CH201721A - Hochdruck-Dampfkraftanlage. - Google Patents

Description

      Hochdruck-Dampfkraftanlage.       Aue der     Erwägung    heraus,     dass    bei einer  Dampfkraftanlage neben der Wirtschaftlich  keit die unbedingt sichere Gewährleistung  der Energielieferung eine zu erfüllende  Grundforderung ist, wird bei der Anlage  eines     Dampfkraftwerkes    der Frage der Be  reitstellung von Energie bei Energieausfall  durch     Maschinenschaden    besondere Aufmerk  samkeit     .geschenkt.    Es gibt     .deshalb        kaum    ein  grösseres Dampfkraftwerk,

   bei dem man  neben den Betriebsmaschinen nicht     minde-          stens    eine     RZeservemaschine    findet. Bei Aus  fall einer     Betriebsmaschine    übernimmt die       Reservemaschine    die     Deckung    der ausgefal  lenen     Leistung.     



       Im.    folgenden soll nun ein grundsätzlich  neuer Weg zur Bereitstellung von Energie  bei Ausfall von Energie durch Maschinen  schaden beschrieben werden, und zwar für  den immer mehr an     Bedeutung        ,gewinnenden     Fall, dass die Dampfkraftanlage eine     Hoch-          druckanlage        ist,       Die erfindungsgemässe Anlage zeichnet  .sich dadurch aus, dass die Maschinenanlage  aufgeteilt ist in mindestens eine     HoeUdruck-          vorsGhaltmaschine    und     mindestens    zwei  parallel     arbeitende    Niederdruckmaschinen,

    wobei der     Zwischendruck        zwischen    Hoch  druckmaschine und Niederdruckmaschinen  so weit veränderlich ist, dass bei Ausfall einer  Niederdruckmaschine oder der     Hochdruck-          vorschaltmas-chine        mindestens    der ,grössere       Teil    der     Ausfalleistung        durch    die     in    Be  trieb bleibende Niederdruckmaschine oder       -maschinen    ,gedeckt werden kann, das     Ganze     .derart,

       dass    die Aufstellung     separater        Re-          servemaschinenaggregate    sich     erübrigt.     



  Dass man die bei einer Hochdruck  anlage     nötigen    Massnahmen, z. B.     Zwischen-          überhitzung,        auch    im Falle der vorliegenden       Erfindung    anzuwenden hat, ist     selbstver-          ständlich.        Es    soll     deshalb    hierauf im ein  zelnen nicht     eingegangen    werden.  



       Tm    folgenden soll an Hand     eines    Ausfüh-           rungsbeispiels    erläutert  -erden, welche Ver  hältnisse sich bei Anwendung der Erfindung  ergeben. Der Anschaulichkeit halber soll mit  festen Zahlen gerechnet  -erden, und zwar  soll angenommen werden,     dass        es    sich um ein  Kraftwerk handelt, das 20000     kuT    liefern  soll. Das     Bestreben    soll dahin gehen, die ge  ringste     kVA-Zahl    zu installieren, und     zwar     soll mit einem
EMI0002.0008  
   gerechnet wer  den.  



       Unter    Zugrundelegung der früheren An  schauungen über den Aufbau eines derartigen       Werkes    würde neben einer 20000     kW-Ma-          sehine    als Betriebsmaschine eine zweite  20000     kW-Maschine    als Reservemaschine zu  errichten sein. Die     Masehinenleistung    würde  also bei     cos.        rp   <I>= 0,$</I> 40 000     kW        bezw.     <B>50000</B>     kVA    betragen.

   Der Fall der Verwen  dung von drei 10 000     ku'-Maschinen    an Stelle  von zwei 20000     ,u'-Xaschinen    braucht hier  im einzelnen nicht erörtert zu werden, da. er  für     Hoeli-druchan.la.gen    keine     wirtschaftlich     brauchbaren Verhältnisse ergibt.  



  Bei der Anlage gemäss der     Erfindung          wird    die     Maschinenaufteilung    anders vor  genommen. Es werden beispielsweise eine       Hochdruckvorsehaltmaschine    von 6800     kW          und.    zwei parallelarbeitende Niederdruck  maschinen von je 6600     kW    eingebaut, die  zusammen 20000     kW    ergeben, unter der Vor  aussetzung, dass ein bestimmter     Zwisch4,n-          druck    aufrecht erhalten wird. Das Beispiel  ist gerechnet für einen Anfangsdruck vor.  130 atü und einen     Zwischendruck    von  16 atü.

   Die     Maschinensätze    sind jedoch so  gebaut, dass sie bei     Änderung        es    Zwischen  drtuckes andere     Leistungen    ergeben können,  und     zwar    ist der     Vorschaltmaschinensatz    ge  baut für 8000     kVA    und jede der beiden  Niederdruckmaschinen für<B>12500</B>     kV    A. Das  ergibt zusammen eine     kVA-Leistung    von       33000        kVA    gegenüber<B>50000</B>     kV   <B>A</B> bei bis  her üblichen Anlagen.

   Das Schaltbild hier  für ist in der     Fig.1    dargestellt.<B>Es</B> he  zeichnet     h:    den Kessel, T' die     Vorschalt.-          rnaschine,        N,        und    N, die     Niederdruck-          maschinen,    Z das mit veränderlichem Druck  zu fahrende Zwischennetz,     (;

          (len    Zwi8cIieii-         überhitzer.        T.    eine     Umführun,gsleitung    zur       Maschine        f',    die jedoch als abgesperrt zu       denken    ist. Mit dieser Anlage lässt sich der       Energieausfall    jeder Maschine decken, und  zwar in     gewissen    Fällen völlig, in andern  Fällen bis auf einen kleinen. Rest. Falls es  auf die Deckung auch dieses Restes an  kommt, ergeben sich Möglichkeiten, die spä  ter     beschrieben    werden sollen.  



  Es sei jetzt der Fall erörtert, dass die Vor  schaltmaschine     V    ausfällt. Dann wird über  die Leitung     I.    eine unmittelbare Verbindung  mit dem     Zwisehennetz    Z hergestellt und der       Druck    in diesem erhöht,     beispielsweise    von  <B>16</B> auf 24 atü.

   Ob man in     diesem    Falle den  Kessel     K    mit dem niedrigen     Druck    fährt,        -as        insbesondere        bei        Zwangsstromkesseln     ohne weiteres möglich wäre, oder ob man  den Kesseldruck so weit abdrosselt, ist nach  Lage des Einzelfalles zu     entscheiden.    Wesent  lich ist in diesem Falle, dass der Zwischen  druck 7. gesteigert wird.

   Da die beiden Ma  schinensätze     N,    und     N,    für<B>12500</B>     kVA    aus  gelegt sind, ist es möglich, mit ihnen jetzt  eine     Leistung    von je<B>10000</B>     kW,    im ganzen  also 2 0 000     kW    zu erzeugen. Der Ausfall der       Vor:scbaltleistung        lä.sst    sich also ohne An  wcadungeiner     Reservemaschine    ausgleichen.  



       Fig.    3 zeigt den Fall, dass eine der Nieder  druckmaschinen ausfällt, und zwar ist     an-          @"enoinixren,        dass    die     Maschine        N,    ausfiele. Im       cos.        r1-    steckt noch eine kleine Reserve, so dass  es     mö-,lieh    ist, aus der Maschine     Ni    10 600     kW     herauszuholen. Allerdings ist auch hiermit  eine gewisse Druckänderung verbunden. Der  Hochdruck wird auf etwa 140 atü ansteigen.  der Zwischendruck auf 25 atü.

   Dann ist die       (lesamtleistung,    die man aus diesen beiden  Maschinen herausholen kann, 16 700     kW,    so  dass noch 3300     kW    fehlen. Es ist sehr wohl       denkbar,    dass man für den doch nur     vorüber-          (Y    Störungsfall der Maschine     N=    auf  die     Bereitstellung        dieses    verhältnismässig       lile        irren        Betra;

   < "es        verzichtet.        Legt    man jedoch  Wert darauf, auch in diesem Falle     2(1000        kM"          zn        c#rziu,ren,    so lässt sich das auf     verschie-          dene        Weise        ermöglichen.        Fig.    3 zeigt den  fall.     (lass    hierzu der     Hilfspunrpensatz    ver-      wendet wird.

   Das     Kraftwerk    muss einen       zweckmässig    aus     Turbine    und     Pumpe        be-          ,--;iehen:den        Hilfspumpensatz    für die     Kessel-          speisung        bereithalten.    Bei :diesem Maschinen  satz kann man die Turbine :grösser als un  bedingt erforderlich wählen und mit ihr einen  elektrischen Stromerzeuger kuppeln.

   Dann  hat man in diesem     Maschinensatz    eine ge  wisse     Überschussenergie    verfügbar, die im  Falle einer     Störung    einer der     Maschinen        N1     oder     N.-    eingesetzt werden kann. In .dem  Schaltbild der     Fig.    .3 ist R die Reserve  pumpenturbine, P die Pumpe und G ein zu  sätzlicher Stromerzeuger. Der Fehlbetrag an  Leistung     macht   <B>3300</B>     kW    aus, so     dass    also  die     22aschine    P für diese     Leistung    bemessen       sein    muss.

   Rechnet man nun als Pumpen  leistung 800     kW,    so bleibt als zusätzliche       Generatorleistung    2500     .kW    oder 3200     kVA     übrig, die     als    Mehrleistung     installiert    werden  müssen. Rechnet man diese 3200     kVA    zu  den bereits     erwähnten   <B>33000</B>     kVA    hinzu, so       ergibt,sich    eine gesamte installierte     kVA-hei-          stung    von 36 200     kVA.     



  Eine andere Möglichkeit ist im     Schaltbild     der     Fig.    4 dargestellt, und zwar in ,der  Weise,     dass    mit der     Vorschaltmaschine        V    ein  weiterer     Zylinder    E     als        Kondensations-          maschine    gekuppelt ist.

   In     diesem        Falle          würde    bei voller Ausnutzung :der Maschine     N1     bis zur Grenze von 10 600     kW    die aus den  Teilen     V        und    E     bestehende    Maschine eine       Gesamtleistung    von 9400     kW        aufzubringen     haben.

   Ob man dem     Kondensationsteil    E  dauernd die     Aufbringung    eines     gewissen          Leistungsbetrages        zuweist,    oder ob man ihn  normalerweise leer mitlaufen lässt und ihn  nur bei Ausfall von     Maschinenleistung    im       Niederdrucknetz    heranzieht, wird von Fall  zu Fall     entschieden    werden     müssen.    Wahr  scheinlich wird es im allgemeinen     günstig     sein, dem     Kondensationsteil    eine gewisse  Leistungserzeugung dauernd zuzuweisen.  



  Wenn nun bei den     vorstehenden    Aus  führungen von einer     Hochdruckmaschine     und zwei Niederdruckmaschinen gesprochen  wurde, so bedeutet diese Darstellung der Er  findung nur eine     grundsätzliche    Erläuterung    der Kraftanlage.

   Es ändert     selbstverständlich          nichts    an den     Verhältnissen,    wenn, etwa  unter Berücksichtigung einer grösseren Lei  stungserzeugung, die Zahl der Maschinen im       Hochdrucknetz    oder im     Niederdrucknetz    ver  mehrt wird; denn auch in     diesem    Falle wird  die     Ausfalleistung    ohne Anwendung eines  separaten     Reservemaschinenaggregates    durch  die Betriebsmaschinen gedeckt, und zwar  durch die Änderung des Zwischendruckes.  



  Die     bauliche        Auswirkung    der Erfindung  ergibt sich aus der Gegenüberstellung der  Ausführungen A und B nach     Fig.    5. Die  Gegenüberstellung ,der     Pumpensätze    zeigt  zwar eine .gewisse Vergrösserung des Pumpen  satzes     hei    der     oben    beschriebenen Ausgestal  tung, jedoch lässt die übrige Anlage eine  wesentliche Verkleinerung der Maschinenein  heiten und damit des     Platzbedarfes    und der  Bauarbeiten erkennen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Hochdruck-Dampfkraftanlage, dadurch ge kennzeichnet, :dass die Maschinenanlage auf geteilt ist in mindestens eine Hochdruckvor- schaltmascUine und mindestens zwei parallel arbeitende Niederdruckmaschinen, wobei der Zwischendruck zwischen Hochdruckmaschine und Niederdruckmaschinen so weit veränder lich ist,

   dass bei Ausfall einer Niederdruck- rinaschine oder der Iloehdruckvorschalt- maschine mindestens der grössere Teil der Ausfalleistung durch die in Betrieb bleibende Niederdruckmaschine oder -maschinen ge deckt werden kann, das Ganze derart, .dass die Aufstellung separater Reservemaschinen- ag.gregate sich erübrigt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anlage nach Patentanspruch, mit tur binengetriebener Kes:selspeisepumpe, da durch gekennzeichnet, dass zur Deckung einer Restausfalleistung ein mit der Pumpenturbine gekuppelter elektrischer Stromerzeuger vorgesehen ist, wobei die Leistung,der Pumpenturbine um das Mass der Restausfalleistung grösser als die für den Normalbetrieb notwendige Pumpen leistung ist. 2.

   Anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Deckung der Restausfa.llei3tun- ein mit der Vorschalt- xnaschine gekuppelter Kondensationszylin der vorgesehen ist.