EP0013045B1 - Dampferzeugeranlage - Google Patents

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Publication number
EP0013045B1
EP0013045B1 EP79200749A EP79200749A EP0013045B1 EP 0013045 B1 EP0013045 B1 EP 0013045B1 EP 79200749 A EP79200749 A EP 79200749A EP 79200749 A EP79200749 A EP 79200749A EP 0013045 B1 EP0013045 B1 EP 0013045B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
control valve
separator
steam
plant according
Prior art date
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Expired
Application number
EP79200749A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0013045A1 (de
Inventor
Heinz Dr. Juzi
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.)
Sulzer AG
Original Assignee
Gebrueder Sulzer 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4389272&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0013045(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Gebrueder Sulzer AG filed Critical Gebrueder Sulzer AG
Publication of EP0013045A1 publication Critical patent/EP0013045A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0013045B1 publication Critical patent/EP0013045B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/20—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by combustion gases of main boiler
    • F01K3/22—Controlling, e.g. starting, stopping

Definitions

  • the invention relates to a steam generator system according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to improve the steam generator system of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages are avoided.
  • this object is achieved by the features according to the characterizing part of claim 1. This will prior to lowering the pressure of the water flowing in the water drain line. H. upstream of the first control valve, the water in the heat exchanger is cooled to a temperature which is substantially below the saturated steam temperature, so that there is no longer any risk of cavitation for the first control valve. Because of the staggered operation of the two control valves, the duration during which the second valve is flowed through is considerably reduced. Since the second valve is in the secondary line, which can also branch off from the water outlet line upstream of the heat exchanger, the gradation prevents rapid erosion of the second control valve in this arrangement as well.
  • the staggered use of the two control valves allows the first control valve to be made smaller for a given amount of water to be fed to the feed water vessel. This in turn allows the safety blow-off device in the feed water vessel to be made smaller. Both are associated with significant savings.
  • a steam generator system is known from FIG. 2 of DE-AS 1290940, in which - similar to the characterizing part of the new claim 1 - the heat exchanger is connected upstream of the first control valve in the flow direction of the water from the separator and means for influencing two depending on the water content of the heat exchanger Control valves are provided in such a way that when the level in the heat exchanger rises, the first and then the second control valve opens first, and that when the level falls, the second control valve closes and then the first control valve closes.
  • the heat exchanger there is designed as a control preheater in which - depending on the amount of water covering the heating surface - more or less steam is condensed.
  • the purpose of this is to influence the amount of steam flowing through a post-heater depending on the hot steam temperature and thus the temperature of the steam.
  • the invention is a water-water heat exchanger, which is flooded with water on the primary side. The primary-side Wa SSE is therefore cooled down considerably.
  • the arrangement according to the claim further reduces the risk of cavitation erosions occurring at the second control valve.
  • a larger amount of heat can be recuperated in heat transfer.
  • the claim 3 gives a dimensioning rule for the cross section of the first control valve, which has the additional advantage of a smaller dimensioning of the safety blow-off device.
  • the first control valve is to be designed in such a way that it does not exceed 125% of the water accumulated under these conditions in the separator under the pressure and temperature conditions of the specified minimum load. H. a maximum of 18.7% of the full-load feed water can let through, but not the full 30% that temporarily flows into the separator when starting, or the even larger amount of water that briefly gets into the separator when the steam starts up
  • the capacitor is protected.
  • the isolator is preferably provided with an injection cooler.
  • the arrangement according to claim 6 allows to get by with a single level sensor on the water separator.
  • the dimensioning rule according to claim 7 allows the invention to be used in systems in which the separator is operated dry at full load.
  • the circuit according to claim 8 brings considerable savings to safety blow-off devices in the event that the separator is driven dry at full load.
  • Condensate separators according to claim 9, also called condensate plugs, are known separator elements which probably allow water to escape, but not steam. They have largely proven themselves in practice and are reliable and inexpensive, redundant means for preventing steam from entering the feed water tank.
  • a feed line 2 with feed pump 3 and two high-pressure preheaters 4 and 5 leads from a feed water tank 1 to the secondary side of a heat exchanger 6 and from there to an economizer 10 of a steam generator 11.
  • the economizer 10 exits via a line 14 connected to an evaporator 15, which forms the wall tube of a combustion chamber 16.
  • a furnace 17 opens into this combustion chamber 16.
  • the evaporator 15 is connected to a water separator 20, which has an outlet 21 for separated water at the bottom and is provided at the top with a steam discharge line 22, which leads to a superheater 24, which is in the steam generator 11 in the room is arranged above the combustion chamber 16.
  • a live steam line 30 leads from the superheater 24 via a live steam valve 31 to a turbine 32 which is seated on a common shaft with a generator 33.
  • a condenser 35 with a hotwell 36 is connected.
  • a condensate line 40 leads via a first condensate pump 41, a condensate cleaning system 42, a second condensate pump 43 and a low-pressure preheater 44 to a degassing tower 45 arranged on the feed water tank 1.
  • a safety blow-off device 47 is located on the feed water tank 1 is represented by a safety valve.
  • a pressure transmitter (not shown) on the feed water tank 1, which acts on valves fitted in the bleed steam lines of the high-pressure preheaters 4 and 5 in the sense that the steam pressure in the feed water tank is regulated by influencing the temperature of the feed water at the inlet of the heat exchanger 6.
  • a water outlet line 50 leads via the primary side of the heat exchanger 6, a check valve 51 and a first control valve 52 to the feed water tank 1.
  • a secondary line 55 is connected, which leads via a second control valve 56 to a water-steam separator 57, the steam outlet 58 of which is connected to the steam chamber of the condenser 35 and the water outlet 59 of which is connected to the hotwell 36.
  • An injection water line 60 branches off from the condensate line 40 between the condensate cleaning system 42 and the second condensate pump 43 and opens into the secondary line 55 at an injection point 61 directly upstream of the water-steam separator 57.
  • a second level transmitter 70 and 71 are arranged, the outputs of which are connected to a controller 72 and 73, respectively.
  • the output of the controller 72 influences the first control valve 52, while the output of the second controller 73 acts on the second control valve 56.
  • the regulators 72 and 73 are designed such that when the water level rises, the first regulating valve 52 opens first and then the second regulating valve 56, while when the water level falls, the second regulating valve 56 and then the first regulating valve 52 close first.
  • the opening and closing movements of the two control valves can adjoin or overlap; however, there may also be a margin between the two strokes.
  • a water discharge line 76 is connected to the water outlet line 50 between the outlet 21 and the heat exchanger 6, said water discharge line 76 or directly via a third control valve 77 between the second control valve 56 and the injection point 61 opens into the water-steam separator 57.
  • This third control valve 77 is actuated by a level sensor 78 via a controller 79, which is designed analogously to the controllers 72 and 73 and is set such that the third control valve 77 opens in third place when the level rises and closes in first place when the level falls.
  • the first control valve 52 is able to discharge the entire amount of water separated in the separator 20.
  • the level in the separator drops so far that the second control valve 56 closes. This recuperates all of the heat contained in the returned water. If the steam generator output rises further, the water content at the outlet of the evaporator 15 drops. The level in the separator 20 drops further, and the first control valve 52 is also moved successively into the closed position. Finally, slightly overheated steam enters the separator 20, which evaporates the water still present there.
  • the system described allows the evaporator 15 from zero to a limit load, for. B. 30% to feed with approximately constant amount of feed water, the excess water from the separator 20 is returned to the feed water tank 1, and to drive above this load with a dry separator.
  • the system is also suitable for the known concept, according to which the evaporator 15 above the limit load of z. B. 30% is driven with low humidity.
  • the device functions as described, but with the difference that at high water levels in the water separator 20, part of the water flows through the discharge line 76 flows past the heat exchanger directly to the condenser 35.
  • E; is a question of the operational management of the system, ot it is economical to provide the discharge line 76 with the third control valve 77.
  • control valves 52, 56 and 77 could also be controlled in cascade by the position of the first control valve 52 acting as a control variable on the position of the second control valve 56, during the position of which influences the third control valve 77.
  • the attempt to reduce the size of the safety blow-off device 47 on the feed water tank 1 creates the risk that, when the first control valve 52 is opened due to a fault, the pressure in the feed water tank 1 rises rapidly at full load and the dry separator 20 and the feed water tank could explode.
  • the first control valve 52 - or a shut-off valve arranged in series therewith - can be influenced by an aggregate state, which is arranged in the water outlet line 50 and closes the first control valve or, if appropriate, the shut-off valve when steam occurs therein.
  • a static or dynamic condensing plug can also be arranged in series with the first control valve 52, which only allows water to flow through, but not steam.
  • a so-called negative safety valve can also be installed in series with the first control valve 52, which is actuated in a closing sense by the pressure in the feed water tank 1 as soon as this pressure exceeds a certain limit value. It may also be expedient to arrange a tear membrane in addition to the safety blow-off device dimensioned according to claim 8, the cross-section of which is designed, together with that of the blow-off device 47, for the full steam flow occurring in the feed water tank in the event of a malfunction.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugeranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der US-PS 3338053 ist eine solche Anlage bekannt, bei der das erste Regelventil stromoberhalb des Wärmeübertragers angeordnet ist. Bei dieser Anordnung sind sowohl das erste Regelventil wie auch die Eingangspartien des Wärmeübertragers hohem Verschleiss durch Kavitation ausgesetzt, da das in der Wasserablaufleitung strömende Wasser von Satt-Zustand verhältnismässig hohe Geschwindigkeiten annimmt. Solcher Verschleiss setzt die Betriebssicherheit herab; er führt zu kostenspieligen Reparaturen, zu Stillstandzeiten sowie zur Verschmutzung des Systems durch Erosionsprodukte.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Dampferzeugeranlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Nachteile vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch wird vor dem Herabsetzen des Druckes des in der Wasserablaufleitung strömenden Wassers, d. h. stromoberhalb des ersten Regelventils, das Wasser im Wärmeübertrager auf eine Temperatur gekühlt, die wesentlich unter der Sattdampftemperatur liegt, so dass für das erste Regelventil keine Kavitationsgefahr mehr besteht. Wegen des gestaffelten Betriebes der beiden Regelventile wird die Dauer, während der das zweite Ventil durchströmt wird, erheblich herabgesetzt. Da das zweite Ventil in der Nebenleitung liegt, die auch stromoberhalb des Wärmeübertragers von der Wasseraustrittsleitung abzweigen kann, wird auch in diesem Anordnungsfall durch die Staffelung eine schnelle Erosion des zweiten Regelventils verhindert. Überdies gestattet der gestaffelte Einsatz der beiden Regelventile für eine gegebene, dem Speisewassergefäss zuzuführende Wassermenge, das erste Regelventil kleiner zu bemessen. Dies wiederum erlaubt, die Sicherheitsabblaseeinrichtung im Speisewassergefäss kleiner zu bemessen. Beides ist mit beträchtlichen Einsparungen verbunden.
  • Aus Fig.2 der DE-AS 1290940 ist eine Dampferzeugeranlage bekannt, bei der - ähnlich dem Kennzeichen des neuen Anspruchs 1 - der Wärmeübertrager in Strömungsrichtung des Wassers aus dem Abscheider dem ersten Regelventil vorgeschaltet ist und Mittel zum vom Wasserinhalt des Wärmeübertragers abhängigen Beeinflussen von zwei Regelventilen derart vorgesehen sind, dass bei steigendem Niveau im Wärmeübertrager zuerst das erste und dann das zweite Regelventil öffnet und dass bei fallendem Niveau zuerst das zweite Regelventil und dann das erste Regelventil schliesst. Dass bei diesem Dampferzeuger das Niveau nicht im Abscheider, sondern im Wärmeübertrager gemessen wird, stellt einen wesentlichen Unterschied zur Erfindung dar; der Wärmeübertrager ist dort nämlich als Regelvorwärmer ausgebildet, in dem - abhängig von der Menge des die Heizfläche bedeckenden Wassers - mehr oder weniger Dampf kondensiert wird. Es wird damit bezweckt, durch in Abhängigkeit von de Heissdampftemperatur erfolgendes Einstellen de Niveaus die einen Nachüberhitzer durchströmer de Dampfmenge und damit die Temperatur de Dampfes zu beeinflussen. Im Gegensatz dazu har delt es sich bei der Erfindung um einen Wasse Wasser-Wärmeübertrager, der primärseitig stel mit Wasser geflutet ist. Das Primärseitige WaSSE wird daher erheblich zurückgekühlt. Mit der Anl: ge nach der Erfindung kann die Aufgabe der DE AS 1290940 nicht gelöst werden; umgekehrt läs: sich aber auch mit der bekannten Anlage die Au gabe der Erfindung nicht lösen: Das Kondens verlässt dort den Wärmeübertrager praktisch ir Satt-Zustand, was im ersten Regelventil zu Kav tationserosionen führt. Ausserdem lässt sich b4 der bekannten Anordnung weder das erste Rege ventil noch das nicht gezeichnete, auf dem SpeisE behälter angeordnete Sicherheitsventil verkle nern. Gerade beim Anfahren würde ja wegen dE zu tiefen Heissdampftemperatur der Sollwert fi das Wasserniveau im Wärmeübertrager auf de Minimalwert gesenkt. Dieser Sollwert kann vo der Regelung nur dann erreicht werden, wenn da erste Regelventil gross genug ist. Die DE-AS kan daher für die Erfingung keinerlei Anregung geber
  • Bei der Anlage nach der GB-PS 816765 feh nicht nur eine vom am Verdampfer angeschlossi ne Abscheider zum Speisewassergefäss zurücl führende Wasseraustrittsleitung, sondern auc ein Wärmeübertrager zwischen diesem Absche der und den Regelventilen, so dass auch hier di Erfingungsaufgabe nicht gelöst werden kani Auch die GB-PS kann daher für die Erfindun keine Anregung geben.
  • Durch die Anordnung nach dem Anspruch wird die Gefahr des Auftretens von Kavitation erosionen am zweiten Regelventil weiter vermin dert. Ausserdem lässt sich im Wärmeübertragi eine grössere Wärmemenge rekuperieren.
  • Der Anspruch 3 gibt eine Bemessungsvorschri für den Querschnitt des ersten Regelventils, fi die der zusätzliche Vorteil einer kleineren Beme sung der Sicherheitsabblaseeinrichtung voll zi Geltung kommt. Die beanspruchte Bemessung vorschrift ist folgendermassen zu verstehen:
  • Wenn der Dampferzeuger bei Mindestlast b trieben wird, wobei z. B. 15% der normale Dampfmenge produziert wird und die Speisewa sermenge z. B. 30% der Menge bei Normalla beträgt, fallen im Wasserabscheider 15% Wass an. Nach der Bemessungsvorschrift ist das ers Regelventil so auszulegen, dass es bei den Druc und Temperaturbedingungen der genannten Mi destlast nicht mehr als 125% des unter diese Bedingungen im Abscheider anfallenden Wa sers, d. h. höchstens 18,7% der Vollast-Speisewa sermenge durchlassen kann, nicht aber die volle 30%, die beim Anfahren vorübergehend in de Abscheider strömen, oder die noch grössere Wa sermenge, die beim Dampfaufstoss während de Anfahrens kurzzeitig in den Abscheider gelangt
  • Durch die Massnahme nach Anspruch 4 lasse sich weitere Einsparungen erzielen, indem sich die Grösse des Wärmeübertragers bezüglich der Gesamtkosten optimieren lässt.
  • Durch das Einschalten eines Dampf/Wasser-Trenners gemäss Anspruch 5 wird der Kondensator geschont. Der Trenner wird, wie an sich bekannt, vorzugsweise mit Einspritzkühler versehen.
  • Die Anordnung nach Anspruch 6 erlaubt, mit einem einzigen Niveaugeber am Wasserabscheider auszukommen.
  • Die Bemessungsregel nach Anspruch 7 erlaubt, die Erfindung in Anlagen anzuwenden, in denen der Abscheider im Vollastbetrieb trocken gefahren wird.
  • Die Schaltung nach Anspruch 8 bringt erhebliche Einsparungen an Sicherheitsabblaseeinrichtungen für den Fall, dass der Abscheider bei Volllast trocken gefahren wird.
  • Kondensatabscheider nach Anspruch 9, auch Kondenstöpfe genannt, sind bekannte Abscheiderorgane, die wohl Wasser, nicht aber Dampf austreten lassen. Sie haben sich in der Praxis weitgehend bewährt und sind zuverlässige und kostengünstige, redundante Mittel zum Verhindern des Eintritts von Dampf in den Speisewasserbehälter.
  • Die Erfindung wird nun an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. ein Schema einer Dampferzeugeranlage nach der Erfindung und
    • Fig. eine alternative Regelschaltung zum Betätigen der Regelventile.
  • In der Anlage gemäss Fig. führt von einem Speisewasserbehälter 1 eine Speiseleitung 2 mit Speisepumpe 3 und zwei Hochdruckvorwärmern 4 und 5 zur Sekundärseite eines Wärmeübertragers 6 und von dort zu einem Economiser 10 eines Dampferzeugers 11. Der Austritt des Economisers 10 ist über eine Leitung 14 mit einem Verdampfer 15 verbunden, der die Wandberohrung einer Brennkammer 16 bildet. In diese Brennkammer 16 mündet eine Feuerung 17. Der Verdampfer 15 ist mit einem Wasserabscheider 20 verbunden, der unten einen Austritt 21 für abgeschiedenes Wasser aufweist und oben mit einer Dampfabfuhrleitung 22 versehen ist, die zu einem Überhitzer 24 führt, der im Dampferzeuger 11 im Raum oberhalb der Brennkammer 16 angeordnet ist. Eine Frischdampfleitung 30 führt vom Überhitzer 24 über ein Frischdampfventil 31 zu einer Turbine 32, die mit einem Generator 33 auf einer gemeinsamen Welle sitzt. Am Niederdruckende der Turbine 32 ist ein Kondensator 35 mit Hotwell 36 angeschlossen. Aus diesem Hotwell 36 führt eine Kondensatleitung 40 über eine erste Kondensatpumpe 41, eine Kondensatreinigungsanlage 42, eine zweite Kondensatpumpe 43 und einen Niederdruckvorwärmer 44 zu einem auf dem Speisewasserbehälter 1 angeordneten Entgaserturm 45. Neben diesem Entgaserturm befindet sich auf dem Speisewasserbehälter 1 eine Sicherheitsabblaseeinrichtung 47, die durch ein Sicherheitsventil dargestellt ist. Es kann überdies auf dem Speisewasserbehälter 1 ein nicht gezeichneter Druckgeber vorhanden sein, der auf in den Anzapfdampfleitungen der Hochdruckvorwärmer 4 und 5 angebrachte Ventile in dem Sinne einwirkt, dass durch Beeinflussen der Temperatur des Speisewassers am Eintritt des Wärmeübertragers 6 der Dampfdruck im Speisewasserbehälter geregelt wird.
  • Vom Austritt 21 des Abscheiders 20 führt eine Wasseraustrittsleitung 50 über die Primärseite des Wärmeübertragers 6, ein Rückschlagventil 51 und ein erstes Regelventil 52 zum Speisewasserbehälter 1. An der Wasseraustrittsleitung 50 ist zwischen dem Wärmeübertrager 6 und dem ersten Regelventil 52, und zwar noch stromoberhalb des Rückschlagventils 51, eine Nebenleitung 55 angeschlossen, die über ein zweites Regelventil 56 zu einem Wasser-Dampftrenner 57 führt, dessen Dampfaustritt 58 mit dem Dampfraum des Kondensators 35 und dessen Wasseraustritt 59 mit dem Hotwell 36 verbunden ist. Von der Kondensatleitung 40 zweigt zwischen der Kondensatreinigungsanlage 42 und der zweiten Kondensatpumpe 43 eine Einspritzwasserleitung 60 ab, die an einer dem Wasser-Dampftrenner 57 direkt vorgelagerten Einspritzstelle 61 in die Nebenleitung 55 mündet.
  • Im Abscheider 20 sind ein erster und darüber ein zweiter Niveaugeber 70 bzw. 71 angeordnet, deren Ausgänge mit je einem Regler 72 bzw. 73 verbunden sind. Der Ausgang des Reglers 72 beeinflusst das erste Regelventil 52, während der Ausgang des zweiten Reglers 73 auf das zweite Regelventil 56 einwirkt. Die Regler 72 und 73 sind so konzpiert, dass beim Ansteigen des Wasserniveaus zuerst das erste Regelventil 52 und hernach das zweite Regelventil 56 öffnet, während beim Absinken des Wasserniveaus zuerst das zweite Regelventil 56 und dann das erste Regelventil 52 schliesst. Die Öffnungs- und Schliessbewegungen der beiden Regelventile können aneinandergrenzen oder sich überlappen; es kann aber auch ein Spielraum zwischen den beiden Hüben vorgesehen sein.
  • Im weiteren ist in Fig. 1 als weiterentwickelte Form der Erfindung an der Wasseraustrittsleitung 50 zwischen dem Austritt 21 und dem Wärmeübertrager 6 eine Wasserabfuhrleitung 76 angeschlossen, die über ein drittes Regelventil 77 zwischen dem zweiten Regelventil 56 und der Einspritzstelle 61 in die Nebenleitung 55 oder direkt in den Wasser-Dampftrenner 57 einmündet. Dieses dritte Regelventil 77 wird von einem Niveaugeber 78 über einen Regler 79 betätigt, der analog zu den Reglern 72 und 73 ausgebildet und so eingestellt ist, dass das dritte Regelventil 77 bei steigendem Niveau an dritter Stelle öffnet und bei fallendem Niveau an erster Stelle schliesst.
  • Bei der nun folgenden Funktionsbeschreibung der Einrichtung wird zunächst vorausgesetzt, das die Wasserabfuhrleitung 76 mit dem dritten Regelventil 77, der Niveaugeber 78 und der Regler 79 nicht vorhanden sind. Das Anfahren der Dampferzeugeranlage aus dem kalten Zustand wickelt sich dann wie folgt ab:
    • Zunächst wird mittels der Speisepumpe 3 Wasser aus dem Speisewasserbehälter 1 über die Leitung 2, den Economiser 10, die Leitung 14 und den Verdampfer 15 in den Abscheider 20 eingespeist. Mit steigendem Niveau im Abscheider öffnen die Regelventile 52 und 56 nacheinander. Damit strömt entsprechend der Druckdifferenz am ersten Regelventil 52 ein Teil des Wassers über dieses in den Speisewasserbehälter 1 zurück, während der Rest des Wassers über das zweite Regelventil 56 in den Kondensator 35 gelangt. Nun wird das Feuer gezündet. Damit entsteht im Verdampfer 15 Dampf, was einen starken Wasserausstoss in den Abscheider 20 zur Folge hat. Das zweite Regelventil 56 wird dabei voll geöffnet und zudem wird die Speicherkapazität des Abscheiders 20 beansprucht. Im weiteren Verlauf des Anfahrvorganges steigt der Druck im Dampferzeuger , so dass die Durchströmungsgeschwindigkeit in den Regelventilen 52 und 56 zunimmt. Bei gleichbleibender Fördermenge der Speisepumpe 3 beginnt wegen des sinkenden Niveaus im Abscheider 20 das zweite Regelventil 56 sich in Schliessrichtung zu bewegen. Wegen der steigenden Enthalphie des über die Austrittsleitung 50 rückgeführten Wassers wird das Speisewasser im Wärmeübertrager 6 zunehmend aufgewärmt. Es wird somit ein zunehmender Teil der im rückgeführten Wasser enthaltenen Wärme im Wärmeübertrager 6 rekuperiert und ein weiterer, erheblicher Teil der Wärme dem Speisewasserbehälter 1 zugeführt, während ein mit steigender Last, d. h. mit steigendem Druck im Dampferzeuger, abnehmender Teil der Wärme in den Kondensator 35 abgeführt wird.
  • Hat der Dampferzeuger seine Mindestlast, z. B. 15%, und den zugehörigen Druck erreicht, so vermag das erste Regelventil 52 die gesamte im Ascheider 20 abgeschiedene Wassermenge abzuführen. Das Niveau im Abscheider sinkt soweit, dass das zweite Regelventil 56 schliesst. Damit wird die gesamte im rückgeführten Wasser enthaltene Wärme rekuperiert. Bei weiterem Ansteigen der Dampferzeugerleistung sinkt der Wassergehalt am Austritt des Verdampfers 15. Das Niveau im Abscheider 20 sinkt weiter und dabei wird auch das erste Regelventil 52 sukzessive in Schliessstellung bewegt. Schliesslich tritt leicht überhitzter Dampf in den Abscheider 20, der das dort noch vorhandene Wasser verdampft.
  • Wie aus dieser Beschreibung hervorgeht, gestattet die beschriebene Anlage den Verdampfer 15 von Null bis zu einer Grenzlast, z. B. 30%, mit etwa konstanter Speisewassermenge zu beschikken, wobei das überschüssige Wasser aus dem Abscheider 20 in den Speisewasserbehälter 1 zurückgeführt wird, und oberhalb dieser Last mit trockenem Abscheider zu fahren. Selbstverständlich eignet sich die Anlage auch für das bekannte Konzept, gemäss dem der Verdampfer 15 oberhalb der erwähnten Grenzlast von z. B. 30% mit geringer Feuchtigkeit gefahren wird.
  • Sind in der Anlage die Wasserabfuhrleitung 76 mit dem dritten Regelventil 77, der Niveaugeber 78 und der Regler 79 vorhanden, so funktioniert die Einrichtung wie beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, dass jeweils bei hohem Wasserstand im Wasserabscheider 20 ein Teil des Wassers über die Abfuhrleitung 76 am Wärmeübertrager vorbei direkt zum Kondensator 35 strömt. Dies ha den Vorteil, dass der Wärmeübertrager 6 kleine gebaut werden kann als wenn die Abfuhrleitunc 76 zwischen dem Wärmeübertrager 6 und de Abzweigung der Nebenleitung 55 an die Wasser austrittsleitung 50 angeschlossen wäre. Als Nach teil ist aber zu berücksichtigen, dass während ei nes bestimmten kurzen Abschnittes der Anfahrzei mehr Wärme im Kondensator 35 verlorengeht. E; ist eine Frage der Betriebsführung der Anlage, ot es wirtschaftlich ist, die Abfuhrleitung 76 mit derr dritten Regelventil 77 vorzusehen.
  • Bei längerem Betrieb mit Mindestlast kann e: vorkommen, dass die Wärme, die mit dem übe das erste Regelventil 52 strömenden Wasser ir den Speisewasserbehälter 1 zurückgeführt wird zu einem Ansteigen des Druckes im Speisewas serbehälter führt, so dass der Abblasedruck de Sicherheitsabblaseeinrichtung 47 erreicht wirc und diese Einrichtung öffnet. Um ein solches Ab blasen zu vermeiden, kann der erwähnte, auf Ven tile in den Anzapfleitungen zu den Hochdruckvor wärmern 4, 5 wirkende Druckgeber vorgeseher sein, durch den nun das eine, das andere ode beide dieser Ventile in Drossel- oder Schliessstel lung bewegt werden. Dadurch sinkt die Tempera tur des Speisewassers am Eintritt des Wärme übertragers 6, so dass das über das erste Regel ventil 52 in den Speisewasserbehälter 1 zurückge führte Wasser auf einen Wert zurückgekühlt wird der ein Ansprechen der Abblasevorrichtung 4i ausschliesst.
  • In Fig.2 sind wiederum der Wasserabscheidei 20 und die drei Regelventile 52, 56 und 77 darge stellt. Am Abscheider 20 ist anstelle der drei Ni veaugeber 70, 71 und 78 jedoch nur ein einzigem Niveaugeber 80 angeordnet, dessen Ausgang au drei parallelgeschaltete Proportionalglieder 81, 82 und 83 wirkt, deren Ausgang zu den Regelventiler 52, 56 bzw. 77 führt. Die Proportionalglieder 81 bi: 83 wandeln das Eingangssignal x nach dem je weils auf ihnen dargestellten Diagramm in eir Ausgangssignal y um. Es ist leicht zu erkennen dass beim Ansteigen des Wertes x von 0 an zu nächst das erste Regelventil 52 etwa linear öffne und schliesslich in einen asymptotisch verlaufen den Bereich gelangt. Zu Beginn dieses Bereiche: beginnt dann das zweite Regelventil 56 etwa li. near zu öffnen. Sobald dieses Regelventil in sei. nen asymptotisch verlaufenden Bereich gelangt beginnt das dritte Regelventil 77 zu öffnen.
  • Neben diesen beiden, in Fig. und in Fig. 2 dar gestellten Möglichkeiten der Beeinflussung dei Regelventile 52, 56, 77 sind noch verschiedene andere Möglichkeiten denkbar. Insbesondere isi es auch möglich, in der Schaltung nach Fig.2 zwischen dem Niveaugeber 80 und dem Verzwei gungspunkt der das Niveau-Signal x führender Leitung eine PI-Regler mit schwachem I-Anteil ein zuschalten, der den Schwankungsbereich des Ni veaus im Abscheider 20 verkleinert. Dabei werder zweckmässige Mittel vorgesehen, die das Aus gangssignal dieses PI-Reglers bei trocken gefahre nem Abscheider begrenzen.
  • Anstatt die Regelventile 52, 56 und 77 parallel zu steuern, könnten sie auch in Kaskade gesteuert werden, indem die Stellung des ersten Regelventils 52 als Regelgrösse auf die Stellung des zweiten Regelventils 56 einwirkt, während dessen Stellung das dritte Regelventil 77 beeinflusst.
  • Durch das Bestreben, die Sicherheitsabblaseeinrichtung 47 auf dem Speisewasserbehälter 1 zu verkleinern, wird das Risiko geschaffen, dass bei störungsbedingtem Öffnen des ersten Regelventils 52 bei Vollast und trockenem Abscheider 20 der Druck im Speisewasserbehälter 1 rasch ansteigt und der Speisewasserbehälter explodieren könnte. Um dieses Risiko angemessen zu verringern, kann das erste Regelventil 52 - oder ein dazu in Serie angeordnetes Absperrventil - durch einen Aggregatzustandgeber beeinflusst sein, der in der Wasseraustrittsleitung 50 angeordnet ist und das erste Regelventil oder gegebenenfalls das Absperrventil schliesst, wenn darin Dampf auftritt. Es kann auch, in Serie zum ersten Regelventil 52, ein statisch oder dynamisch wirkender Kondenstopf angeordnet sein, der nur Wasser, nicht aber Dampf durchströmen lässt. Schliesslich lässt sich auch, in Serie zum ersten Regelventil 52, ein sogenanntes negatives Sicherheitsventil anbringen, das vom Druck im Speisewasserbehälter 1 in schliessendem Sinne betätigt wird, sobald dieser Druck einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Es kann auch zweckmässig sein, ausser der gemäss Anspruch 8 dimensionierten Sicherheitsabblaseeinrichtung eine Reissmembran anzuordnen, deren Querschnitt zusammen mit demjenigen der Abblaseeinrichtung 47 für den im genannten Störungsfall im Speisewasserbehälter entstehenden vollen Dampfstrom ausgelegt ist.

Claims (9)

1. Dampferzeugeranlage mit einem Verdampfer (15) und einem ihm nachgeschalteten Wasserabscheider (20), dessen Wasseraustrittsleitung (50) über einen sekundärseitig vom Speisewasser durchflossenen Wärmeübertrager (6) und ein vom Wasserinhalt des Abscheiders beeinflusstes erstes Regelventil (52) zu einem Speisewassergefäss (1) zurückführt, wobei von der Wasseraustrittsleitung (50) stromoberhalb des ersten Regelventils (52) eine zu einem Kondensator (35) führende Nebenleitung (55) mit einem zweiten Ventil (56) abzweigt, das auch als vom Wasserinhalt des Wasserabscheiders (20) beeinflusstes Regelventil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (6) in Strömungsrichtung des Wassers in der Wasseraustrittsleitung (50) dem ersten Regelventil (52) vorgeschaltet ist und dass Mittel (70, 72; 71, 73) zum vom Wasserinhalt des Wasserabscheiders (20) abhängigen Beeinflussen der beiden Regelventile (52; 56) derart vorgesehen sind, dass bei steigendem Niveau im Abscheider zuerst das erste Regelventil (52) und dann das zweite Regelventil (56) öffnet und dass bei fallendem Niveau zuerst das zweite Regelventil (56) und dann das erste Regelventil (52) schliesst. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenleitung (55) stromunterhalb des Wärmeübertragers (6) von der Wasseraustrittsleitung (50) abzuweigt.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Regelventil (52) so klein bemessen ist, dass es bei Mindestlast des Dampferzeugers (11) und voll geöffnetem Zustand höchstens 125% des dann im Wasserabscheider (20) anfallenden Wassers durchlassen kann, nicht aber die volle, beim Anfahren des Dampferzeugers anfallende Wassermenge.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Wasserabscheider (20) aus unter Umgehung des Wärmeübertragers (6) eine zusätzliche Wasserabfuhrleitung (76) über ein drittes Regelventil (77) zum Kondensator (35) führt und dass das dritte Regelventil von einer Stelleinrichtung (79) so betätigt wird, dass es abhängig vom Wasserinhalt des Abscheiders (20) erst öffnet, wenn die beiden anderen Regelventile (52, 56) offen stehen, und schon schliesst, bevor die beiden anderen Regelventile (52, 56) geschlossen sind.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenleitung (55) und gegebenenfalls die zusätzliche Wasserabfuhrleitung (76) über einen Dampf/Wasser-Trenner (57) in den Kondensator (35) münden.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Abscheider (20) ein Niveaugeber (80) angeordnet ist, dessen Ausgang über zwei, gegebenenfalls drei, unterschiedlich eingestellte Proportionalglieder (81, 82 bzw. 83) mit dem ersten und dem zweiten Regelventil (52, 56) bzw. dem dritten Regelventil (77) verbunden ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Speisewassergefäss (1) mit einer Sicherheitsabblaseeinrichtung (47) versehen ist, die so bemessen ist, dass die bei Vollastbetrieb des Dampferzeugers (11) im Falle eines fehlerhaften Öffnens des ersten Regelventils (52) im Speisewassergefäss entstehende Niederdruck-Sattdampfmenge ohne unzulässige Druckerhöhung abgeblasen wird.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Regelventil (52) zusätzlich von einem den Aggregatzustand vor diesem Ventil bestimmenden Geber so beeinflusst ist, dass es nur Wasser, aber keinen Dampf durchlässt, und dass das Speisewassergefäss (1) mit einer Sicherheitsabblaseeinrichtung versehen ist, über die die im Speisewassergefäss aus der rückgeführten Wassermenge beim Entspannen sich entwickelnde Dampfmenge ohne unzulässige Druckerhöhung abgeblasen wird.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der den Aggregatzustand bestimmende Geber aus einem dem ersten Regelventil (52) vorgeschalteten Kondensatabscheider besteht.
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