DE2236576A1

DE2236576A1 - Dampfkraftanlage

Info

Publication number: DE2236576A1
Application number: DE2236576A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dr Techn Forgo; Laszlo Prof Dr Sc Techn Heller; Gabor Dipl Ing Tomcsanyi
Original assignee: Transelektro Magyar Villamossagi Kulkereskedelmi
Current assignee: Transelektro Magyar Villamossagi Kulkereskedelmi
Priority date: 1971-08-03
Filing date: 1972-07-26
Publication date: 1973-02-22
Also published as: GB1373558A; CH542996A; AU463497B2; DE2236576B2; IT963637B; ATA655472A; JPS4825115A; JPS5725102U; JPS5928081Y2; SE385313B; ZA725096B; HU164245B; SU468444A3; FR2149819A5; AU4504072A; AT364959B; CA954394A

Description

DIPL.-ING. R. LEMCKE

•Potentanwalt (10927) L/E

KarUruhe/Baden -\}W-ti */**

TRANSELEKTRO Magyar Villamossagi Külkereskedelmi Vallalat, Budapest V, Münnioh Fereno utca 13. Ungarn.

Dampfkraftanlage

Die Erfindung bezieht sich auf. eine Dampfkraftanlage mit einer einen elektrischen Generator treibenden Wärmekraftmaschine, wobei der von dieser kommende' Dampf in einem Oberflächenkondensator mittels Wasser rückgekühlt wird, das im weiteren Verlauf zu Heiz-

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zwecken dient.

Bei derartigen bekannten Anlagen weist die Wärmekraftmaschine, meist eine Dampfturbine, einen oder mehrere Dampfaustritte auf, wobei im letztgenannten Falle die Oberflächenkondensatoren bezüglich des Heizwasserdurchflusses in Reihe geschaltet sind. Nachteilig ist bei diesen Anlagen jedoch, daß sie nur während der Heizungsperiode mit voller oder annähernd voller Belastung im Betrieb gehalten werden können. Demgegenüber können sie während der Sommerperiode mangels ausreichendem Wärmebedarf nur mit sehr kleiner Belastung oder überhaupt nicht in Betrieb gehalten werden. Vielfach besteht -jedoch der Wunsch, die elektrische Leistungskapazität eines Heizkraftwerkes auch während der Sommerperiode, besonders auch während des Hochsommers, ausnützen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dampfkraftanlage der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß sie während des ganzen Jahres, also unabhängig von der benötigten Heizkapazität zur Erzeugung elektrischer Energie voll einsetzbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rückkühlung durch den Oberflächenkondensator eine Hilfskühlung überlagert ist.

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Diese Hilfskühlung kann einmal aarin bestehen, daß dem Oberflächenkondensator im Heizwasserkreisläüf ein mit aus einem offenen Gewässer entnommenen Wasser als Kühlmittel betriebener Wärmetauscher vorgeschaltet ist*

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß dem Oberflächenkondensator im Heizwasserkreislauf ein Wärmetauscher vorgeschaltet ist und daß dieser Wärmetauscher mit Wasser als Kühlmittel betrieben ist, welches in geschlossenem Kreislauf über einen nassen Kühlturm geführt ist.

Schließlich kann es gemäß der Erfindung auch besonders zweckmäßig sein, daß der Oberflächenkondensator ein Mischkondensator ist, daß der Kondensator beim Dampfeintritt Düsen zur Einspritzung von Speisewasser aufweist und daß dieses Speisewasser im geschlossenen Kreislauf über einen trockenen Kühlturm und einem diesem nächgeschaltete Drossel geführt ist.

Dabei können bei einer Wärmekraftmaschine mit mehreren Dampfaustritten unterschiedlichen Dampfentspannungszustandes die sich an diese anschließenden Oberflächenkondensatoren bezüglich Speisewasserkühlung und Kondensatabgabe parallelgeschaltet sein» Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Oberflächen-

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kondensatoren derart hintereinander zu schalten, daß der Durohfluß aus dem Kondensator mit niedrigerem Druck in den Kondensator mit nächsthöherem Druck erfolgt. Zur Sicherung des Durchflusses können erfindungsgemäß die Kondensatoren einen Niveauunterschied derart aufweisen, daß der Durchfluß durch Gravitationswirkung erfolgt. Es kann jedoch auch der Durchfluß zwischen den Kondensatoren durch eine Pumpe gewährleistet sein.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist sichergestellt, daß jederzeit, also insbesondere während des Sommerhalbjahres, die zur Dampfkondensation bei voll betriebener Wärmekraftmaschine erforderliche Kühlkapazität zur Verfügung steht. Damit ist eine erheblich wirtschaftlichere Nutzung der Anlage möglich, da Stillstandszeiten oder Zeiten geringer Leistungsausnutzung infolge fehlenden Bedarfs an Heizkapazität vermieden sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die auf der Zeichnung, dargestellt sind. In der Zeichnung zeigern

Fig. 1 eine Dampfkraftanlage der bekannten Art und

Fig. 2 bis 5 mehrere erfindungsgemäße AusfUhrungsformen einer Dampfkraftanlage mit Hilfskühlung,

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Gemäß Fig. 1 weist ein bekanntes Heizkraftwerk eine Dampfturbine 1 auf, die einen der Stromerzeugung die- ■ nenden Generator 2 antreibt. Der aus der Turbine 1 · austretende Dampf gelangt in den Oberflächenkondensator bzw. Heizwassererwärmer 3. Eine Umwälzpumpe 5 fördert das Heizwasser durch den Kondensator 3> wo es den aus der Turbine austretenden Dampf abkühlt, so daß er kondensiert. In erwärmtem Zustand gelangt das Heizwasser zu Wärmeverbrauchern 4, wo es abkühlt.

Ein derartiges Heizkraftwerk liefert jedoch selbstverständlich immer nur die dem Heizungsanspruch entsprechende elektrische leistung.

Um diesen Mangel zu beheben, sieht die Erfindung gemäß Pig·. 2 einen Wärmetauscher 6 vor, der zweckmäßigerweise vor dem Kondensator 3 in den Heizwasserkreislauf eingeschaltet ist und mit aus einem offenen Gewässer entnommenem Wasser als Kühlmittel betrieben wird, das mittels einer Pumpe 8 durch den Wärmetauscher 6 gefördert wird.

Pur den Pail, daß die zur Prischwasserkühlung erforderliche Wassermenge nicht zur Verfügung steht, kann gemäß Pig. 3 ein geschlossener Kühlwasserkreislauf für den Wärmetauscher 6 vorgesehen sein, wobei das Kühlwasser über einen nassen Kühlturm 10 und von diesem

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mittels der Pumpe 8 wieder zum Wärmetauscher 6 geführt wird.

Steht nicht einmal die Wassermenge zur Verfügung, die notwendig ist, um die im Kühlturm 10 gemäß Fig. 2 auftretenden Wasserverluste zu ersetzen, so kann erfindungsgemäß, wie in Pig. 4 dargestellt, der Oberflächenkondensator 3a als Mischkondensator ausgebildet sein derart, daß in den Dampfraum des Kondensators eine Kühlwassermenge von Kesselspeisewasserqualität eingespritzt wird, die für die Kondensierung der zur vollen Belastbarkeit der Turbine'erforderliche Dampfmenge genügt. Das erwärmte Kühlwasser wird in einem geschlossenen System, ausschließlich mit Luft als Kühlmittel mit Hilfe eines trockenen Kühlturms 11 rückgekühlt.

Falls die Turbine zwei oder mehrere Dampfaustritte mit dazugehörenden Oberflächenkondensatoren aufweist, können entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zur Einspritzung des Kühlwassers der Hilfskühlung unterschiedliche Anordnungen verwendet werden, wie sie in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt sind.

Gemäß Fig. 5 wird das zum Einspritzen verwendete Kühlwasser gesondert in den Dampfraum der Oberflächenkondensatoren geleitet, d. h., an der Seite der misch-

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kondensatorartigen Hilfsktihlung werden die Kondensatoren parallelgeschaltet.

Wie in fig. 6 dargestellt, kann jedoch auch das Kühlwasser zunächst in einen Kondensator mit geringerem Druck eingespritzt werden, worauf es dann als bereits erwärmtes Kühlwasser mit Hilfe der Gravitation in den an der Dampfseite einen größeren Druck aufweisenden Oberflächenkondensator gelangt, der zur Erzeugung des nötigen Gravitationsgefälles mit entsprechendem Niveauunterschied niedriger angeordnet ist als der vorhergehende Kondensator. '

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 7 wird damit gerechnet, daß keine Möglichkeit besteht, die Kondensatoren mit entsprechendem Niveauunterschied anzuordnen. Deshalb ist zwischen den beiden Stufen eine Pumpe 13 angeordnet, die das in die Stufe mit niedrigerem Druck eingespritzte und dort erwärmte Kühlwasser in die Stufe mit höherem Druck befördert.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5» 6 und'7 wird zur Rückkühlung des eingespritzten Speisewassers ein trockener Kühlturm nach dem System HELLER verwendet.

Die Anlage gemäß Pig. 7 arbeitet folgendermaßen, wobei

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die Beschreibung entsprechend auch für die Anlagen gemäß den Fig. 2 bis 6 gilt:

Der aus der Dampfturbine 1 austretende Dampf gelangt in die Kondensatoren 3a. In diesen sind Einspritzdüsen angeordnet, durch die eine solche Menge des aus der Luftkondensationshilfskühlung kommenden Kühlwassers von Kesselspeisewasserqualität in die Kondensatoren eingespritzt wird, daß die Kondensation der zur vollen Belastung der Turbine 1 erforderlichen Dampfmenge möglich ist.

Das heizwasserseitig aus den Kondensatoren austretende erwärmte Kühlwasser gelangt zu den Wärmeverbrauchern, von wo es in abgekühltem Zustand mit Hilfe der Heizwasserumwälzpumpe 5 in geschlossenem Kreislauf den Kondensatoren wieder zugeführt wird.

Falls die Hilfskühlung, insbesondere im Winter, außer Betrieb ist, drückt die Kondonsatpumpe 7 das Dampfkondensat aus dem in den Kondensatoren 3a befindlichen Wasserraum wieder in den Speisewasserbehälter.

Falls, insbesondere im Sommer, die Hilfskühlung eingesetzt wird, wird das Dampfkondensat und das durch

die Düsen eingespritzte, erwärmte kühlwasser aus den Kondensatoren 3a durch die Umwälzpumpe 8 abgezogen.

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In diesem Pall arbeitet die Kondensatpumpe 7a, die die dem Dampfkondensat entsprechende Wassermenge als Speisewasser in den Speisewasserbehälter zurückfördert» Die übrige Kühlwassermenge gelangt in den trockenen Kühlturm 11, wo sie abgekühlt und sodann über das Drosselorgan 12, beispielsweise eine Wasserturbine oder ein Drosselventil, wieder zu den Einspritzdüsen der Kondensatoren gelangt. Die Kondensatoren 3a arbeiten also gleichzeitig als Oberflächen- und Mischkondensator, wodurch die Kondensation der vollen Dampfmenge, d. h„ die volle Belastbarkeit der Turbine 1 ermöglicht ist.

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Claims

Patentansprüche

V1.) Dampfkraftanlage mit einer einen elektrischen Generator treibenden Wärmekraftmaschine, wobei der von dieser kommende Dampf in einem Oberflächenkondensator mittels Wasser rückgekühlt wird, das im v/eiteren Verlauf zu Heizzwecken dient,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Rückkühlung durch den Oberflächenkondensator (3, 3a) eine Hilfskühlung überlagert ist.

2. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oberflächenkondensator (3) im Heizwasserkreislauf ein mit aus einem offenen Gewässer (9) entnommenem Wasser als Kühlmittel betriebener Wärmetauscher (6) vorgeschaltet ist.

3. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oberflächenkondensator (3) im Heizwasserkreislauf ein Wärmetauscher (6) vorgeschaltet ist und daß dieser Wärmetauscher mit Wasser als Kühlmittel betrieben ist, welches in geschlossenem Kreis lauf über einen nassen Kühlturm (10) geführt ist.

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4. Dampfkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenkondensator (3a) ein Mischkondensator ist, daß der Kondensator beim Dampf-

eintritt Düsen zur Einspritzung von Speisewasser aufweist und daß dieses Speisewasser im geschlossenen Kreislauf über einen trockenen Kühlturm (11) und eine diesem nachgeschaltete Drossel (12) geführt ist.

5. Dampfkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wärmekraftmaschine (1) mit mehreren Dampfaustritten unterschiedlichen Dampfentspannung szustandes die sich an diese anschließenden Oberflächenkondensatoren (3a) bezüglich Speisewasserktihlung und Kondensatabgabe parallelgeschaltet sind.

6. Dampfkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wärmekraftmaschine (1) mit mehreren Damp'faustritten unterschiedlichen Dampfentspannungszustandes die sich an diese anschließenden öberflächenkondensatoren (3a) bezüglich Speisewasserkühlung derart hintereinander geschaltet sind, daß der Durchfluß aus dem Kondensator mit niedrigerem' Druck in den Kondensator mit nächsthöherem Druck erfolgt.

7. Dämpfkrui uu-niage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (3a) einen Niveau-

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unterschied derart aufweisen, daß der Durchfluß durch Gravitationswirkung erfolgt.

8. Dampfkraftanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß zwischen den Kondensatoren (3a) durch eine Puflipe (13) gewährleistet iat.

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