 1956;Magazine "Mitteilungen der Dürrwerke", September 1956; Transactions of the ASME, Februar 1957, S. 394 und 395.Transactions of the ASME, February 1957, pp. 394 and 395. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings