DE3243578C3 - Verfahren zum Betreiben eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln ei­ nes Zwangsdurchlaufdampferzeugers mit den Merkma­ len des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Zwangsdurchlaufdampferzeu­ ger (DE-OS 21 18 028) wird die spezifische Ist-Enthalpie des schwach überhitzten Dampfes fortlaufend ermittelt und dieser Wert als Hilfsgröße zur Regelung des Kes­ sels verwendet. Dieses Verfahren wird bei einem mehr­ strängigen Zwangsdurchlaufdampferzeuger dahinge­ hend abgewandelt (DE-OS 24 21 003), daß der Ist-Druck an einer Stelle eines einzigen Stranges und die Ist-Tem­ peratur an den betreffenden Stellen eines jeden Stran­ ges gemessen wird. Bei einem anderen Zwangsdurch­ laufdampferzeuger (CH-PS 3 90 946) erfolgt die Rege­ lung dadurch, daß eine Teilmenge des Arbeitsmittels aus dem Dampferzeuger entnommen und auf einen vorbe­ stimmten unterkritischen Druck entspannt wird. An dem dabei entstehenden Dampf-Flüssigkeits-Gemisch wird eine für die im Dampferzeuger aufgenommene Wärme charakteristische Größe ermittelt. Diese Größe beeinflußt die Speisewasser- und/ oder die Brennstoff­ zufuhr. Alle diese Zwangsdurchlaufdampferzeuger ar­ beiten ohne Teillastumwälzung.

An Zwangsdurchlaufdampferzeuger mit Teillastum­ wälzung wird die Forderung gestellt, daß der Lastpunkt, an dem die zusätzliche Umwälzung eingeschaltet wird, ohne Verweilzeit an dem Umwälzpunkt durchfahren werden muß. Eine solche Forderung ist nur durch hoch­ qualifiziertes Personal zu erfüllen, wenn das Umschalten am Umwälzpunkt von Hand durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, bei einem Zwangsdurchlaufdampferzeuger den Umschalt­ punkt von dem reinen Zwangsdurchlaufprinzip in den Umwälzbetrieb automatisch zu durchfahren.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ver­ fahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteil­ hafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Lastabsenkung im Zwangsdurchlaufbetrieb die maxi­ male Grenzkurve gezielt angefahren, um dann durch gezielte Änderung des Last-Speisewasser-Verhältnisses den gewünschten Umschaltpunkt, der durch den Was­ seranfall einer vorgegebenen Größe in der Anfahrfla­ sche gekennzeichnet ist, zu erreichen. Nach Vorliegen des Einschaltkriteriums der Zwangsdurchlaufmindest­ last wird die Umwälzpumpe automatisch eingeschaltet. Auf diese Weise wird ein automatisches Durchfahren des Umschaltpunktes ermöglicht.

Das in der Anfahrflasche anfallende Wasser wird in Abhängigkeit von dem Dampfmassenstrom oder der Turbinenleistung mit Hilfe der automatisch einsetzen­ den Umwälzregelung nach Einschalten der Umwälz­ pumpe abgezogen. Wegen des begrenzten Volumens der Anfahrflasche wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach Unterschreiten des Umschaltpunk­ tes zunächst durch den eingeschalteten Umlauf aus der Anfahrflasche ein den Wassereintrittsstrom überstei­ gender vorbestimmter Wassermassenstrom so lange entnommen, bis nach Erreichen eines bestimmten Was­ serstandes in der Anfahrflasche der Wasserumlaufstrom über einen Niveauregler geregelt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltschema eines Zwangsdurchlauf­ dampferzeugers und

Fig. 2 ein h-p Diagramm.

Der dargestellte Zwangsdurchlaufdampferzeuger be­ steht aus einem Economiser 1, einem Verdampfer 2 und mehreren Überhitzern 3. Zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem zweiten und dem dritten Überhitzer ist je ein Einspritzkühler 6 vorgesehen. Das Speisewasser wird dem Economiser 1 durch eine Spei­ sewasserpumpe 4 über eine Speisewasserleitung 5 zuge­ führt, in der neben anderen Aggregaten ein Durchfluß­ messer 7 angeordnet ist. Zwischen dem Verdampfer 2 und der ersten Stufe des Überhitzers 3 ist ein Abschei­ der 8 vorgesehen. Im Nebenschluß zu dem Abscheider 8 liegt eine Anfahrflasche 9, die über eine Leitung 10 mit der Wasserseite des Abscheiders 8 und über eine Lei­ tung 11 mit der Dampfseite des Abscheiders 8 verbun­ den ist.

An den Wasserablauf der Anfahrflasche 9 ist eine Umwälzleitung 12 angeschlossen, die mit der Speise­ wasserleitung 5 verbunden ist. In der Umwälzleitung 12 sind eine Umwälzpumpe 3, ein Durchflußmesser 14 und ein Regelventil 15 vorgesehen. Die Anfahrflasche 9 ist weiterhin mit einem Niveauregler 17 und mit einer ab­ sperrbaren Ablaufleitung 16 versehen.

Zwischen der ersten und der zweiten Stufe des ersten Überhitzers 3 ist eine Meßstelle 18 vorgesehen, durch die die Temperatur und der Druck des schwach über­ hitzten Dampfes gemessen werden. Durch diese Mes­ sung wird die Temperatur in Abhängigkeit vom Druck bzw, die Enthalpie des Dampfes fortlaufend ermittelt.

Das Meßergebnis wird als Meßwert 19 einem ersten Vergleicher 20 zugeführt. In dem Vergleicher 20 wird der Meßwert 20 mit einem Sollwert 21 verglichen, auf dessen Bildung später eingegangen wird. Aus dem Ver­ gleich ergibt sich ein Signal 22, das einem zweiten Ver­ gleicher 23 zugeführt wird. Dieses Signal 22 verändert in dem zweiten Vergleicher 23 das Verhältnis zwischen einem Mengensignal 24 von dem Durchflußmesser 7 in der Speisewasserleitung 5 und einem vorgegebenen Lastsignal 25. Eine Abweichung wird an der Speisewas­ serpumpe 4 wirksam.

Der genannte Sollwert 21 wird im normalen Fahrbe­ trieb des Zwangsdurchlaufdampferzeugers von einem Fahrbereichssollwert 26 über eine Minimum-Auswahl 27 vorgegeben. Der Fahrbereichssollwert 26 wird in ei­ nem Differenzbildner 28 aus den Meßwerten gebildet, die von je einer vor und hinter dem Einspritzkühler 6 vorgesehenen Temperaturmeßstelle 29, 30 gemessen werden. Der Einspritzkühler 6 wird mit so viel Einspritz­ wasser beaufschlagt, daß eine bestimmte Differenz zwi­ schen der Temperatur vor und hinter dem Einspritzküh­ ler besteht. Übersteigt der Fahrbereichssollwert 26 ei­ nen Wert 31, der über einen Funktionsgeber 32 in Ab­ hängigkeit von der Last (Lastsignal 25) vorgegeben ist, so wird der Wert 31 über die Minimum-Auswahl 27 führend und bildet das Signal 21.

Der Wert 31 ergibt sich aus einer in dem Enthalpie- Druck(h - p -) Diagramm nach Fig. 2 gezeigten maxi­ malen Begrenzungslinie 33. Die maximale Begrenzungs­ linie 33 ist aus wärmetechnischen Berechnungen ermit­ telt und gibt die maximal zulässige Enthalpie des Damp­ fes bzw. die Temperatur in Abhängigkeit von dem Druck bei veränderter Last wieder. Zu tieferen p-Wer­ ten hin ist der Verlauf der maximalen Begrenzungslinie 33 abgeknickt. Der Knick kann mehr oder weniger scharf ausgebildet sein. Die maximale Begrenzungslinie endet in einem Punkt 34, der dadurch charakterisiert ist, daß bei Erreichen dieses Punktes 34 gesichert Wasser im Abscheider 8 und in der Anfahrflasche 9 anfällt. Die­ ser Punkt 34 gibt den Umschaltpunkt vom Zwangs­ durchlauf auf Zwangsdurchlauf mit Teillastumwälzung an. Die an der Meßstelle 18 gemessenen Werte ergeben eine Kurvenschar zwischen der Sättigungslinie 35 und der maximalen Begrenzungs-Linie 33.

über die beschriebene Schaltung wird der Zwangs­ durchlaufdampferzeuger so geregelt, daß die Enthalpie­ werte, gemessen an der Meßstelle 18, unterhalb der ma­ ximalen Begrenzungslinie 33 verbleiben und daß mit sinkender Last der abgewinkelte Verlauf der maximalen Begrenzungslinie 33 angefahren wird. Durch Weiterfah­ ren an der maximalen Begrenzungslinie 33 wird gezielt der Punkt 34 angesteuert, an dem gesichert Wasser im Abscheider 8 und über die Leitung 10 in der Anfahrfla­ sche 9 anfällt. Aufgrund des gesicherten Wasseranfalles in der Anfahrflasche 9 wird die Umwälzpumpe 13 nach Erreichen des Punktes 34 automatisch eingeschaltet.

Das in der Anfahrflasche 9 anfallende Wasser wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Vergleicher 20 gebildeten Signal 22 abgezogen. Über das Regelventil 15 in der Umwälzleitung 12 wird zunächst ein mit Hilfe eines Signals 36 gebildeter und zum Beispiel um 10 96 erhöhter Massenstrom aus der Anfahrflasche 9 über die Umwälzleitung 12 abgezogen. Damit ist der über die Leitung 10 der Anfahrflasche 9 zugeführte Massen­ strom kleiner als der über die Umwälzleitung 12 gezielt abgezogene Massenstrom. Dies führt zu einer Reduzie­ rung des Speisewasserstromes bei konstantem Ver­ dampferstrom. Wenn der Wasserstand in der Anfahrfla­ sche 9 bis auf einen bestimmten durch den Niveauregler 17 erfaßbaren Höhenstandmeßbereich abgesunken ist, wird ein Signal 37 aus dem Niveauregler 17 führend und steuert die Umwälzmenge.

Claims (2)

1. Verfahren zum Regeln eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers, bei dem bei Unterschreiten einer bestimmten Mindestlast dem Zwangsdurchlauf ein Umlauf überlagert wird und bei dem im schwach überhitzten Bereich die Enthalpie bzw. die Temperatur des Dampfes in Abhängigkeit von dem Druck gemessen wird, der Meßwert einem ersten Vergleicher zugeführt und mit einem über einen Funktionsgeber vorgegebenen Wert verglichen und das so erzeugte Signal in einem zweiten Vergleicher mit einem Mengensignal aus einer Speisewasserdurchflußmessung verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß über den Funktionsgeber eine maximale Begrenzungskurve vorgegeben wird, die eine lastabhängige Funktion des Druckes von der Enthalpie mit einem Endpunkt darstellt, bei dessen Erreichen gesichert Wasser in den Abscheidern oder der Wasserflasche anfällt und daß bei Erreichen der Mindestlast über den zweiten Vergleicher der Umlauf zu dem Zeitpunkt eingeschaltet wird, wenn das Signal aus dem ersten Vergleicher dem genannten Endpunkt der maximalen Begrenzungskurve entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch den eingeschalteten Umlauf aus der Anfahrflasche ein dem Wassereintrittss­ trom übersteigender vorbestimmter Wasseraus­ trittsstrom solange entnommen wird, bis nach Er­ reichen eines bestimmten Wasserstandes in der An­ fahrflasche der Wasserumlaufstrom über einen Ni­ veauregler geregelt wird.