DE2146952C3

DE2146952C3 - Wärmekraftanlage zum Decken von Leistungsspitzen

Info

Publication number: DE2146952C3
Application number: DE2146952A
Authority: DE
Inventors: Paul Viktor Prof.Dipl.-Ing. Dr. Wien Gilli
Original assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Current assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-09-20
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2146952A1; US3803836A; AT306746B; JPS5126561B1; DE2146952B2; GB1371521A

Description

₍₂0) dient der indirekten

angeordneter Dampfspeicher (5,6);
b) von dem Dampferzeuger führt eine zusatz-' liehe Abzweigleitung (41) über Wärmetauscher (4; 31 bis 36) Iu weiteren Ladeeinrichhingen der Dampfspeicher, wobei die War- ao metauscher als überhitzer für den in den Dampfspeichern (6) erzeugten Sattdampf der Neb?nturbine (39) vorgesehen sind.

2. Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungslei- a₅ tung (27) zwischen Ladeleitung (20) und Frischdanipfleitung (52) der Nebenturbine (39) vorgeseheS ist, wobei in der Verbindungsleitung (27) eine Reduzierstation (51) oder ein Injektor (40) angeordnet ist

3. Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichneu daß ein Teil der in der Abzweigleitung (41) angeordneten Wärmetauscher (31 bis 36) als Kondensator bzw. Kondensatunterkühler ausgebildet ist (F i g. 2).

4. Wärmekraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abzweigleitung (41) nlch den Wärmetauschern (31 bis 36) ein Reduzierventil (37) mit nachgeschautem Phasentrenner (38) angeordnet ist (F i g. 2).

5. Wärmekraftinlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abzweigleitung (41) die Wärmetauscher (31 bis 36) in zwei oder mehreren Gruppen (31 bis 33, 34 bis 36) angeordnetsind(Fig.2).

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage zum Decken von Leistungsspitzen mit einer einem Dampferzeuger direkt nachgeschalteten, mit Heißdampf oder Sattdampf beaufschlagten Hauptturbine und einer weiteren, mit Heißdampf beaufschlagten Nebenturbine, die mit Dampf aus einer Speicheranlage versorgt ist, mit einer den Dampferzeuger mit der Speicheranlage verbindenden Ladeleitung.

Eine Wärmekraftanlage dieser Gattung ist durch die deutsche Patentschrift 511 024 bekanntgeworden. Hier wird das Kondensat des Überschußdampfes zum Erzeugen von fehlendem Dampf genutzt, indem es durch ein Speichermittel geführt wird, dessen Sie- «o depunkt über dem des Wassers liegt. Nachteilig ist, daß nur eine geringe Überhitzung des Dampfes in der Speicheranlage möglich ist, wodurch ein geringwertiger Dampf eraeugt wird.

Ferner ist es bekannt, die Ladung der Dampfspeieher durch die Regenerativvorwärmung einer Dampfkraftanlage vorzunehmen; hierbei erfolgt die Wärmeübertragung direkt oder indirekt, wobei die Heizflächen nicht hintereinandergescbaltet sind f^icnischePatentschnftlKOW).

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kennt man eine Speicheranlage, bei der ^Ä Druckes Hochdruckdampf erzeugt wird: dieser wahlweise mit dem »* «·» aber Mi-

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Gelöst wird die gestellte Aufgabe bei einer Wärmekraftanlage der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Ladeleitung dient der indirekten und direkten Aufladung mindestens zweier, in bezug auf die Ladeleitung hintereinander angeordneter Dampfspeicher;

b) von dem Dampl
Abzweigleitung ül

ren Ladeeinrichtungen der
bei die Wärmetauscher als Oberhitzer für den k den Dampfspeichern erzeugten Sattdampf der Nebenturbine vorgesehen sind.

Durch diese Lösung ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, daß nicht nur der Wert des Dampfs, der mit besserem Wirkungsgrad in der Turbine ausgenutzt wird, erhöht, sondern auch der Energieverlust, bedingt durch die Mehrstufigkeit, erniedrigt wird.

Des weiteren ergibt sich als vorteilhaft insbesondere gegenüber der Anlage nach der deutschen Patentschrift. 511024 — bedingt durch die getrennte Lade- und Entladeleitung —, daß beide Vorgänge wahlweise getrennt oder gemeinsam durchführbar sind. Durch die Verwendung des Frischdampfes zum Überhitzen des in den Dampfspeichern erzeugten Sattdampfes wird die Speicherwärme gemäß Erfindung mehr aufgewertet, als die Entwertung des Frischdampfes wegen der Dampfentnahme ausmacht

Weiter gehört zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, daß eine Verbindungsleitung zwischen Lade- und Frischdampfleitung der Nebenturbine vorgesehen ist, wobei in der Verbindungsleitung eine Reduzierstation oder ein Injektor angeordnet ist.

Ein Teil der in der Abzweigleitung angeordneten Wärmetauscher kann dabei als Kondensator bzw. Kondensatunterkühler ausgebildet sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Abzweigleitung nach den Wärmetauschern ein Reduzierventil mit nachgeschaltetem Phasentrenner angeordnet.

In der Abzweigleitung können die Wärmetauscher in zwei oder mehreren Gruppen geschaltet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Wärmekraftanlage bei Kernkraftwerken; hier sind die Dampfspeicher an den Dampfkreis eines Kernreaktors angeschlossen,

Fig.2 eine andere Ausgestaltung einer Wärmekraftanlage nach F i g. 1.

Im Kühlkreislauf 11 eines Kernreaktors 12 liegt

ein Dampferzeuger 14 für den Betrieb der Hauptturbine 30. Dieser Dampferzeuger 14 besitzt eine Frischdampfleitung L An die Dampfleitungen der Hauptturbine 30 sind die Ladeleitungen 20 für den ÜbernitzungsdampfspeidierS wahlweise angeschlossen. Der Überhitzungsdampfspeicher 5 kann sowohl indirekt über die Ladeheizfläche 9 als auch direkt über die Ladedüse 26 geladen werden. Der Ladedruck des Überfaitzungsdaropfspeichers 5 ist dabei größer wie jener der Hauptdampfspeicher 6. Je Überhitzungsdampfspeicher 5 sind mehrere Hauptdampfspeicher 6 vorgesehen. Der für die Ladung nicht benötigte bzw. in der Ladeheizfläche des Überhitzungsdampfspeichers abgekühlte Dampf wird zur Ladung der Hauptdampfspeicher 6 herangezogen, die ebenfalls sowohl direkt als auch indirekt über die Ladeheizfläche 10 geladen werden können.

Der im Hauptdampfspeicaer erzeugte Sattdampf wird im Wärmetauscher 4 durch den Dampf der Abzweigleitung 41 oder des Überhitzungsdampfspeichers5 überhitzt und schließlich der Nebenturbine 39 zugeführt Der überhitzungsdampfspeicher 5 ist als Gefällespeicher ausgebildet. Nach Kondensation des Dampfes im Wärmetauscher 4 wird das Kondensat wieder rückgespeist. Der Überhitzungsdampfspeicher 5 kann für Gleichdruck-Entladung eingerichtet sein.

In Fig.2 ist ein Schaltbild einer Anlage ähnlich derjenigen in Fig. 1 dargestellt. Es ist eine Anlage mit Überhitzung durch Frischdampf dargestellt, welcher dabei enthitzt und kondensiert wird. Dabei wird eine größere Anzahl von Dampfspeichern wahlweise auf zwei Sammelschienen 44 und 45 unterschiedlichen Druckes geschaltet Die Sammelschiene 44 mit dem höheren Druck führt zum Dampfeinlaß der Nebenturbine 39. Die Sammelschiene 45 mit dem niedrigeren Druck führt zu einem Zusatzventil der Nebenturbine bei entsprechendem Druck. Die Hauptdampfspeicher 6 werden nacheinander oder in Gruppen in der Weise entladen, daß sie zuerst die Sammelschiene mit höherem und sodann diejenige mit niedrigerem Druck mit Dampf versorgen. Die Überhitzung erfolgt für die beiden Dampfkreise unterschiedlichen Druckes zum Teil in getrennten Wärmetaaschern 31 bis 33 und 34 bis 36, die hinsichtlich ihres Druckverlustes auf der LieferdampfseHe den unterschiedlichen Druckniveaus angepaßt sind. Der ungedrosselte Frischdampf wird über ein Absperrventil 46 in der Abzweigleitung 41 zunächst einem

als Enthitzer wirkenden Wärmetauscher 31 zugeleitet, der hinsichtlich des Lieferdampfes von höherem Druck als Endüberhitzer geschaltet ist Darauf folgen im Gegenstrom der als Kondensator 32 und 34 und der als Kondensatuntcrkühler 33 und 35 wirkende

ίο Wärmetauscher, weiche für die beiden Druckstufen des Lieferdampfes als getrennte Einheiten ausgeführt sind. Die zu einer Druckstufe gehörenden Wärmetauscher können jeweils zusammengefaßt sein.

In dem gezeichneten Anwendungsbeispiel folgt ein

weiterer Konsensatunterkühler 36, der nur für die niedrigere Druckstufe — deren Dampf dementsprechend niedrigere Sattdampftemperatur aufweist — vorgesehen ist Das Reduzierventil 37 kann vor oder hinter dem letzten Wärmetauscher 36 angeordnet

ao sein. Anschließend ist ein Phasentrenner 38 nachgeschaltet und der erzeugte Dampf der Sammelschiene 45 zugeführt.

Der Überhitzungsdampfspeicher 5 weist ebenfalls einen wesentlich über dem höchsten Druck der

as Hauptdampfspeicher 6 liegenden Druck auf. Der Überhitzungsdampfspeicher 5 wird unter teiiweiser Benutzung der Wärmetauscher 32 bis 36 alternativ zum Frischdampf zur Überhitzung des Sattdampfes herangezogen. Das kann mit Vorteil für kurze Peri-

öden der absoluten Spitzenleistung geschehen, während deren die Entnahme von Frischdampf aus dem Hauptsystem unterbrochen wird.

Zwischen der Ladeleitung 20 und der Frischdampfleitung 52 der Nebenturbine 39 ist eine Ver-

bindungsleitung 27 angeordnet, in der eine Reduzierstation 51 oder ein Injektor 40 vorgesehen ist Durch diese Verbindungsleitung 27 kann beim Ausfall eines Turbosatzes der Hauptturbine 30 Arbeitsdampf der Nebenturbine 39 direkt und unverzüglich zugeführt werden, so daß die Nebenturbine 39 auch bei entladenen Dampfspeichern im Rahmen ihrer Kapazität als Reserveturbine zur Hauptturbine 30 betrieben werden kann. Ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Zwischenüberhitzer vorhanden, dann kann der Anschluß auch an die Zwischendampfleitungen erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

%. Wämekraftanlage zum Decken von Leistungsspitzen mit einer einem Dampferzeuger direkl nachgeschalteten, mU Heißdampf oder Sattäänpf beaufschlagten Hauptturbine und einer WeitlVen, mit Heißdampf beaufschlagten Nebenturbine, die mit Dampf aus einer Speicheranlage versorgt ist, mit einer den Dampferzeuger mit der Speicheranlage verbindenden Ladeleitung, gekennzeichnet durch die Kombination föl-