EP1254302B1 - Method and device for evacuating a turbine condenser - Google Patents
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- F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
- F01K9/02—Arrangements or modifications of condensate or air pumps
Definitions
- the invention relates to a method for evacuation a turbine condenser, in particular during start-up operation. It further relates to a device for implementation of the procedure.
- the turbine or main capacitor is evacuated. It is by means of a so-called Start-up steam jet, in turn, according to the jet pump principle is supplied with motive steam, the turbine condenser and thus the steam turbine plant within z. B. evacuated from 1.0 bar to approx. 0.3 bar for half an hour. The the start-up jet pump leaving the steam-air mixture on the pressure side is conveyed to the outside via a pipeline. The Piping must be adjusted for the mixing temperature the steam-air mixture is designed and is due Environmental requirements to be met with a silencer equip.
- the main disadvantage here is that usually the Water-steam cycle of the steam turbines extracted motive steam is lost, so that in the feedwater circuit of the Turbine condenser a corresponding amount of feed water must be refilled. This feed water loss increases with increasing number of starts and requires additional Costs for the necessary feedwater treatment.
- the invention is therefore based on the object, a method for evacuating a turbine condenser, in particular during start-up operation, with which the specified Disadvantages avoided in a particularly simple manner are. Furthermore, one for carrying out the method particularly suitable device can be specified.
- the driving steam condensing in the auxiliary condenser as condensate the feedwater circuit of the turbine condenser and thus the steam turbine plant fed again.
- the air contained in the motive steam is expediently removed from the auxiliary capacitor.
- the heating of the over the auxiliary capacitor keeps the flow of condensate within required limits, is the means of a condensate pump on the auxiliary capacitor guided condensate flow to a large extent of approx. 75% passed over the condenser tubes of the main capacitor.
- the cooling water cooling of the main condenser becomes Re-cooling of the guided over the auxiliary capacitor condensate partial stream used.
- the comparatively small share of about 25% of the condensate flow, d. H. the subsidized per unit time Condensate thus stands for the start-up operation required cooling of the drainage systems from the steam turbine to disposal.
- the advantages achieved by the invention are in particular in that the water-steam cycle of a steam turbine removed and for evacuation of a turbine condenser inserted motive steam by its introduction into the Auxiliary capacitor of a steam turbine plant the cycle again is supplied. This is an undesirable Nachspeisung avoided by feed water in the circulation. About that In addition, a previously common silencer in steam jet air pump system for turbine and condensate venting additionally saved.
- a main or turbine condenser 1 of a (not shown) Steam turbine plant is on the output side over the Condensate collector 2 connected to a condensate line 3, via a condensate pump 4 to an auxiliary capacitor. 5 connected on the input side.
- On the output side is the Auxiliary capacitor 5 via a condensate line 6 with the Main capacitor 1 connected.
- a circulation control valve 7 for setting the for a start-up operation required amount of cooling condensate.
- To the condensate line 6 is an at z.
- auxiliary capacitor 5 accumulating condensate K is about a condensate line 10 in the condensate collector 2 of the main capacitor 1 led.
- the condensate line 10 via two branch lines 10a and 10b, in each of which a shut-off valve 11a, 11b, with a first pressure stage 5a or with a second pressure stage 5b of the auxiliary capacitor 5 connected.
- a branch line for condensate return 10c of the condensate line 10 leads into the main capacitor 1, in which an exhaust steam line 12 from the (not shown) Steam turbine opens.
- the first and second pressure stage 5a, 5b of the auxiliary capacitor 5 is in each case a further operating jet pump 20a or 20b assigned.
- the operating jet pumps 17a, 20a and 17b, 20b are redundant.
- the operating jet pumps 17a, 17b and 20a, 20b are each connected via a branch line 21a, 21b and 22a, 22b, in each of which a shut-off valve 23 is connected to a common motive steam line 24.
- a shut-off valve 23 is connected to a common motive steam line 24.
- the start-up jet pump 19 via a branch line 25, in turn, a check valve 26 is connected to the motive steam line 24.
- the motive steam line 24 is another shut-off valve 27, which is taken over this guided motive steam D T in a manner not shown a water-steam cycle of the steam turbine.
- the turbine condenser 1 is first evacuated.
- motive steam D T is guided.
- the amount of motive steam D T guided during the Ahfahr lies over the motive steam line 24 and via the branch line 25 per unit time is determined by the start-jet pump 19.
- the start-up jet pump 19 is preferably connected on the pressure side via a connecting line 28 to the second pressure stage 5b of the auxiliary capacitor 5. While the motive steam D T condenses in the auxiliary capacitor 5, the entrained by the driving steam D T air L is discharged via a vent line 29 from the auxiliary capacitor 5 into the atmosphere. The condensing in the auxiliary capacitor 5 driving steam D T is introduced as condensate through the condensate line 10 in the condensate collector 2 of the main capacitor 1 and thus in the circuit.
- the cooling water K ' which warms up during the heat exchange with the motive steam D within the auxiliary condenser 5, leaves the auxiliary condenser 5 via the condensate line 6.
- the actuating or Control valve 7 To set the amount of condensate substream or cooling water K' carried per unit time via the auxiliary condenser 5, the actuating or Control valve 7. During start-up operation, the amount of cooling water K 'is set to about 50% to 70% of the rated condensate amount.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Evakuieren eines Turbinenkondensators, insbesondere im Anfahrbetrieb. Sie bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for evacuation a turbine condenser, in particular during start-up operation. It further relates to a device for implementation of the procedure.
Beim Betrieb einer Dampfturbinenanlage wird der üblicherweise in einem Dampferzeuger produzierte und in einer Dampfturbine arbeitsleistend entspannte Dampf in einem der Dampfturbinen nachgeschalteten Kondensator kondensiert. Das im Turbinenkondensator anfallende Kondensat wird dem Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine wieder zugeführt. Zum Absaugen von im Turbinen- oder Hauptkondensator enthaltener Luft während des Betriebs der Turbinenanlage werden häufig sogenannte Betriebs-Strahlpumpen eingesetzt, die an eine Treibdampfleitung angeschlossen und mit einem dem Hauptkondensator nachgeschalteten Hilfskondensator verbunden sind. An die nach dem Strahlpumpenprinzip arbeitenden Betriebs-Strahlpumpen sind saugseitig mit dem Hauptkondensator verbundene Luftleitungen angeschlossen.When operating a steam turbine plant is usually produced in a steam generator and in a steam turbine working performing relaxed steam in one of the steam turbines condensed downstream condenser. The in the turbine condenser accumulating condensate becomes the water-steam cycle the steam turbine fed again. For sucking off in the turbine or main condenser contained air during operation The turbine system often become so-called operating jet pumps used, which are connected to a motive steam line and with a main capacitor downstream Auxiliary capacitor are connected. To the after the jet pump principle working jet pumps are on the suction side connected to the main condenser connected air lines.
Während des Anfahrens oder Wiederanfahrens der Dampfturbine ist es erforderlich, dass zunächst der Turbinen- oder Hauptkondensator evakuiert wird. Dabei wird mittels eines sogenannten Anfahr-Dampfstrahlers, der wiederum nach dem Strahlpumpenprinzip mit Treibdampf beaufschlagt wird, der Turbinenkondensator und somit die Dampfturbinenanlage innerhalb z. B. einer halben Stunde von 1,0bar auf ca. 0,3bar evakuiert. Das die Anfahr-Strahlpumpe druckseitig verlassende Dampf-Luft-Gemisch wird über eine Rohrleitung ins Freie gefördert. Die Rohrleitung muss dabei für die sich einstellende Mischtemperatur des Dampf-Luft-Gemisches ausgelegt werden und ist aufgrund einzuhaltender Umweltauflagen mit einem Schalldämpfer auszurüsten.During startup or restart of the steam turbine It is necessary that first the turbine or main capacitor is evacuated. It is by means of a so-called Start-up steam jet, in turn, according to the jet pump principle is supplied with motive steam, the turbine condenser and thus the steam turbine plant within z. B. evacuated from 1.0 bar to approx. 0.3 bar for half an hour. The the start-up jet pump leaving the steam-air mixture on the pressure side is conveyed to the outside via a pipeline. The Piping must be adjusted for the mixing temperature the steam-air mixture is designed and is due Environmental requirements to be met with a silencer equip.
Wesentlicher Nachteil hierbei ist, dass der üblicherweise dem Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbinen entnommene Treibdampf verloren geht, so dass in den Speisewasserkreislauf des Turbinenkondensators eine entsprechende Menge an Speisewasser nachgespeist werden muss. Dieser Speisewasserverlust steigt mit zunehmender Anzahl an Anfahrvorgängen und erfordert zusätzliche Kosten für die notwendige Speisewasseraufbereitung.The main disadvantage here is that usually the Water-steam cycle of the steam turbines extracted motive steam is lost, so that in the feedwater circuit of the Turbine condenser a corresponding amount of feed water must be refilled. This feed water loss increases with increasing number of starts and requires additional Costs for the necessary feedwater treatment.
In der DE-B-1 109 722, die die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen
Patentansprüche 1 und 23 zeigt,
wird eine Absaugeinrichtung für Turbinenkondensatoren
von Dampfkraftanlagen mit schwanhender Blastung
offenbart.In DE-B-1 109 722, the features of the preambles of the
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Evakuierung eines Turbinenkondensators, insbesondere während des Anfahrbetriebs, anzugeben, mit dem die genannten Nachteile in besonders einfacher Art und Weise vermieden sind. Des Weiteren soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung angegeben werden.The invention is therefore based on the object, a method for evacuating a turbine condenser, in particular during start-up operation, with which the specified Disadvantages avoided in a particularly simple manner are. Furthermore, one for carrying out the method particularly suitable device can be specified.
Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu wird der über die Anfahr-Strahlpumpe geführte Treibdampf zusammen mit der aus dem Turbinenkondensator abgesaugten Luft in den Hilfskondensator eingeleitet.With regard to the method, the stated object is achieved according to the invention solved by the features of claim 1. In addition the motive steam guided via the start-up jet pump is combined with the extracted from the turbine condenser air introduced into the auxiliary capacitor.
Dadurch wird der im Hilfskondensator kondensierende Treibdampf als Kondensat dem Speisewasserkreislauf des Turbinenkondensators und somit der Dampfturbinenanlage wieder zugeführt. Die im Treibdampf enthaltene Luft wird zweckmäßigerweise aus dem Hilfskondensator abgeführt.As a result, the driving steam condensing in the auxiliary condenser as condensate the feedwater circuit of the turbine condenser and thus the steam turbine plant fed again. The air contained in the motive steam is expediently removed from the auxiliary capacitor.
Um einen Anfahrbetrieb auch über mehrere Stunden zu ermöglichen, wird zweckmäßigerweise mindestens die Hälfte der dem Nennbetrieb entsprechenden Kondensat- oder Speisewassermenge für die Kühlung im Hilfskondensator zur Verfügung gestellt. Dies erfordert lediglich eine entsprechende Auslegung eines Regelventils, das den über den Hilfskondensator geführten Kondensatstrom aus dem Hauptkondensator üblicherweise einstellt.To enable a start-up operation even over several hours, is expediently at least half of the Rated operation corresponding amount of condensate or feed water provided for the cooling in the auxiliary capacitor. This requires only a corresponding interpretation of a Control valve that the guided over the auxiliary capacitor Condensate flow from the main capacitor usually sets.
Um zusätzlich die Aufwärmung des über den Hilfskondensator geführten Kondensatstroms in erforderlichen Grenzen zu halten, wird der mittels einer Kondensatpumpe über den Hilfskondensator geführte Kondensatstrom zu einem großen Teil von ca. 75% über die Kondensatorrohre des Hauptkondensators geführt. Dadurch wird die Kühlwasserkühlung des Hauptkondensators zur Rückkühlung des über den Hilfskondensator geführten Kondensatteilstroms genutzt. Der vergleichsweise kleine Anteil von ca. 25% des Kondensatstroms, d. h. der pro Zeiteinheit geförderten Kondensatmenge steht somit für die auch im Anfahrbetrieb erforderliche Kühlung der Entwässerungen aus der Dampfturbine zur Verfügung.In addition, the heating of the over the auxiliary capacitor keep the flow of condensate within required limits, is the means of a condensate pump on the auxiliary capacitor guided condensate flow to a large extent of approx. 75% passed over the condenser tubes of the main capacitor. As a result, the cooling water cooling of the main condenser becomes Re-cooling of the guided over the auxiliary capacitor condensate partial stream used. The comparatively small share of about 25% of the condensate flow, d. H. the subsidized per unit time Condensate thus stands for the start-up operation required cooling of the drainage systems from the steam turbine to disposal.
Bezüglich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der auf diesen rückbezogenen Unteransprüche.With regard to the device, the stated object is achieved according to the invention solved by the features of claim 3. Advantageous Embodiments are the subject of this related subclaims.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass dem Wasser-Dampf-Kreislauf einer Dampfturbine entnommener und zur Evakuierung eines Turbinenkondensators eingesetzter Treibdampf durch dessen Einleiten in den Hilfskondensator einer Dampfturbinenanlage dem Kreislauf wieder zugeführt wird. Dadurch ist eine unerwünschte Nachspeisung von Speisewasser in den Kreislauf vermieden. Darüber hinaus wird ein bisher üblicher Schalldämpfer im Dampfstrahl-Luft-Pumpensystem für die Turbinen- und Kondensatentlüftung zusätzlich eingespart.The advantages achieved by the invention are in particular in that the water-steam cycle of a steam turbine removed and for evacuation of a turbine condenser inserted motive steam by its introduction into the Auxiliary capacitor of a steam turbine plant the cycle again is supplied. This is an undesirable Nachspeisung avoided by feed water in the circulation. About that In addition, a previously common silencer in steam jet air pump system for turbine and condensate venting additionally saved.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur schematisch einen Turbinenkondensator mit nachgeschaltetem Hilfskondensator und Dampfstrahl-Luft-Pumpensystem. An embodiment of the invention will be described below a drawing explained in more detail. This shows the only figure schematically a turbine condenser with downstream Auxiliary Condenser and Steam Jet Air Pump System.
Ein Haupt- oder Turbinenkondensator 1 einer (nicht dargestellten)
Dampfturbinenanlage ist ausgangsseitig über dessen
Kondensatsammler 2 mit einer Kondensatleitung 3 verbunden,
die über eine Kondensatpumpe 4 an einen Hilfskondensator 5
eingangsseitig angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist der
Hilfskondensator 5 über eine Kondensatleitung 6 mit dem
Hauptkondensator 1 verbunden. In der Kondensatleitung 6 liegt
ein Umwälz-Regelventil 7 zur Einstellung der für einen Anfahrbetrieb
erforderlichen Kühlkondensatmenge. An die Kondensatleitung
6 ist eine an z. B. Dampferzeugerheizflächen
führende Kondensatumlaufleitung 8 mit einem während des Anfahrbetriebs
geschlossenen Regelventil 9 angeschlossen.A main or turbine condenser 1 of a (not shown)
Steam turbine plant is on the output side over the
Condensate collector 2 connected to a condensate line 3,
via a condensate pump 4 to an auxiliary capacitor. 5
connected on the input side. On the output side is the
Im Hilfskondensator 5 sich ansammelndes Kondensat K wird über
eine Kondensatleitung 10 in den Kondensatsammler 2 des Hauptkondensators
1 geführt. Dazu ist die Kondensatleitung 10 über
zwei Zweigleitungen 10a und 10b, in denen jeweils ein Absperrventil
11a, 11b liegt, mit einer ersten Druckstufe 5a
bzw. mit einer zweiten Druckstufe 5b des Hilfskondensators 5
verbunden. Eine zur Kondensatrückführung dienende Zweigleitung
10c der Kondensatleitung 10 führt in den Hauptkondensator
1, in den eine Abdampfleitung 12 von der (nicht dargestellten)
Dampfturbine mündet.In the
An den Hauptkondensator 1 sind drei Teilleitungen 14a, 14b
und 14c einer diesen gemeinsamen Dampf/Luft-Gemisch-Rohrleitung
14 angeschlossen. Diese ist an ein Strahlpumpensystem 15
zum Evakuieren oder Entlüften des Hauptkondensators 1 und somit
der (nicht dargestellten) Turbinenanlage geführt. Dazu
ist die Leitung 14 über je ein Absperrventil 16a,16b an eine
Betriebs-Strahlpumpe 17a bzw. 17b der ersten Druckstufe 5a
des Hilfskondensators 5 geführt. Ober die Teilleitung 14c, in
der wiederum ein Absperrventil 18 liegt, ist die mit dem
Hauptkondensator 1 verbundene Leitung 14 an eine Anfahr-Strahlpumpe
19 geführt. Diese ist der zweiten Druckstufe 5b
des Hilfskondensators 5 zugeordnet. To the main capacitor 1 are three
Der ersten und zweiten Druckstufe 5a, 5b des Hilfskondensators
5 ist jeweils eine weitere Betriebs-Strahlpumpe 20a bzw.
20b zugeordnet. Die Betriebs-Strahlpumpen 17a, 20a und 17b,
20b sind redundant ausgeführt.The first and
Die Betriebs-Strahlpumpen 17a,17b und 20a,20b sind über je
eine Zweigleitung 21a,21b und 22a,22b, in denen jeweils ein
Absperrventil 23 liegt, an eine gemeinsame Treibdampfleitung
24 angeschlossen. Ebenso ist die Anfahr-Strahlpumpe 19 über
eine Zweigleitung 25, in der wiederum ein Absperrventil 26
liegt, an die Treibdampfleitung 24 angeschlossen. In der
Treibdampfleitung 24 liegt ein weiteres Absperrventil 27, wobei
über dieses geführter Treibdampf DT in nicht näher dargestellter
Art und Weise einem Wasser-Dampf-Kreislauf der
Dampfturbine entnommen wird.The
Während eines Anfahr-Betriebs der Dampfturbinenanlage wird
zunächst der Turbinenkondensator 1 evakuiert. Dazu wird bei
geöffneten Absperrventilen 27 und 26 über die Zweigleitung 25
und über die Anfahr-Strahlpumpe 19 Treibdampf DT geführt. Die
während des Ahfahrbetriebs über die Treibdampfleitung 24 und
über die Zweigleitung 25 pro Zeiteinheit geführte Menge an
Treibdampf DT wird über die Anfahr-Strahlpumpe 19 bestimmt.
Der über die nach dem Strahlpumpenprinzip arbeitenden Anfahr-Strahlpumpe
19 geführte Treibdampf DT wird zusammen mit Luft
L, die infolge des sich innerhalb des Hauptkondensators 1
aufbauenden Unterdrucks über die Luftleitung 14 aus dem
Hauptkondensator 1 abgesaugt wird, als Dampf-Luft-Gemisch DL
in den Hilfskondensator 5 eingeleitet. Dazu ist die Anfahr-Strahlpumpe
19 druckseitig über eine Verbindungsleitung 28
vorzugsweise mit der zweiten Druckstufe 5b des Hilfskondensators
5 verbunden. Während der Treibdampf DT im Hilfskondensator
5 kondensiert, wird die vom Treibdampf DT mitgeführte
Luft L über eine Entlüftungsleitung 29 aus dem Hilfskondensator
5 in die Atmosphäre abgeführt. Der im Hilfskondensator 5
kondensierende Treibdampf DT wird als Kondensat über die Kondensatleitung
10 in den Kondensatsammler 2 des Hauptkondensators
1 und somit in dessen Kreislauf eingeleitet.During a start-up operation of the steam turbine plant, the turbine condenser 1 is first evacuated. For this purpose, with the shut-off
Zum Kondensieren des Treibdampfs DT im Hilfskondensator 5
wird diesem als Kühlwasser ein über die Kondensatpumpe 4 geförderter
Teilstrom an Kondensat K aus dem Hauptkondensator 1
zugeführt. Das sich während des Wärmetausches mit dem Treibdampf
D innerhalb des Hilfskondensators 5 erwärmende Kühlwasser
K' verlässt den Hilfskondensator 5 über die Kondensatleitung
6. Zur Einstellung der pro Zeiteinheit über den Hilfskondensator
5 geführten Menge des Kondensat-Teilstroms oder
Kühlwassers K' dient das Stell- oder Regelventil 7. Während
des Anfahr-Betriebs wird die Menge des Kühlwassers K' auf
etwa 50% bis 70% der Nenn-Kondensatmenge eingestellt.For condensing the motive steam D T in the
Die redundant ausgeführten Betriebs-Strahlpumpen 17a,17b und
20a,20b, von denen z. B. die Strahlpumpen 17a und 20a während
des Normalbetriebs der Dampfturbinenanlage arbeiten, während
die beiden Strahlpumpen im Stand-by-Betrieb sind, arbeiten
dabei ebenso wie die Anfahr-Strahlpumpe 19 nach dem Strahlpumpenprinzip.
Während die Anfahr-Strahlpumpe 19 zur Evakuierung
des Hauptkondensators 1 beim Anfahren der Dampfturbinenanlage
dient, saugen die Betriebs-Strahlpumpen 17a, 20a
oder 20a, 20b während des Normalbetriebs der Dampfturbinenanlage
im Hauptkondensator 1 anfallende Luft L aus diesem ab.The redundant
Claims (5)
- Method for evacuating a turbine condenser (1), in which air (L) contained in the turbine condenser (1) is extracted by means of propellant steam (D) conducted via a starting jet pump (19) and this air (L), together with the propellant steam (D), is conducted into an auxiliary condenser (5) connected downstream of the turbine condenser (1), characterized in that an adjustable partial condensate flow (K) is conveyed out of the turbine condenser (1) via the auxiliary condenser (5), which condenses the propellant steam (D) in the auxiliary condenser (5) and in that the condensate (K') is again supplied to the turbine condenser (1).
- Method according to Claim 1, in which the air (L) is removed from the auxiliary condenser (5).
- Device for evacuating a turbine condenser (1), in particular in order to carry out the method according to one of Claims 1 to 2, which condenser (1) is connected at its outlet end to an auxiliary condenser (5), and a starting jet pump (19), which is connected to a propellant steam main (24) and to the auxiliary condenser (5) at the pressure end and is connected to an air main (14) connected at the suction end to the main condenser (5), characterized in that the auxiliary condenser (5) is connected, at the inlet end via a condensate pump (4) and at the outlet end via a setting valve (7), to the turbine condenser (1).
- Device according to Claim 3, characterized in that at least one operational jet pump (17, 20) is connected in parallel with the starting jet pump (19).
- Device according to Claim 4, characterized in that the or each operational jet pump (17a, 17b; 20a, 20b) is embodied so as to provide redundancy.
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