<B>Verfahren</B> zum <B>Betrieb einer</B> Dampfkraftanlage. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betrieb einer Dampfkraftanlage mit rauchgasbeheiztem Zwischenüberhitzer nach dem Hochdruckteil einer Turbinenan lage. Die Erfindung betrifft ferner eine Vor richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Das Verfahren nach der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass je nach den Be triebszuständen und Regelvorgängen minde stens ein einstellbares Teilgewicht des erzeug ten Dampfes gekühlt und unter Umgehung der Turbinenanlage nur durch den Zwischen überhitzer in den Kondensator geführt wird. Zweckmässig ist es, das umzuführende Teil gewicht des Dampfes nach der Kühlung mit dem Dampf, welcher im Hochdruckteil der Turbinenanlage Arbeit geleistet hat, zu mischen und in den Zwischenüberhitzer zu führen sowie dem aus dem Zwischenüber- hitzer austretenden Dampf das gleiche Teilge wicht wieder zu entnehmen und dann in den Kondensator zu führen.
Vorteilhaft ist es, wenn man das in den Kondensator abzufüh rende Teilgewicht des Dampfes vor seiner Einfühiuing kühlt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist gekenn zeichnet durch ein Überströmv entil, welches das Gewicht des unter Umgehung des Hoch druckteils in den Zwischenüberhitzer zu füh renden Dampfes einstellt, sowie durch ein Re gelventil, welches das Gewicht des unter Um gehung des nachfolgenden Turbinenteils in den Kondensator zu führenden Dampfes gleich gross einstellt. Es empfiehlt sich, das Regelventil auf Grund des Verhältnisses zwi schen dem im Radkasten der Hochdrucktur bine und dem im Zwisehenüberhitzer herr schenden Druck einzustellen.
Man kann aber auch das Regelventil in Abhängigkeit von dem 2Vlengenverhältnis des den Hochdruckteil der Turbinenanlage durchströmenden Dampfes zu dem diesen Turbinenteil umgehenden Dampf einstellen. Es bietet Vorteile, das Regelventil durch die Einlassventilsteuerung für die Hoch druckturbine einzustellen. Auch der nach dem Zwischenüberhitzer herrschende Dampfdruck kann vorteilhaft zur Einstellung des Regel ventils verwendet werden. Die Einschaltung eines Kühlers in die Umgehungsleitung zwi schen Regelventil und Kondensator kann zweckmässig sein.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfah rens und der Vorrichtung znr Durchführung dieses Verfahrens kann es möglich gemacht werden, schon in der Anfahrperiode, ferner aber auch bei allen vorkommenden anormalen . Betriebszuständen, z. B. Auslösen der Schnell schlussvorrichtung, Abschalten des Turbinen- generators vom Netz, den Zwischenüberhitzer zu beaufsehlagen und somit zu kühlen.
Dabei kann die Temperaturregelung vom Frisch- dampfüberhitzer und Zwischenüberhitzer auch bei diesen anormalen Betriebsfällen in Funk tion bleiben und somit Kessel und Turbine auch vor schädlichen Temperaturschwankun gen schützen. An Hand des in der Zeichnung in Fig. 1 als Beispiel für eine Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung schematisch dargestellten Schaltbildes einer Dampfkraftanlage, sowie einer in Fig. 2 ebenfalls schematisch gezeich neten Regelvorrichtung wird das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert..
In der Fig. 1 ist die Dampferzeugungsan- lage, z. B. ein sogenannter Einrohrdampf- erzeuger, mit 1 bezeichnet. Die Speisewasser zufuhr erfolgt über die Pumpe 2 und, wie üblich, über einen nicht gezeichneten Speise wasservorwärmer. Der im Überhitzer 3 über hitzte Dampf wird über die Hauptdampf leitung 4 und das Ventil 5 der Turbinenan lage zugeführt.
Vom Ausgang des Überhitzers zweigt eine Bv passleitung 6 über das Über <B>.</B> entil 7 ab, die über den Anfahrkühler 8 zu dem Zwisehenüberhitzer 9 der Kesselan lage führt. Die Turbinenanlage ist als Ein wellenanlage mit einem Hochdruckteil 10, einem Mitteldruckteil 11 und einem doppelten Niederdruckteil 12 ausgebildet und dient bei spielsweise zum Antrieb des Generators 13.
Der Zwisehenüberhitzer 9 wird von den Rauchgasen des Dampferzeugers beaufschlagt und heizt den aus der Hochdruckturbine 10 zur Mitteldriickturbine 11 strömenden Dampf auf. Von der Mitteldruckturbine strömt. der Dampf weiter zu der doppelten Niederdruck turbine 12 und tritt -von hier in den Konden sator 14 aus. Während die Wellen des Hoch und Mitteldruckteils der Turbinenanlage starr miteinander gekuppelt sind, ist sowohl der Niederdruckteil als auch der Generator mit. dieser Welle durch je eine axial bewegliche Kupplung 15 verbunden.
Vom Austrittsende des rauchgasbeheizten Zwischenüberhitzers 9 zweigt eine Leitung 16. über ein Regelventil 17 zu einem Kühler 18 ab. Diese Leitung umgeht den Mittel- und Niederdruckteil der Turbinenanlage und führt zu dem Kondensator 14. Der den Hochdruck teil der Turbine in der Leitung 6 umgehende Dampf wird in dem Anfahrkühler 8 durch eine aus der Speisewasserleitung über ein Ven til 19 abgezweigte Kühlwassermenge auf eine für den Eintritt in den Zwischenüberhitzer 9 erforderliche Temperatur gekühlt, wobei das abgeschiedene Wasser über den Kondenstopf 20 und die Leitung 21 zu dem Kühler 18 und von dort zu dem Kondensator 14 gelangt.
Eine Kondensatpumpe 22 fördert das Konden sat aus dem Kondensator 14 zu der Speise pumpe 2 über die Leitung 23. Aus dieser wird über das Ventil 24 die für den Kühler 18 er forderliche Kühlwassermenge abgezweigt, die zusammen mit dem Dampf über die Leitung 16 wieder in den Kondensator zui2ickgeführt wird.
Vor dem Eintritt der Hauptdampflei- tung 4 in den mit einem Geschwindigkeits regler 25 ausgerüsteten Hoelidruekteil der Turbinenanlage ist ein Sehnellschlussventil 26 und vor Eintritt der Hauptdampfleitung in den Mitteldruekteil der Turbinenanlage ein weiteres Sehnellschlussventil '?7 angeordnet.
Beim Anheizen der Dampferzeugungsan- lage entsteht zunächst ein Dampfwasserge- misch, worauf der allmählich überwiegende Dampf am Kesselende zunehmend überhitzt. wird, bis die Kesselreguliei-Ling zu spielen be ginnt. Das Überströmventil 7 regelt dabei auf einen konstanten Kesseldruck. Sobald Frisch dampf normalen Druckes und vorgeschrie bener Temperatur zur Verfügung steht, kann die Turbinenanlage in Betrieb gesetzt werden.
Die einzelnen Stufen des Aufheizens gehen allmählich ineinander über, ohne plötzliche Temperatursch-#vankungen hervorzurufen. Sie können zeitlich beliebig gedehnt werden, ohne class die Sicherheitsventile zum Blasen kom men.
Je nach den Betriebszuständen oder den Regelungsbedingungen wird die im Kessel er zeugte Dampfmenge zum Schutz des Zwi- schenüberhitzers 9 entweder über die Hoch druckstufe 10 der Turbine oder über die Bypassleitung und den Anfahrkühler 8 in den Zwischenüberhitzer abgegeben und gelangt von dort entweder über den Mittel- und Nie- derdruekteil der Turbinenanlage oder über das Regelventil 17 zu dem Kondensator 14.
Strömt die Dampfmenge über die Bypasslei- tung, so ist es von M'iehtigkeit, dass während des Betriebes des Überströmventils ungün stige Axialschubverhältnisse an denn Hoch- druckteil der Turbinenanlage nicht auftreten können und unerwünschte Belastungs- oder Tourenzahlschwankungen oder Druckverhält nisse vermieden werden.
Es ist daher vorteil haft, das umzuführende Teilgewicht des Dampfes nach der Kühlung im Anfahrküh- ler mit dem Dampf, welcher im Hochdruckteil der Turbinenanlage Arbeit geleistet hat, zu mischen und in den Zwischenüberhitzer zu führen und dem aus dem Zwischenüberhitzer austretenden Dampf ein solches Dampfgewicht wieder zu entnehmen und in den Kondensator abzuführen, welches dem umzuführenden Teil gewicht des Dampfes entspricht. Zweckmässig wird das abzuführende Teilgewicht des Damp fes vor Eintritt in den Kondensator gekühlt.
Um nun den erforderlichen einwandfreien Betrieb der ganzen Anlage insbesondere auch während des Anfahrens zu gewährleisten, ist ein Cberströmventil und ein Regelventil vor gesehen, von denen das erstere das Gewicht des unter Umgehung des Hochdruckteils in den Zwisehenüberhitzer zu führenden Damp fes einstellt und das letztere das Gewicht des unter Umgehung des nachfolgenden Turbinen teils in den Kondensator zu führenden Damp fes einstellt. Das nach dem Zwischenüberhitzer vorgesehene Regelventil 17 ist als Druckhalte ventil für den Zwischenüberhitzer ausgebildet, wobei sein Regeldruck z.
B. durch das Ver hältnis zwischen dem im Radkasten der Hoch druckt.urbine und dem im Zwischenüberhitzer herrschenden Druck eingestellt werden kann.
In der Fig.2 ist schematisch dargestellt, wie die Beeinflussung dieses Regelventils er folgen kann. Das Regelventil ist auch hier mit 17 bezeichnet. Es ist in der vom Zwischenüber- hitzeraustritt abgezweigten und über einen Kühler zu dem Kondensator führenden Lei tung 16 angeordnet und steht mit einem Servomotor 28 in Verbindung, dessen feder belasteter Kolben durch das in der Drucköl leitung 29 geförderte Druckmedium beauf- sehlagt werden kann. Der Weg des Drucköls zu dem Servomotor führt über ein Druck relais 30, in welches das Drucköl über eine Blende 31 eintritt.
Das Druckrelais steht in Verbindung mit einer Membrane 32, die das Öffnen und Schliessen des Druckrelais beein- flusst. Auf die Fläche der Membrane wirkt von beiden Seiten je ein verschiedener Druck. Das Verhältnis der von den beiden verschiedenen Drücken beaufschlagten Flächen der Mem brane kann in vorher bestimmter Meise einge stellt werden.
Man kann dies zum Beispiel da durch erreichen, dass auf die gesamte Ober fläche der einen Seite der Membrane der im Zwischenüberhitzer herrschende Druck durch eine Leitung 33 einwirkt, während der im Hochdruckturbinenteil vorhandene Radkasten druck nur auf eine Teilfläche der andern Seite der Membrane über eine Leitung 34 ein wirkt. Die Abdeckung der Membrane zur Erzielung des gewünschten Flächenverhält nisses kann, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, durch Faltenbälge in der Art erfolgen, dass das wirksame Flächenverhältnis der bei den Seiten der Membrane dem gewünschten Druckverhältnis zwischen den beiden Drücken entspricht.
Es ist aber auch eine Einrichtung denkbar, bei welcher zwei Membranen auf einen Waagebalken einwirken, dessen Hebel verhältnisse einstellbar sind. Bei Überwiegen des Zwischenüberhitzerdruckes, was beispiels weise infolge öffnens des Überströmventils 7 eintreten kann, wird das öldruckrelais 30 ge öffnet und das Druckmedium strömt durch die Leitung 35 ab. Hierdurch wird der Servo motor 28 entlastet, so dass sein Kolben durch Entspannung der Feder verschoben wird.
Hierbei öffnet sich das Regelventil 17 und gibt den Weg für den Dampf über die Lei tung 16 zu dem Kondensator 14 unter Um gehung des Mittel- und Niederdruckteils der Turbinenanlage so lange frei, bis das ge wünschte Gleichgewicht zwischen dem die ein zelnen Teile der Turbinenanlage durchströ menden Dampf und dem diese Anlageteile um gehenden Dampf erreicht ist. Beim nachfol genden Schliessen des überströmventils schliesst das Öldruckrelais und damit auch das Regel ventil.
Zur Aufrechterhaltung des gewünschten Verhältnisses der Gewichte des d\ie Turbinen anlage durchströmenden und des diese Anlage umgehenden Dampfes kann die Einstellung des Regelventils 17 auch durch eine in anderer Weise erfolgende Beeinflussung der Öldruek- relais 30 erfolgen. Man kann beispielsweise auch mittels einer Blende oder einer Staudüse den Druck des Dampfes vor seinem Eintritt in den Hochdruckteil der Turbinenanlage mes sen und mit diesen Messgrössen auf das Öl druckrelais einwirken. In ähnlicher Weise lassen sich zu diesem Zweck Dampfmengen messer verwenden.
Hierbei wird das Regel ventil von dem Mengenverhältnis des den Hochdruckteil der Turbinenanlage durchströ menden Dampfes zu dem diesen Turbinenteil umgehenden Dampf eingestellt. Man kann auch mit dem die DampfeinlassventilgTuppen der Hochdruckturbine steuernden Öldruck die eine Seitenfläche der Membrane und ihre andere Seitenfläche durch den im Dampfaus tritt dieser Turbine herrschenden Druck be einflussen und somit den auf das Regelventil wirkenden Öldruck steuern. Wird die Vertei lung des Gewichtsverhältnisses des die Tur binenanlage durchströmenden und des sie um gehenden Dampfes auf diese Weise bestimmt, so steht auch beim Öffnen des überström ventils 7 die ganze Turbinenanlage mit ihrem Hoch-, Mittel- und Niederdruckteil unter dem Einfluss der Regelung, z.
B. des Geschwindig keitsreglers, welche die Einlassventile der Hochdruckturbine steuert. Zur Einstellung des Regelventils kann aber auch der nach dem Zwischenüberhitzer herrschende Dampfdruck v exwendet werden.
Man kann auch eine oder mehrere durch Öldruckr elais gesteuerte Regeleinrichtungen dazu verwenden, die Schnellschlussvorrichtun- gen der Turbinenanlage bei Über- oder Unter schreiten der zulässigen Druckverhältnisse auszulösen. Es kann.beispielsweise der Fall eintreten, dass infolge Versalzens eines Teils der Turbinenanlage unzulässige Druckver schiebungen entstehen, die ein Abstellen der Turbine notwendig machen.
Beim Auslösen der Schnellschlussvorrichtungen kann das Re gelventil voll geöffnet werden, um den Druck im Zwischenüberhitzer und damit im Hoch druckteil der Turbine abzulassen. Die oben beschriebene Steuerung des Regelventils kann so eingestellt werden, dass dieses Ventil bei normalen Druckverhältnissen geschlossen bleibt und erst bei unverhältnismässigem An steigen des Druckes im Zwischenüberhitzer öffnet. Die Steuerung dieses Regelventils kann blockiert und erst beim Öffnen des Ü ber- strömventils freigegeben werden.
In diesem Fall kann zum Beispiel das Regelventil auf ein normales Druckverhältnis zwischen Rad- kastendruek und Zwischenüberhitzerdruek oder auf einen tieferen Zwischenüberhitzer- druck eingestellt werden. Das erfindungsge mässe Verfahren kann auch bei solchen Dampf kraftanlagen vorteilhaft Verwendung finden, bei denen Zwangdurchlaufkessel mit zwei facher Zwischenüberhitzung und bei über kritischem Druck und sehr hohen Überhitzer- und Frischdampftemperaturen, zum Beispiel 600 G, betrieben werden.
An Stelle einer Einwellenturbinenanlage, wie sie vorstehend beschrieben ist. lassen sieh auch Mehrwellen anlagen verwenden. Man kann zum Beispiel die Welle der Hochdruckturbine mittels einer Reduktionskupplung mit. der Welle der Nie derdruckturbine verbinden. Es ist auch mög lich, sowohl den Hochdruckteil als auch den Niederdruckteil je mit einem Generator aus zurüsten und beide Teile mittels elektrischer Einrichtungen miteinander zii kuppeln.