DE971427C - Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen - Google Patents

Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen

Info

Publication number
DE971427C
DE971427C DES21925A DES0021925A DE971427C DE 971427 C DE971427 C DE 971427C DE S21925 A DES21925 A DE S21925A DE S0021925 A DES0021925 A DE S0021925A DE 971427 C DE971427 C DE 971427C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine
power plant
steam
circuit according
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES21925A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Kurt Halle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES21925A priority Critical patent/DE971427C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE971427C publication Critical patent/DE971427C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Dampfkraftwerk zur Versorgung zweier Netze mit stark voneinander abweichenden Betriebsbedingungen. Dieser Fall liegt insbesondere dort vor, wo das gleiche Kraftwerk sowohl ein Netz der öffentlichen Versorgung (im folgenden Drehstromnetz genannt) wie ein Bahnkraftnetz versorgen soll. Ähnliche Betriebsbedingungen können aber auch in anderen Fällen vorliegen, etwa dort, wo ein metallurgisches Werk von einem Kraftwerk der öffentlichen Versorgung aus gespeist werden soll. Wenn also im folgenden von einem »Bahnkraftwerk« gesprochen wird, so soll hierin keine Beschränkung gerade auf ein Bahnkraftnetz ausgedrückt werden, wie auch das »Drehstromnetz« nicht unbedingt ein Netz der öffentlichen Versorgung sein muß. Wesentlich ist nur, daß die im Drehstromnetz auftretenden Lastschwankungen mit geringerer Laständerungsgeschwindigkeit verlaufen als die im Bahnstromnetz. Nach einem älteren Vorschlag ergeben sich für derartige Betriebsbedingungen besonders günstige Verhältnisse, wenn man im Kraftwerk eine Trennung der beiden Kraftwetksteile vornimmt, also für das Drehstromnetz und für das Bahnstromnetz getrennte Maschinen aufstellt und diese auch getrennt betreibt. Dann ist es einmal möglich, das Bahnstromnetz dampfseitig einwandfrei zu puffern, andererseits den Drehstromteil mit bestem Wirkungsgrad zu betreiben.
  • Wie in allen Fällen starker Belastungsschwankungen entstehen aus dem Ausgleich Aufgaben, die vielfach nicht einfach zu lösen sind. Man könnte im vorliegenden Falle daran denken, den Lastausgleich durch Dampfspeicher vorzunehmen. Aber der völlige Ausgleich durch dieses Mittel führt im allgemeinen zu Speichergrößen, die wirtschaftlich nicht mehr vertretbar sind. Auch entstehen Verluste an ausnutzbarem Wärmegefälle, die sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebes auswirken.
  • Es ist eine Dampfturbinenanlage zum Antrieb von elektrischen Generatoren bekanntgeworden, von denen einer oder mehrere zur Speisung von Wechselstromnetzen konstanter Frequenz dienen, während ein anderer oder mehrere andere Generatoren Kraftmaschinen mit stark schwankender oder intermittierender Belastung speisen. Dabei sind der oder die Generatoren für veränderlichen Kraftbedarf mit zum Belastungsausgleich dienenden Schwungmassen mechanisch gekuppelt und durch eine besondere, innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches ungeregelte Turbine angetrieben, welche mit der Hauptturbine des Kraftwerkes derart verbunden ist, daß ihre Dampfströme teilweise parallel, teilweise gemeinsam in einer beliebigen der beiden Turbinen verlaufen.
  • Zur Lösung der der Erfindung gesetzten Aufgabe scheiden aber solche Maßnahmen aus, da es mit Hilfe einer Pufferung über eine Puffermaschine mit Schwungrad nicht möglich wäre, in dieser Schwungmasse hinreichend große Energien zu speichern. Die Kupplung der beiden Netze über die bekannte Ausgleichmaschine ist deshalb nicht möglich, weil dann das Netz mit starrer Frequenz durch das über die Ausgleichmaschine angekuppelte Netz stark schwankender Frequenz gestört werden würde.
  • Die Erfindung geht zur Lösung des Problems der Lastpufferung einen grundsätzlich anderen Weg. Die Erfindung verwendet zwar im gleichen Kraftwerk aufgestellte, aber getrennt betriebene Kraftwerksteile für die beiden zu versorgenden Netze und eine dampfseitige Pufferung des Kraftwerksteiles mit stark schwankender Belastung. Eine solche dampfseitige Pufferung ließe sich an sich nur schwerlich vermeiden, aber bei der Erfindung wird diese Pufferung durch einen Leistungsausgleich ergänzt.
  • Die Erfindung besteht darin, daß der Kraftwerksteil, welcher starken Belastungsschwankungen unterworfen ist, in Einspeiseverbindung mit mindestens zwei Turbosätzen steht, von denen der eine als Hauptmaschinensatz die elektrische Verbraucherlast einschließlich der Höchstlast des zugeordneten Netzes deckt und von denen der andere als zugeordneter Ausgleichsmaschinensatz bei Lastschwankungen den überschüssigen Dampf übernimmt, jedoch die damit erzeugte elektrische Leistung in das Netz des anderen Kraftwerksteiles einspeist.
  • Es ist an sich eine Dampfkraftanlage bekanntgeworden, bei der unter gemeinsamer Beheizung ein Hoch- und ein Niederdruckdampferzeuger getrennt nebeneinander betrieben werden und bei dem der Niederdruckdampferzeuger zur Speisung einer Hilfskraftmaschine zur Arbeitsmittelfördereinrichtung der beiden Dampferzeuger dient. Selbst wenn hierbei eine mit der Hilfskraftmaschine gekuppelte elektrische Leistungsausgleichmaschine noch zur Versorgung herangezogen wird, kann die nicht nennenswerte elektrische Leistung der Leistungsausgleichmaschine keine Pufferwirkung ausüben, da durch die gemeinsame Beheizung der Dampferzeuger die Kesselregelung in beiden Systemen gleichsinnig erfolgt.
  • Bei der Erfindung wird unter Verzicht einer Speicherung der in der Kesselanlage des Bahnkraftteiles überschüssig erzeugten Dampfmenge diese in elektrische Leistung umgesetzt, welche an das Drehstromnetz abgegeben wird. Die Kesselanlage des Bahnkraftwerkes wird so ausgelegt, daß sie im Höchstbelastungsfalle die gesamte Bahnleistung decken kann. Dann bleibt unter Umständen für die Ausgleichmaschine keine Dampfmenge mehr verfügbar, soweit sie nicht für den Leerlauf der Ausgleichmaschine benötigt wird. Wenn aber die Belastung der Bahnkraftmaschine wieder zurückgeht, wird die überschüssige Kesselleistung auf die Ausgleichmaschine übergeschoben, und diese gibt sie in Form elektrischer Energie an das Drehstromnetz ab. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber den in anderen Zweigen der Technik vielfach üblichen Ausgleichmaschinen liegt jedoch darin, daß der Leistungsfluß bei der neuen Schaltung immer nur in einer Richtung verläuft, nämlich von der Ausgleichmaschine in Richtung auf das Drehstromnetz. Der umgekehrte Leistungsfluß, nämlich vom Drehstromnetz über die Ausgleichmaschine an das Bahnnetz, der bekanntlich nur schwierig durchzuführen-ist, unterbleibt.
  • Für die Steuerung der Ausgleichmaschinen steht eine Reihe verschiedener Mittel zur Verfügung. Am übersichtlichsten und einfachsten gestalten sich die Verhältnisse jedoch, wenn man mit einer Steuereinrichtung arbeitet, die den Belastungsgrad der dem stark schwankenden Kraftwerksteil zugeordneten Kesselanlage überwacht. Als eine solche Steuereinrichtung kommt in erster Linie das Überströmventil in Frage, das deshalb den weiteren Ausführungen zugrunde gelegt werden soll.
  • Von den verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten seien einige an Hand der Ausführungsbeispiele erläutert.
  • Das Kraftwerk nach Fig. i enthält die beiden Drehstromsätze i und 2, die in Blockschaltung zusammen mit dem Hochdruckkesse13 bzw. q. betrieben werden und deren Stromerzeuger 5 und 6 auf das Drehstromnetz 7 arbeiten. Die beiden Maschinensätze sind für sehr hohen Druck, z. B. 125 at, und hohe Betriebstemperaturen ausgelegt und arbeiten infolgedessen mit Zwischenüberhitzern $ und g. Für den Bahnkraftteil kommt diese Schaltung nicht in Frage. Die Blockschaltung ist ersetzt durch eine Dampfsammelschiene io, an die die Kessel i i und i2 angeschlossen sind. Diese Kessel können an sich durchaus mit einem höheren Druck arbeiten, z. B. 8o at, jedoch liegt dieser Druck dann immer noch wesentlich unter dem der Kessel 3 und 4. Auf Zwischenüberhitzung ist in diesem Falle verzichtet. Die Bahnkraftmaschine ist mit 13 bezeichnet. Ihre schwankende Belastung wird, ohne daß unbedingt ein Speicher erforderlich wäre, durch die Kesselanlage i i, i2 gedeckt. Es war aber bereits ausgeführt, daß man hiermit einen hinreichenden Lastausgleich nicht erzielen könnte. Dieser wird vielmehr gemäß der Erfindung dadurch geschaffen, daß man an die Dampfsammelschiene io parallel zur Maschine 13 eine weitere Maschine 14 schaltet, die jedoch nicht parallel zum Bahngenerator 15 arbeitet, sondern auf das Drehstromnetz 7. Wenn also die von der Kesselanlage 11, 12 erzeugte Dampfleistung größer ist, als der Belastung der Bahnkraftmaschine 13 entspricht, wird über ein vom Druckimpuls 16 betätigtes Überströmventil eine entsprechend große Dampfmenge der Turbine 14 zugeführt und die auf diese Weise erzeugte elektrische Leistung an das Netz 7 abgegeben. Je stärker die Maschine 13 belastet wird, um so geringer ist die in der Maschine 14 erzeugte Ausgleichleistung, und umgekehrt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Abänderung der Schaltung insofern vorgenommen, als die einfache Ausgleichmaschine 14, die der Maschine 13 parallel geschaltet war, durch eine Entnahmeturbine 17 ersetzt ist. Die Dampfsammelschiene iö arbeitet also jetzt nicht mehr mit Frischdampf, sondern mit einer Dampfmenge, die im Hochdruckteil 17a der Ausgleichmaschine bereits teilweise entspannt war. Der Druckimpuls 16 ist bei dieser Schaltung durch einen Impuls 16' ersetzt, der den Druck in der Dampfsammelschiene io' überwacht. Die Wirkung dieser Schaltung ist offensichtlich die gleiche wie im Falle der Fig. i.
  • Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 2 insofern, als die beiden Turbinenteile 17a und 17b nicht mehr der gleichen Maschine zugeordnet sind, sondern getrennte Turbinen mit den Stromerzeugern i8' und 18" darstellen.
  • Fig.4 läßt erkennen, daß auch die Umkehrung der in Fig. 2 und 3 beschriebenen Dampfschaltung möglich ist in der Weise, daß die Bahnkraftmaschine 13 jetzt als Entnahmemaschine mit den beiden Teilen 13 a und 13 b ausgebildet ist und die Ausgleichmaschine 14 hinter der Turbine 13 an die Dampfsammelschiene io' angeschlossen ist. Die Steuerung der Dampfzufuhr zur Maschine 14 erfolgt in diesem Falle wieder durch ein vom Druckimpuls 16 in Abhängigkeit vom Druck in der Dampfsammelschiene io betätigtes Überströmv entil.
  • Bei den bisher beschriebenen Schaltungen war angenommen, daß der Bahnkraftteil mit einem Kessel niederen Druckes arbeite und keine Blockschaltung vorliege. Das Ausführungsbeispiel nach Fig.5 zeigt jedoch, daß auch die Blockschaltung mit Zwischenüberhitzung möglich ist. An Stelle einer Mehrzahl von Kesseln 11, 12 ist hier nur ein einziger, entsprechend größerer Kessel ii' von z. B. 125 ata vorgesehen. Die Bahnkraftmaschine 13 ist an die Zwischendruckleitung io" angeschlossen, und zwar ist hinter dem Turbinenteil 14a vor die Leitung iö' ein Zwischenüberhitzer i9 geschaltet. Fig. 6 schließlich zeigt die Umkehrung der in Fig. 5 beschriebenen Schaltung in der Weise, daß die Bahnkraftmaschine 13 als Entnahmemaschine vor die Ausgleichmaschine 14 geschaltet ist, wobei ebenfalls wieder Zwischenüberhitzung (Zwischenüberhitzer i9) angenommen ist.
  • Die Ausführungsbeispiele sollen naturgemäß nicht eine erschöpfende Darstellung aller Möglichkeiten bieten, sondern nur zeigen, daß sich der Erfindungsgedanke in den verschiedensten Schaltungen verwirklichen läßt.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier elektrischer Netze verschiedener Betriebsbedingungen, z. B. eines Drehstromnetzes mit im wesentlichen gleichmäßiger Belastung und eines Bahnkraftnetzes mit stark schwankender Belastung, mit im gleichen Kraftwerk aufgestellten, aber getrennt betriebenen Kraftwerksteilen für die beiden Netze und mit dampfseitiger Pufferung des Kraftwerksteiles mit stark schwankender Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß der letztgenannte Kraftwerksteil (i i, 12) in Einspeiseverbindung mit mindestens zwei Turbosätzen steht, von denen der eine als Hauptmaschinensatz (13) die elektrische Verbraucherlast einschließlich der Höchstlast des zugeordneten Netzes deckt und von denen der andere als zugeordneter Ausgleichmaschinensatz (14 bzw. 17) bei Lastschwankungen den überschüssigen Dampf übernimmt, jedoch die damit erzeugte elektrische Leistung in das Netz (7) des anderen Kraftwerksteiles (3, 4) einspeist.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgleichmaschinensatz (14 bzw. 17) eine Steuereinrichtung (Regelimpuls 16) zugeordnet ist, die die Pufferdampfmenge in Abhängigkeit vom Belastungsgrad des zugeordneten Kraftwerksteiles (11, 12) mit Hilfe eines tlberströmventils steuert.
  3. 3. Schaltung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Kondensationsmaschine arbeitenden Hauptmaschinensatz (13) der ebenfalls als Kondensationsmaschine ausgebildete Ausgleichmaschinensatz (14 bzw. 17) parallel geschaltet ist.
  4. 4. Schaltung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichmaschine als Entnahmeturbine (17 a, 17 b) ausgebildet und ihr Hochdruckteil (17a) der Hauptmaschine (13) vorgeschaltet ist und die Dampfzufuhr zu ihrem I\Tiederdruckteil (17b) über ein LTberströmventil in Abhängigkeit vom Zwischendruck gesteuert wird (Fig. 2).
  5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckteil (17a) und der Niederdruckteil (17 b) der Ausgleichmaschine auf voneinander getrennten Wellen sitzen und je ihren eigenen Stromerzeuger (18' bzw. 18") antreiben.
  6. 6. Schaltung nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichmaschine hinter (14) ein Teilgefälle (13a.) der Hauptmaschine geschaltet ist und ihre Dampfzufuhr durch ein Überströmventil in Abhängigkeit vom Frischdampfdruck der Hauptmaschine gesteuert ist (Fig. 4).
  7. 7. Schaltung nach den Ansprüchen i und a mit Blockschaltung des Drehstromteiles des Bahnkraftwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Kraftwerksteil mit stark schwankender Belastung mit der Ausgleichmaschine in Blockschaltung betrieben wird und mit Zwischenüberhitzung arbeitet (Fig. 5, 6). B.
  8. Schaltung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenüberhitzer (i9) hinter dem HD-Teil (14a) der Ausgleichmaschine eingeschaltet ist (Fig. 5).
  9. 9. Schaltung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenüberhitzer (i9) hinter dem HD-Teil (13a) der Hauptmaschine eingeschaltet ist (Fig.6). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 394 589, 641 44o.
DES21925A 1951-02-20 1951-02-20 Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen Expired DE971427C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES21925A DE971427C (de) 1951-02-20 1951-02-20 Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES21925A DE971427C (de) 1951-02-20 1951-02-20 Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE971427C true DE971427C (de) 1959-01-29

Family

ID=7476707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES21925A Expired DE971427C (de) 1951-02-20 1951-02-20 Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE971427C (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE394589C (de) * 1923-05-27 1924-04-23 Aeg Dampfturbinenanlage zum Antrieb von elektrischen Generatoren
DE641440C (de) * 1937-02-01 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Dampfkraftanlage mit einem Hochdruckdampferzeuger und einem von der Feuerung desselben beheizten Niederdruckdampferzeuger

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE641440C (de) * 1937-02-01 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Dampfkraftanlage mit einem Hochdruckdampferzeuger und einem von der Feuerung desselben beheizten Niederdruckdampferzeuger
DE394589C (de) * 1923-05-27 1924-04-23 Aeg Dampfturbinenanlage zum Antrieb von elektrischen Generatoren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1735890B1 (de) Elektrische anlage zur kopplung eines stromversorgungsnetzes und eines zentralen gleichspannungsstrangs sowie verfahren zum betrieb einer solchen anlage
EP1012943A1 (de) System zur versorgung elektromotorischer verbraucher mit elektrischer energie
EP2544327B1 (de) Energiespeicheranordnung und wechsellastverbraucher
DE2722990A1 (de) Windkraftwerk zur stromerzeugung
DE971427C (de) Kraftwerksschaltung zur Versorgung zweier Netze verschiedener Betriebsbedingungen
DE102005043422A1 (de) Betrieb eines lokalen Netzes mit reduzierter Frequenz bei geringer Energieübertragung
DE1955628A1 (de) Hydroelektrische Anlage
EP2544326A1 (de) Photovoltaikanordnung
DE4138522C2 (de)
DE394589C (de) Dampfturbinenanlage zum Antrieb von elektrischen Generatoren
EP0345204B1 (de) Windkraftanlage
DE929161C (de) Gasturbinenanlage mit getrennten Maschinensaetzen fuer Nutzleistung und Verdichterleistung
DE762134C (de) Wind- und Wasserkraftstromerzeugungsanlage
DE19508504A1 (de) Anordnung zur Energieflußsteuerung
DE952537C (de) Einrichtung zur Kupplung zweier Netze ueber zwei elektrische Maschinen
DE974879C (de) Anordnung zur Aufrechterhaltung des Betriebes in einer an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Verbraucheranlage bei Ausfall des Netzes
DE946723C (de) Gleichstromantrieb fuer stossweise Belastung, insbesondere fuer schwere Umkehr-Walzwerke und Foerdermaschinen
DE642677C (de) Regelung von Leistungsverteilung, Leistungsfluessen und Drehzahl (Frequenz) in ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetzen oder -netzverbaenden
DE832157C (de) Anordnung zum Antrieb von Kesselhilfsmaschinen
DE686394C (de) Aus zwei oder mehreren parallel arbeitenden Gegendruckturbinen mit je einer ungeregelten Entnahmestelle oder deren mehreren bestehende Dampfturbinenanlage
DE475215C (de) Dampfkraftanlage
DE1551249A1 (de) Dampfkraftanlage
DE659730C (de) Kreiselverdichteranlage mit einer nachgeschalteten Luftturbine
DE748901C (de) Verfahren zum Parallelschalten von Synchrongeneratoren einer aus mehreren Synchrongeneratoren bestehenden Erzeugergruppe, insbesondere zum Parallel- schalten der Synchrongeneratoren von Unterwasserkraftwerken
DE644379C (de) Turbinenanlage zum Antrieb von Schiffen