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
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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.
High pressure steam power plant. Considering that in a steam power plant, in addition to cost-effectiveness, the absolutely safe guarantee of energy supply is a basic requirement that must be met, special attention is paid to the issue of the provision of energy in the case of power failure due to machine damage in the case of a steam power plant. There is therefore hardly a larger steam power plant
In which there is not at least one R-reserve machine next to the operating machines. If an operating machine fails, the reserve machine takes over the coverage of the failed service.
In the following, a fundamentally new way of providing energy in the event of a power failure due to machine damage will be described, specifically for the increasingly important case that the steam power plant is a high-pressure plant. The plant according to the invention is characterized characterized in that the machine system is divided into at least one high-pressure supply machine and at least two low-pressure machines working in parallel,
The intermediate pressure between the high-pressure machine and the low-pressure machine can be varied to such an extent that if a low-pressure machine or the high-pressure upstream machine fails, at least the greater part of the failure can be covered by the low-pressure machine or machines that remain in operation, the whole. so,
that the installation of separate reserve machine units is unnecessary.
That the measures necessary for a high pressure system, z. B. reheating, also has to be used in the case of the present invention, is self-evident. It will therefore not be discussed in detail.
The following is intended to explain on the basis of an exemplary embodiment which conditions arise when the invention is used. For the sake of clarity, fixed numbers should be used for the calculation, and it should be assumed that it is a power plant that should supply 20,000 kuT. The aim should be to install the lowest kVA number, with one
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are expected.
On the basis of the earlier views on the structure of such a plant, in addition to a 20,000 kW machine as the operating machine, a second 20,000 kW machine would have to be set up as a reserve machine. The machine performance would therefore be cos. rp <I> = 0. $ </I> 40,000 kW or <B> 50000 </B> kVA.
The case of using three 10,000 ku'-machines instead of two 20,000 u'-machines need not be discussed here in detail, since. it does not result in any economically viable conditions for Hoeli-druchan.la.gen.
In the system according to the invention, the machine division is done differently. For example, a high pressure reserve machine of 6800 kW and. two parallel working low pressure machines of 6600 kW each installed, which together add up to 20,000 kW, provided that a certain intermediate pressure is maintained. The example is calculated for an initial pressure. 130 atmospheres and an intermediate pressure of 16 atmospheres.
However, the machine sets are built in such a way that they can produce different outputs when there is a change in the intermediate pressures, namely the ballast machine set is built for 8000 kVA and each of the two low-pressure machines for <B> 12500 </B> kV A. That makes one kVA output of 33000 kVA compared to <B> 50000 </B> kV <B> A </B> in conventional systems.
The circuit diagram for this is shown in Fig.1. It draws h: the boiler, T 'the ballast machine, N, and N, the low-pressure machine, Z the one with variable pressure intermediate network to be driven, (;
(Len intermediate superheater. T. a by-pass line to the machine f ', which, however, is to be thought of as shut off. With this system the power failure of every machine can be covered, in certain cases completely, in other cases except for a small one . Remainder. If the coverage of this remainder is also important, there are possibilities that will be described later.
Let us now discuss the case that the upstream switching machine V fails. A direct connection is then established with the intermediate network Z via line I. and the pressure in this is increased, for example from 16 to 24 atm.
Whether in this case the boiler K is operated at the low pressure, which would be possible without further ado, especially in the case of forced flow boilers, or whether the boiler pressure is throttled so far, is to be decided according to the individual case. In this case, it is essential that the intermediate pressure 7. is increased.
Since the two sets of machines N, and N, are designed for <B> 12500 </B> kVA, it is now possible to use them to achieve an output of <B> 10000 </B> kW each, i.e. a total of 2 0 000 kW to generate. The failure of the pre-switching capacity can therefore be compensated for without having to load a reserve machine.
Fig. 3 shows the case that one of the low pressure machines fails, and it is an- @ "enoinixren that the machine N, would fail. In cos. R1- there is still a small reserve, so that it is possible, to get 600 kW out of the Ni 10 machine. However, this also involves a certain change in pressure: the high pressure will rise to around 140 atmospheres, the intermediate pressure to 25 atmospheres.
Then the total output that can be extracted from these two machines is 16 700 kW, so that 3300 kW are still missing. It is very conceivable that for the only temporary (Y failure of the machine N = this comparatively low mistake;
However, if you want to add 2 (1000 kM "to c # in this case as well, then this can be made possible in various ways. Fig. 3 shows the case. (Leave the auxiliary punctuation for this is used.
The power plant must suitably supply a turbine and pump: have the auxiliary pump set ready for the boiler feed. With this machine set, you can choose the turbine: larger than absolutely necessary and use it to couple an electric generator.
Then you have a certain excess energy available in this machine set, which can be used in the event of a malfunction of one of the machines N1 or N.-. In .dem circuit diagram of Fig. 3, R is the reserve pump turbine, P is the pump and G is an additional power generator. The power shortfall is <B> 3300 </B> kW, so that the 22machine P must be sized for this power.
If you now calculate 800 kW as the pump output, then there remains an additional generator output of 2500 kW or 3200 kVA, which must be installed as additional output. If you add this 3200 kVA to the <B> 33000 </B> kVA already mentioned, the result is a total installed kVA heating of 36 200 kVA.
Another possibility is shown in the circuit diagram of FIG. 4, namely in such a way that a further cylinder E is coupled to the upstream machine V as a condensation machine.
In this case, with full utilization: the machine N1 up to the limit of 10,600 kW, the machine consisting of parts V and E would have to generate a total output of 9,400 kW.
Whether the condensation part E is permanently assigned a certain amount of power, or whether it is normally left idling and only used in the event of a failure of machine power in the low-pressure network, will have to be decided on a case-by-case basis. In general, it will probably be beneficial to permanently assign a certain amount of power generation to the condensation section.
If now in the preceding statements from a high pressure machine and two low pressure machines has been spoken, this representation of the He-making means only a basic explanation of the power plant.
Of course, it does not change the situation if, for example, taking into account greater power generation, the number of machines in the high-pressure network or in the low-pressure network is increased; because in this case, too, the failure performance is covered by the operating machines without the use of a separate reserve machine unit, namely by changing the intermediate pressure.
The structural effect of the invention results from the comparison of the versions A and B according to FIG Recognize machine units and thus the space requirements and the construction work.