DE2207227A1

DE2207227A1 - Verfahren und Einrichtung zum Wiederanfahren einer Kesselpumpenspeise-Anlage

Info

Publication number: DE2207227A1
Application number: DE19722207227
Authority: DE
Inventors: Akira; Teranishi Tsugutoma; Hitachi Sakai (Japan). P
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1972-02-16
Publication date: 1972-08-24
Also published as: US3774579A

Description

Patentanwälte
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β München 12, Steinsdorfatr. 10

81-18.362P(l8.363H)- 16. 2. 1972

HITACHI Ltd.. Tokio (Japan)

Verfahren und Einrichtung zum Wiederanfahren einer Kesselpumpenspeise-Anlage

Im allgemeinen werden in Dampfkraftwerken von mehr als 250 mV zwei dampfturbinen-getriebene Speisepumpen von 50 % Förderleistung und eine oder mehrere elektromotor-getriebene Speisepumpen von 20 - 25 $ Förderleistung vorgesehen. Üblicherweise werden die dampfgetriebenen Pumpen im normalen Betrieb, die motorgetriebenen Pumpen als Reserve und zum Anfahren des Kraftwerkes benutzt. Beim Anfahren des Kraftwerkes werden die dampfgetriebenen Pumpen, wenn nicht ein besonderer Hilfskessel oder ähnliches vorhanden ist, im allgemeinen nicht benutzt, weil nicht genügend Dampf fUr die dampfgetriebenen Pumpen verfügbar ist. Deshalb werden zum Anfahren üblicherweise die motorgetriebenen Pumpen benutzt.

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In Kraftwerken der beschriebenen Art treten, wenn das Werk kurze Zeit nachdem es wegen Abschaltung des Stromerzeugers vom Netz vorläufig oder ganz stillgesetzt worden ist, wieder angefahren wird, folgende Probleme auf:

In Kraftwerken, in denen die Speisepumpen sofort stillgesetzt werden, wenn die Hauptturbine wegen Lastabfalls stillgesetzt worden ist, bleibt der Druck im Entgaser auf der Höhe, die vor dem Lastabfall bestanden hat, und das Wasser im Entgaser, im Fallrohr des Entgasers und in den Saugleitungen der dampfgetriebenen Pumpen bleibt auf der hohen Temperatur, die es vor dem Lastabfall gehabt hat. Deshalb fließt, wenn in diesem stillgesetzten Betriebszustand das Einspeisen von Wasser in den Kessel mittels der motorgetriebenen Pumpen beginnt, kühleres Wasser in den Entgaser (in diesem Fall strömt kein Dampf in den Entgaser), so daß der Druck im Entgaser plötzlich abfällt. Infolgedessen fällt auch die Temperatur des vom Entgaser kommenden Wassers ab. In den Saugleitungen der dampfgetriebenen Pumpen aber bleibt das heiße Wasser und verdampft, da der Druck im Entgaser fällt, und bildet Blasen. Wenn der Druck im Entgaser weiter abnimmt, nehmen die Blasen in den Saugleitungen der dampfgetriebenen Pumpen an Rauminhalt zu und fließen in das Fallrohr des Entgasers. Die Blasen werden im Fallrohr vom kalten Wasser, das vom Entgaser zu den motorgetriebenen Pumpen fließt, abgekühlt und fallen zusammen, und das ergibt Wasserschläge. Die Blasen werden in manchen Fällen in die motorgetriebenen Pumpen hineingerissen und verursachen dort Wasserschläge, was den Betrieb der Pumpen stört und die Pumpen zerstört.

Daher ist die erste Aufgabe der Erfindung, die oben be-

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schriebene Schwierigkeit zu beheben durch geeignete Abfuhr des in den Saugleitungen der Speisepumpen eingeschlossenen heißen Wassers.

Die Erfindung besteht - kurz gesagt - in folgendem! Wenn ein Dampfturbinenkraftwerk, dessen Speisewasser-Vorwärmkreislauf einen Kondensator enthält, kurz nachdem es, weil seine Turbine vom Netz abgefallen ist, vorläufig oder ganz stillgesetzt worden ist, wieder angefahren wird, dann wird das in den Saugleitungen der Speisepumpen enthaltene Wasser durch eine Zweigleitung in den Kondensator oder in den mit dem Entgaser kommunizierenden Kreislauf abgeführt.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsform und der ihr beigefügten Zeichnung ersichtlich.

Die Zeichnung zeigt Schemata von im Speisewasser-Vorwärmkreislauf eines Dampfturbinen-Kraftwerks zum Entgaser und zu den Speisepumpen gehörigen Leitungen, und zwar in

Fig. 1-3 Schemata einer ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kesselspeisepumpen-Anfahreinrichtung,

Fig. k ein Diagramm, welches die bei Lastabfall in herkömmlichen Kraftwerken auftretenden Übergangserscheinungen erläutert.

In Fig. 1, welche die erste Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Kondensator be-

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zeichnet, mit 2 ein ND-Speisewasservorwärmer, mit 3 eine Kondensatleitung, mit k ein Entgaser, mit 5 ein Fallrohr, mit 6 und 7 je eine von zwei dampfgetriebenen Speisepumpen bzw. eine motorgetriebene Speisepumpe und mit 8 und 9 die Ansaugleitung jeder dampfgetriebenen bzw. der motorgetriebenen Speisepumpe; diese Ansaugleitungen gehen vom Fallrohr 5 aus. Ferner bezeichnet 10 eine Speiseleitung, die von jeder der dampfgetriebenen Speisepumpen 6 und von der motorgetriebenen Speisepumpe 7 ausgeht und die über einen HD-Speisewasservorwärmer 11 in einen Dampfkessel 12 mündet. 13 ist eine Zweigleitung, die von den Saugleitungen 8 ausgeht und in die Kondensatorleitung 3 mündet; 14 sind Absperrventile in der Zweigleitung 13? 15 ist eine in der Zweigleitung 13 angeordnete Umwälzpumpe; ~\6 ist eine Entnahmeleitung, die von der (nicht gezeichneten) Turbine zum Entgaser 4 führt; 17 ist ein Rückschlagventil in der Entnahmeleitung; 18 ist eine Hilfsdampfleitung, die von einem (nicht gezeichneten) Hilfs-Dampfkreislauf zum Entgaser k führt} und 19 i>t ein Druckminderventil in der Dampfleitung 18.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 abgebildeten ersten AusfUhrungsart dadurch, daß anstelle der Umwälzpumpe 15 dieser ersten AusfUhrungsart eine Speisewasser-Zubringerpumpe 20 vorgesehen und diese in der Saugleitung 8 angeordnet ist und daß die Zweigleitung 13, die zur Kondensatleitung 3 führt, von der Austrittsöffnung der Pumpe 20 abzweigt.

Die In Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsform der Erfindung ist von der ersten und der zweiten Ausführungsform

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insofern verschieden, als eine Zweigleitung 13A, welche die Saugleitungen 8 mit dem Kondensator 1 verbindet, vorgesehen und eine Umwälzpumpe 15 oder eine Speisewasser-Zubringerpumpe 20 entbehrlich ist, weil beim Wiederanfahren des Dampfkraftwerkes der notwendige Sog vom Kondensator 1 geliefert wird.

Nun sei die Wirkungsweise zunächst anhand der Fig. beschrieben. Wenn die Anlage, die mit hoher Last oder mit Nennlast betrieben worden ist, bei Abfall des Stromerzeugers vom Netz stillgesetzt wird, dann schließt sich das in der Entnahmeleitung zum Entgaser k befindliche Rückschlagventil, und die beiden dampfgetriebenen Pumpen 6 kommen zum Stillstand, so daß die Speisewasserzufuhr zum Kessel 12 aufhört.

Infolgedessen bleiben, wie in Fig. k dargestellt, die Drücke und Temperaturen im Entgaser 4, im Fallrohr 5 und in den Saugleitungen 8 der dampfgetriebenen Pumpen auf der Höhe, die sie vor dem Lastabfall hatten. Um die Kraftwerksanlage kurz nachdem sie stillgesetzt worden ist, in der oben beschriebenen Weise wieder anzufahren, wird das Speisewasser in dem Kessel 12 von der motorgetriebenen Pumpe eingespeist. Jedoch wird in den Entgaser 4 nicht Dampf, sondern das kUhle Wasser aus der Kondensatleitung 3 eingeführt. Daher nimmt, wie in Fig. h dargestellt, der Druck im Entgaser allmählich ab, und infolgedessen nehmen der Druck an den Saugstutzen der Pumpen 6 und 7 und die Temperatur des Wassers am Austritt aus dem Entgaser ebenfalls allmählich ab. Der Druck an den Saugstutzen der Pumpen und 7 ist gegeben durch

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(Druck im Entgaser) + (statischer Druck)_t

und wenn, indem der Druck im Entgaser k abnimmt, der Druck an den Saugstutzen der Pumpen 6 und 7 niedriger ale der im Entgaser k vor dem Stillsetzen der Anlagen vorhanden gewesene Druck wird (wie durch die Punkte A^ und A₂) in Flg. k gezeigt), dann verdampft in Anlagen der herkömmlichen Art das Speisewasser, das in den Saugleitungen 8 der dampfgetriebenen Pumpen 6 enthalten ist, und bildet Blasen. Wenn der Druck im Entgaser 4 weiter abnimmt, nehmen die Blasen in den Saugleitungen 8 an Rauminhalt zu, und sie fließen in das Fallrohr 5» wie in Fig. 1 durch die gestrichelten Pfeile gezeigt. Diese Blasen werden durch das kühle Wasser vom Entgaser k gekühlt und fallen zusammen und verursachen dadurch Vaeserschläge. Wenn die Blasen in die Saugleitung der motorgetriebenen Pumpe fließen, entsteht Kavitation in der Pumpe 7·

Aber gemäß der Erfindung wird, wenn die motorgetriebene Pumpe wieder angefahren wird, gleichzeitig das Absperrventil geöffnet und auch die Umwälzpumpe 15 angelassen, so daß das in den Saugleitungen 8 enthaltene Wasser durch die Zweigleitung 13 in die Kondensatleitung 3 gefördert, also durch kühles Wasser aus dem Entgaser k ersetzt wird. Infolgedessen werden die bei herkömmlichen Anlagen beobachteten Wasserschläge und Hohlraumbildung nicht auftreten.

In ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, wird bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Aueführungsform, sobald die motorgetriebene Pumpe 7 wieder angelassen wird, das Absperrventil 14 geöffnet und die Speisewasser-Zubringerpumpe 20

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angelassen, so daß das In den Saugleitungen 8 enthaltene Wasser durch die Zweigleitung 13 in die Kondensatleitung gefördert wird.

Bei der in Fig. 3 abgebildeten dritten AusfUhrungsform der Erfindung wird, sobald die motorgetriebene Pumpe wieder angelassen wird, das Absperrventil ^k geöffnet, so daß das in den Saugleitungen 8 enthaltene Wasser durch die Zweigleitung 13A in den Kondensator 1 fließen kann.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind sowohl die dampfgetriebenen Pumpen als auch die motorgetriebene Pumpe vorhanden, aber bei einem kleinen Dampfkraftwerk von weniger als 250 MW werden im allgemeinen keine dampfgetriebenen Pumpen vorgesehen und alle Pumpen elektromotorisch angetrieben. Aber natürlich kann die Erfindung mit Vorteil auch bei so kleinen Kraftwerken angewendet und jede beliebige der motorbetriebenen Pumpen zum Wiederanfahren benutzt werden. Dabei ist zu beachten, daß die Saugleitungen aller motorgetriebenen Pumpen mit Zweigleitungen und Absperrventilen versehen werden müssen.

Dank der Erfindung kann, wenn das Kraftwerk kurz nachdem es vom Netz abgefallen ist, wieder angefahren werden soll, Wasserschlag und Hohlraumbildung zwangsläufig verhindert und stetiger und zuverlässiger Betrieb der Speisepumpen gesichert werden.

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Claims

Patentansprüche

Λ J Verfahren zum Viederanfahren der Speisepumpen eines Dampfkraftwerkes, welches einen Dampfkessel, einen Kondensator und einen Entgaser nebst diese verbindenden Rohrleitungen sowie in dem vom Entgaser zum Kessel führenden Kreislaufteil Speisepumpen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Viederanfahren des Dampfkraftwerkes das Wasser, das in dem vom Entgaser zu den Speisepumpen führenden Kreislaufteil enthalten ist, in den Kondensator oder in eine mit dem Entgaser verbundene Leitung abgeführt wird.

2. Einrichtung in einem Dampfkraftwerk, welches einen Dampfkessel, einen Kondensator und einen Entgaser nebst diese verbindenden Rohrleitungen sowie in dem vom Entgaser zum Kessel führenden Kreislaufteil Speisepumpen aufweist, gekennzeichnet durch eine Zweigleitung (13), welche die vom Entgaser (k) zu den Speisepumpen (6, 7) führende Leitung mit dem Kondensator (i) oder der vom Kondensator zum Entgaser führenden Kondensatleitung (3) verbindet.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet, durch eine in der Zweigleitung (13) angeordnete Pumpe (15) zur Abführung des eingeschlossenen Wassers.

k. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein in der Zweigleitung (13) angeordnetes Absperrventil (i*0, das beim Wiederanfahren der Anlage geöffnet wird.

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5. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Pumpe (20), die in dem vom Entgaser (k) zu den Speisepumpen (6, 7) führenden Leitungssystem angeordnet ist und das eingeschlossene Wasser in die Zweigleitung (13) fördert.

ORIGINAL INSPECTED

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