CH371461A - Dampfkraftanlage - Google Patents

Description

      Dampfkraftanlage       Die Erfindung     betrifft    eine Dampfkraftanlage mit       Dampfkraftmaschine    und mit aus Verdampfer und       Überhitzer    bestehendem Dampferzeuger sowie mit  einer zwischen     überhitzer    und Kraftmaschine ab  zweigenden     Bypassleitung,    in der ein in Abhängig  keit von einer Betriebsgrösse des Arbeitsmittels     be-          tätigbares    Absperrorgan angeordnet ist.  



  Bei den bekannten Anlagen dieser Art wird das  Absperrorgan in Abhängigkeit vom     Arbeitsmittel-          druck        betätigt.    Wenn z. B. das Ventil vor der Kraft  maschine schliesst, so steigt der     Druck    ,in der Frisch  dampfleitung. Diese     Drucksteigerung    wird zum öff  nen des Absperrorgans in der     Bypassleitung    benutzt.

    Wenn bei     Teillastbetrieb    das Ventil vor der Kraft  maschine geschlossen wird, so kann es vorkommen,  dass die Zeit, bis zu der der     Druck    in der Frisch  dampfleitung so hoch gestiegen ist, dass das Ab  sperrorgan in der     Bypassleitung    anspricht, so gross  ist, dass der     Überhitzer    wegen der     darin    stagnierenden  Dampfmenge durch Verbrennen gefährdet ist.

   Um  diese Gefahr auszuschliessen, ist die erfindungsgemässe  Dampfkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass das  Absperrorgan in Abhängigkeit von     einem        Arbeits-          mittelmengensignal    beeinflusst ist, das im Bereich  zwischen dem Verdampfer und der Abzweigstelle der       Bypassleitung    abgenommen ist.  



  In dem hier interessierenden Fall der Erfindung  wird das Absperrorgan so     beeinflusst,    dass die den       Überhitzer    durchströmende Dampfmenge einen vor  gegebenen Wert nicht unterschreitet, der zweckmässig  in Abhängigkeit von der Last des Dampferzeugers  veränderbar ist. Durch die erfindungsgemässe Anlage  ist sichergestellt, dass der     überhitzer    auf keinen Fall  verbrennen kann, da das     Absperrorgan    in der     Bypass-          leitung    infolge der Beeinflussung durch das     Arbeits-          mittelmengensignal    öffnet, sobald ein Minimal  wert der     Dampfdurchflussmenge    unterschnitten wird.

      Ausserdem ist es - wie an sich bekannt - mit der  erfindungsgemässen Anlage auch möglich, zu vermei  den, dass     das    Sicherheitsventil anspricht. Das An  sprechen des Sicherheitsventils ist deshalb nicht er  wünscht, weil das     Ventil    nach Benutzung meist nicht  mehr dicht     schliesst    und dann überholt oder sogar  ausgewechselt werden muss. Überdies gehen     beim     Ansprechen des     Sicherheitsventiles    Dampfmengen  verloren.  



  Die erfindungsgemässe Anlage lässt sich auch  leicht für Dampfkraftanlagen mit ein- oder     mehrfa-          cher        Zwischenüberhitzung        @einrichten,    indem     an    den  Austritt jedes     Zwischenüberhitzers    eine     Bypassleitung     mit Absperrorgan angeschlossen wird, das dann eben  falls von dem zwischen dem Verdampfer und der  Abzweigstelle der     Bypassleitung    hinter dem     überhit-          zer    abgenommenen     Arbeitsmittelmengensignal    beein  flusst ist.  



  Anschliessend wird die Erfindung in einem     Aus-          führungsbeispiel    anhand der Zeichnung beschrieben.  Die Zeichnung gibt ein Schaltschema einer  Dampfkraftanlage nach der Erfindung     mit    einfacher  Zwischenüberhitzung wieder. Mit 1 ist ein Verdamp  fer bezeichnet und     mit    2 der zugehörige     überhitzer.     Von dem     überhitzer    2     führt    eine     Frischdampfleitung     40 zum     Hochdruckteil    3 einer Dampfturbine, die  einen     elektrischen    Generator 41 antreibt.

   In der Lei  tung 40 ist vor dem Eintritt in den     Hochdruckteil    3  ein Ventil 12 vorgesehen. Vom     Hochdruckteil    3 führt  eine Leitung 42 zu einem     Zwischenüberhitzer    4 und  von diesem eine ein Ventil 13     enthaltende    Leitung  43 zum     Niederdruckteil    5 der Turbine. Der Aus  tritt des     Niederdruckteiles    5 ist über eine Leitung  44 mit einem Kondensator 6 verbunden, der seiner  seits über eine Leitung 45 mit einem Speisebehälter  9 verbunden ist. In der Leitung 45 sind     eine        Kon-          densatpumpe    7 und ein     Vorwärmer    8 angeordnet.

        Der Speisebehälter 9 ist über eine Leitung 46 an den  Verdampfer 1 angeschlossen, und in der Leitung 46  sind eine Speisepumpe 10 und ein     Vorwärmer    11  vorgesehen.  



  Von der     Frischdampfleitung    40 zweigt hinter dem       Überhitzer    2 und vor dem Ventil 12 eine     Bypasslei-          tung    47 ab, die zu dem     Zwischenüberhdtzer    4     führt.     Am Austritt des     Zwischenüberhitzers    4 zweigt eine       Bypassleitung    47' ab, die in die den     Niederdruckteil     5 mit dem Kondensator 6     verbindende    Leitung 44  mündet.

   In der     Bypassleitung    47 ist ein Absperr  organ 24 angeordnet, sowie eine     Messblende    25, ein  Staurohr 48 und ein     Venturirohr    33. In der     Bypass-          leitung    47' sind ein Absperrorgan 30, eine     Mess-          blende    29 und ein     Ventursrohr    49 vorgesehen. Das  Staurohr 48 ist über eine Leitung 50 mit einem  Gefäss 34 verbunden, das Speisewasser zu Kühl  zwecken enthält. Das     Venturirohr    33 ist über eine  Leitung 51 ebenfalls mit dem Gefäss 34 verbunden,  die jedoch unter dem     Flüssigkeitsspiegel    des Gefässes  einmündet.

   Die     Speisewasserzufuhr    zum Gefäss 34  erfolgt über     eine    Leitung 52, die an die Leitung 46  hinter der Speisepumpe 10 - in Strömungsrichtung  des Arbeitsmittels gesehen - angeschlossen ist. Die  Leitung 52 enthält ein     Durchflussregelorgan    53, das  von einem vom Niveau im Gefäss 34 abhängigen  Regelorgan 54 beeinflusst ist. Das     Venturirohr    49 ist  über eine Leitung 71 mit dem     Kondensatsammel-          gefäss    72 unterhalb des Kondensators 6 verbunden.  



  Das Absperrorgan 24 in der     Bypassleitung    47  ist von einem Mengensignal beeinflusst. Zu diesem  Zweck wird der Druckabfall im     überhitzer    2 heran  gezogen, indem vor und hinter dem     Überhitzer    2  Leitungen 55 bzw. 56 angeschlossen sind, die zu  einem einen Kolben 20 enthaltenden Zylinder füh  ren. Mit der Kolbenstange des Kolbens 20 ist ein  zweiarmiger Hebel 57 verbunden, der an einem fe  sten Drehpunkt 58 abgestützt ist. Das in der Zeich  nung obere Ende des Hebels 57 steht über eine  Kolbenstange 59 mit einem Kolben 22 in Verbin  dung, in dessen Zylinder eine Signalleitung 21 mün  det, die z.

   B.     mit    einem nichtdargestellten Laststeuer  gerät verbunden ist und die dem Kolben 22 ein last  abhängiges Signal als     Sollwert    für das von der Druck  abnahme im     Überhitzer    2 gewonnene Mengensignal  zuführt. Die Kolbenstange des Kolbens 20 ist über  den     Anlenkpunkt    an dem Hebel 57 hinaus verlän  gert und befindet sich mit diesem verlängerten Ende  im Schwenkbereich eines zweiarmigen Hebels 23, der  an einem Punkt 60 schwenkbar abgestützt ist und  dessen anderes Ende mit der Spindel 61 des Ab  sperrorgans 24 verbunden ist.

   Die Spindel 61 ist       zwischen    zwei Federn 62 und 63     abgestützt.       Von der     Messblende    25 in der     Bypassleitung    47  führen zwei Leitungen 64 und 65 weg, von denen  die Leitung 65 unmittelbar an dem Zylinder eines  Kolbens 66 angeschlossen ist, der mit der Spindel  67 des Absperrorgans 30 in der     Bypassleitung    47  verbunden ist. Die Leitung 64 ist mittelbar an den    Zylinder des Kolbens 66 angeschlossen, und zwar  über einen Steuerschieber 26, der das Weiterleiten  eines Signals in der Leitung 64 in weiter hinten näher  beschriebener Weise unterbrechen kann.

   Der Steuer  schieber 26 steht einerseits mit einem über den An  lenkpunkt des Hebels 57 an der Kolbenstange des  Kolbens 20 hinaus verlängerten Hebelende in Wir  kungsverbindung und stützt sich anderseits an einer  Feder 75 ab. Mit der Spindel 67 des Absperrorgans  30 ist noch ein Kolben 68 verbunden, der etwas  grösseren Querschnitt hat als der Kolben 66 und an  dessen Zylinder zwei Leitungen 69 und 70 ange  schlossen sind, die von der     Messblende    29 in der       Bypassleitung    47' wegführen. Die Kolben 66 und 68  bilden ein Vergleichsorgan, das als Ganzes mit 27  bezeichnet ist.  



  Die Anlage arbeitet wie folgt: Im Normalbetrieb  gelangt der im Verdampfer 1 und im     überhitzer    2  erzeugte Dampf über die     Frischdampfleitung    40 in  den Hochdruckteil 3 der Turbine, wird dort teilweise  entspannt und gelangt dann über die Leitung 42 in  den     Zwischenüberhitzer    4. Hier wird der Dampf wie  der überhitzt und dann über die Leitung 43 dem       Niederdruckteil    5 der Turbine zugeführt, wo er weiter  entspannt wird. Der entspannte Dampf wird schliess  lich im Kondensator 6 niedergeschlagen, und das  Kondensat über den     Vorwärmer    8, den Speisebehäl  ter 9 und den     Vorwärmer    11 mittels den Pumpen 7  und 10 dem Verdampfer 1 zugeführt.

   Während des  Normalbetriebes ist der Druckabfall im     Überhitzer     2 so gross, dass der Kolben 20 in der Zeichnung nach  links gedrückt wird und das Absperrorgan 24 unter  der Einwirkung der auf die Spindel 61 wirkenden  Feder 62 geschlossen ist. Ebenso ist das Ventil 30  geschlossen, weil kein Druckabfall an den Blenden  25 und 29 auftritt.  



  Wenn aus irgendeinem Grunde sich die Durch  flussmenge im     überhitzer    2     vermindert,    z. B. weil die  Ventile 12 und 13 geschlossen werden, so bewegt  sich der Kolben 20     infolge    des geringeren Druckab  falles im     überhitzer    2 in der Zeichnung nach rechts  und stösst mit dem     verlängerten    Ende seiner Kolben  stange gegen den zweiarmigen Hebel 23, wodurch  das Absperrorgan 24 geöffnet wird, so dass nunmehr  Dampf aus der     Frischdampfleitung    40 über die     By-          passleitung    47 in den     Zwischenüberhitzer    4 gelangt.

    Durch diese Dampfströmung entsteht in der     Mess-          blende    25 ein Druckabfall, der sich auf den Kolben  66 auswirkt und das Absperrorgan 30 öffnet, so dass  der Dampf aus dem     Zwischenüberhitzer    4 über die       Bypassleitung    47' in den Kondensator 6 gelangt. Der       Druckabfall    in der     Messblende    25 kann sich deshalb  auf den Kolben 66 auswirken, weil bei der Rechts  bewegung des Kolbens 20 das verlängerte Ende des  Hebels 57 den Steuerschieber 26 ebenfalls nach rechts  bewegt hat und damit die Leitung 64 für das Wei  terleiten eines Signals frei ist.

   Auf diese Weise wird  also     ein        Dampffluss    im     überhitzer    2 und im     Zwi-          schenüberhitzer    4 aufrechterhalten, so dass die bei  den     überhitzer    2, 4 nicht verbrennen können. Durch      die     Venturirohre    33 und 49 wird Speisewasser bzw.  Kondensat angesaugt, das dann in die     Bypassleitun-          gen    47 bzw. 47' eintritt und den Dampf kühlt.  



  Anstatt den     Druckabfall    im ganzen     überhitzer     2 für das Betätigen des Absperrorgans 24     heranzu-          ziehen,    genügt es bei einem anderen Ausführungs  beispiel der Erfindung, den Druckabfall an minde  stens einem Teil des     überhitzers    zu nehmen, z. B.  wenn der     Überhitzer    in mehrere Abschnitte unter  teilt ist.

   Die Kolben 66 und<B>68</B> des Vergleichsorgans  27 sind normalerweise so aufeinander abgestimmt,  dass hinter dem     Zwischenüberhitzer    4 eine im wesent  lichen gleich grosse Menge Dampf über die     Bypass-          leitung    47' abgeführt wird wie vor dem Zwischen  überhitzer 4 über die     Bypassleitung    47 zugeführt wird.  In besonderen Fällen können die Mengen auch von  einander abweichend eingestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dampfkraftanlage mit Dampfkraftmaschine und mit aus Verdampfer und überhitzer bestehendem Dampferzeuger sowie mit einer zwischen Überhitzer und Kraftmaschine abzweigenden Bypassleitung, in der ein in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse des Arbeitsmittels betätigbares Absperrorgan angeord net ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperr organ in Abhängigkeit von einem Arbeitsmittelmen- gensignal beeinflusst ist, das im Bereich zwischen dem Verdampfer und der Abzweigstelle der Bypassleitung abgenommen ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das das Absperrorgan beeinflussende Mengensignal vom Druckabfall in mindestens einem Teil des überhitzers gebildet ist. 2. Anlage nach Patentanspruch, mit mindestens einem Zwischenüberhitzer und einer am Zwischen überhitzeraustritt abzweigenden, ein Absperrorgan aufweisenden Bypassleitung, dadurch gekennzeich net,

   dass ausser dem Absperrorgan in der zwischen Überhitzer und Kraftmaschine abzweigenden Bypass- leitung auch das Absperrorgan in der Bypassleitung hinter dem Zwischenüberhitzer von dem zwischen dem Verdampfer und der Abzweigstelle der Bypass- leitung hinter dem überhitzer abgenommenen Men gensignal beeinflusst ist. 3.

   Anlage nach Patentanspruch und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperr organ in der Bypassleitung hinter dem Zwischenüber- hitzer zusätzlich zu dem zwischen dem Verdampfer und der Abzweigstelle der Bypassleitung hinter dem Überhitzer abgenommenen Mengensignal von einem Mengensignal beeinflusst ist, das in der Bypassleitung abgenommen ist, die zwischen dem überhitzer und der Kraftmaschine abzweigt.