CH632331A5

CH632331A5 - Verfahren zum anfahren eines zwanglaufdampferzeugers.

Info

Publication number: CH632331A5
Application number: CH1024178A
Authority: CH
Inventors: Walter Augsburger
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1978-10-03
Publication date: 1982-09-30
Also published as: FR2438233A1; YU230779A; SE439534B; DE2845021A1; FR2438233B1; US4262636A; FI64992C; JPS5551204A; NL7906709A; SE7908118L; DE2845021C2; FI792863A7; BE879144A; JPS618327B2; PL218458A1; FI64992B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers, der - arbeitsmittelseitig in Serie geschaltet - einen Economiser, einen Verdampfer, einen der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer und mindestens einen diesem nachgeschalteten Überhitzer aufweist, wobei im Economiser und im Verdampfer Arbeitsmittelumwälzung stattfindet.

Solche Dampferzeuger werden üblicherweise aus kaltem Zustand bei kleiner Speisung drucklos angefahren, wobei der sich bald entwickelnde Dampf teils zum Vorwärmen des Wassers verwendet und teils abgeblasen wird, bis er eine solche Qualität erreicht hat, dass er zum Vorwärmen und Anfahren der Turbine genügt. Die Mindestmenge der Speisung ist dabei durch die Verhältnisse am Economiser bestimmt: es muss verhindert werden, dass in diesem Verdampfer auftritt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Anfahrvorgang so zu verbessern, dass die für den ganzen Vorgang benötigte Wärmemenge erheblich verkleinert wird, ohne dass dabei im Economiser Verdampfung auftritt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Verfahrensschritte gelöst.

Ein besonderer Vorteil des neuen Anfahrverfahrens liegt darin, dass bei gegebenen Temperaturgradienten mit kleinerem Feuer gearbeitet werden kann, was zu gleichmässigerer Temperaturverteilung im Dampferzeuger führt.

Die Bemessung des Drosselquerschnittes nach Anspruch 2 bringt den Vorteil, dass eine einmalige Einstellung eines Drosselorgans, beispielsweise des Bypassventils, genügt und keine zusätzliche, über die übliche Ausrüstung hinausgehende Regel-s einrichtung nötig ist.

Die Massnahme nach Anspruch 3 bringt den doppelten Vorteil, dass das in den der Flammenstahlung ausgesetzten Überhitzer eingeführte Wasser zunehmend höher vorgewärmt wird und dass andererseits auf ein der Volumenvergrösserung io des Wassers im Verdampfer entsprechendes Ablassen von Wasser aus dem Verdampfer verzichtet werden kann, was mit Wärmeverlusten verbunden wäre.

Die Verwendung einer im Normalbetrieb der Wassereinspritzung dienenden Einspritzleitung nach Anspruch 4 erübrigt 15 das Anbringen einer zusätzlichen Leitung mit Drosselorgan.

Die Erfindung wird an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Anlage zur Durchführung des Ver- _ fahrens nach der Erfindung und 20 Fig. 2 den Ablauf des Verfahrens in einem Diagramm in Funktion der Zeit.

Gemäss Fig. 1 führt von einem Speisewasserbehälter 1 eine Speiseleitung 2 mit Speisepumpe 3 zu einem Economiser 4 eines Zwanglaufdampferzeugers 6. Der Austritt des Economisers 4 ist 25 über eine Leitung 7 mit einem Mischgefäss 8 verbunden, dessen Austritt über eine Umwälzleitung 10 mit Umwälzpumpe 11 an ein unteres Verteilsystem 12 eines eine Wandberohrung bildenden Verdampfers 13 angeschlossen ist. Diese Wandberohrung bildet einen unten abgeschlossenen, gasdichten Kanal, der in 30 seinem unteren Teil eine Brennkammer 14 darstellt. In die Brennkammer 14 münden mehrere Brenner, von denen in der Zeichnung einfachheitshalber nur der Anfahrbrenner 15 gezeigt ist.

Die Rohre der Wandberohrung des Verdampfers 13 mün-35 den an ihrem oberen Ende in ein Sammelsystem 20, dessen Austritt 21 tangential in einen Abscheider 23 mündet. Am oberen Ende des Abscheiders 23 ist eine Dampfaustrittsleitung 25 angeschlossen, die zu einem Verteiler 26 eines Überhitzers 27 führt, der innerhalb des von der Wandberohrung gebüdeten Ka-40 nals nahe der Wandberohrung angeordnet und der Flammenstrahlung ausgesetzt ist. Die Rohre des Überhitzers 27 münden in einen Sammler 28, der über eine Leitung 29 mit einem Überhitzer 30 verbunden ist, der also dem Überhitzer 27 im Arbeitsmittelstrom nachgeschaltet ist. Der Austritt dieses Überhitzers 45 30 ist über eine Leitung 32 mit dem Eintritt eines weiteren nachgeschalteten Überhitzers 33 verbunden, der oberhalb des der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzers 27 angeordnet ist. Vom Austritt des Überhitzers 33 führt eine Frischdampfleitung 34 mit Frischdampfventil 35 zu einer Hochdruckturbine 50 36. Der Austritt der Hochdruckturbine 36 ist über eine Leitung 38 mit einem ersten Zwischenüberhitzer 39 verbunden, der im Kanal zwischen dem Überhitzer 30 und dem Economiser 4 angeordnet ist. Der Austritt des Zwischenüberhitzers 39 ist an den Eingang eines zweiten Zwischenüberhitzers 40 angeschlossen, 55 von dem aus eine Leitung 42 zum Eintritt einer Mitteldruckturbine 44 führt. Die Mitteldruckturbine 44 sitzt auf einem Kondensator 45, dessen Kondensatsammeiraum über eine Leitung 46, die eine Kondensatpumpe 48 und einen Vorwärmer 49 enthält, mit dem Speisewasserbehälter 1 verbunden ist. 60 Das untere Ende des Abscheiders 23 ist über eine Leitung 50 mit Ventil 51 an das Mischgefäss 8 angeschlossen. Ausserdem ist am Abscheider 23 ein Ablassstutzen mit Ventil 52 angeordnet. Stromunterhalb der Umwälzpumpe 11 sind an der Umwälzleitung 10 zwei Einspritzleitungen 53 und 54 mit Einspritz-65 ventilen 55 bzw. 56 angeschlossen, die in die Leitung 29 bzw. 32 münden. Von der Frischdampfleitung 34 zweigt zwischen dem Überhitzer 33 und dem Frischdampfventil 35 eine Bypasslei-tung 60 ab, die über ein Bypassventil 61 zu einem Bypasstren-

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ner 62 führt. Dieser Trenner 62 ist dampfseitig über eine Leitung 63 mit der zum ersten Zwischenüberhitzer 39 führenden Leitung 38 verbunden. Von der vom zweiten Zwischenüberhitzer 40 kommenden Leitung 42 zweigt eine Bypassleitung 70 ab, die über ein Bypassventil 72 und einen Einspritzkühler 73 zum Kondensator 45 führt. Die Hochdruckturbine 36 und die Mitteldruckturbine 44 haben zusammen mit einem Generator 75 eine gemeinsame Welle. Der Vorwärmer 49 wird über eine Anzapfleitung 78 mit entspanntem Dampf aus der Mitteldruckturbine 44 beschickt.

Bei Normalbetrieb der Anlage wird Wasser aus dem Speisewasserbehälter 1 mittels der Speisepumpe 3 mit einem Druck von 170 bar in den Economiser 4 gefördert, wo es vorgewärmt wird. Nach Durchmischung mit aus dem Abscheider 23 kommendem Wasser im Mischgefäss 8 wird das Wasser mittels der Umwälzpumpe 11 durch den Verdampfer 13 und den Abscheider 23 hindurch umgewälzt, wobei im Abscheider 23 sich der im Verdampfer entstandene Dampf vom Wasser trennt. Der abgetrennte Dampf strömt über die Überhitzer 27, 30 und 33, in denen er überhitzt wird, zur Hochdruckturbine 36, wo er ar-beitsleistend entspannt wird. Auf dem Weg von der Hochdruckturbine 36 zur Mitteldruckturbine 44 wird der teilentspannte Dampf in den Zwischenüberhitzern 39 und 40 erneut überhitzt. In der Mitteldruckturbine 44 wird der Dampf auf den Kondensatordruck entspannt und schliesslich im Kondensator 45 niedergeschlagen. Das Kondensat wird mittels der Kondensatpumpe 48 in den Speisewasserbehälter 1 zurückgeführt. Die Bypass-ventile 61 und 72 sind im Normalbetrieb geschlossen. Über die Einspritzventile 55 und 56, die von nicht gezeichneten Reglern betätigt werden, wird auf bekannte Weise Wasser in den überhitzten Dampf eingespritzt, um dessen Temperatur zu regeln.

Das Anfahren der Anlage geschieht wie folgt: Zunächst wird sichergestellt, dass der Economiser 4, der Verdampfer 13 und der Abscheider 23 bis zu einem passenden Niveau mit Wasser gefüllt sind. Dies geschieht im allgemeinen mit Hilfe der Speisepumpe 3, wobei gegebenenfalls überschüssiges Wasser aus dem Abscheider über das Ventil 52 abgelassen wird. Dann wird im Zeitpunkt t0 (Fig. 2) die Umwälzpumpe 11 in Betrieb gesetzt und der Anfahrbrenner 15 gezündet. Gleichzeitig oder kurz darauf wird Wasser über die Leitung 53 und das Ventil 55

in den der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer 27 eingeführt. Da der Überhitzer 27 einer starken Flammenstrahlung ausgesetzt ist und - bezogen auf seine beheizte Oberfläche -eine relativ geringe Eisenmasse und wenig Wasser aufweist, be-5 ginnt das eingeführte Wasser rasch zu verdampfen, während das im Economiser 4 und im Verdampfer 13 umgewälzte Wasser entsprechend der Kurve ô erwärmt wird. Bei steigendem Druck p kondensiert ein Teil des im Überhitzer 27 erzeugten Dampfes an den durchströmten Verbindungsleitungen und Ario maturen, diese erwärmend. Im Zeitpunkt tj (Fig. 2) wird das Bypassventil 61 auf einen vorgegebenen Drosselquerschnitt F geöffnet. Damit dient nun ein erster Teil des erzeugten Dampfes der Druckerhöhung; ein zweiter, rasch kleiner werdender Teil wird zunächst noch an kälteren Flächen kondensiert. Ein dritter 15 Teil strömt über die Überhitzer 30 und 33 und das Bypassventil 61 in den Bypasstrenner 62 und von dort in die Zwischenüberhitzer 39 und 40, diese kühlend oder erwärmend. Entstehendes Kondensat fliesst über das offene Bypassventil 72 in den Kondensator 45. Auch in dieser Betriebsphase steigt die Tempera-20 tur des im Verdampfer 13 umgewälzten Wassers und mit dieser dessen rechnerisch ermittelbarer Dampfdruck p9 an, bis dieser Druck schliesslich im Schnittpunkt S dem Druck p im Überhitzer gleich ist. Damit tritt auch im Verdampfer 13 Verdampfung auf, was zur Folge hat, dass das Bypassventil 61, das 25 als Druckhalteventil auf den Anstossdruck der Turbine 36,44 eingestellt ist, sich selbsttätig weiter öffnet. Durch die nun einsetzende grössere Dampfproduktion sinkt das Niveau im Wasserabscheider 23 auf einen Grenzwert, bei dessen Erreichen im Zeitpunkt t3 die Speisung des Dampferzeugers mit einer Strö-30 mungsmenge Q eingeschaltet wird.

Das Anwärmen der Turbine 36,44 kann schon vor oder erst nach dem Erreichen des Schnittpunktes S einsetzen. Mit dem Einsetzen der Dampfproduktion im Verdampfer 13 kann die Turbine angestossen werden, und es beginnt damit der übliche 35 Teil des Anfahrvorganges, bei dem am Dampferzeuger keine besonderen Schaltvorgänge mehr vorzunehmen sind.

Der nahe der Wandberohrung des Verdampfers 13 angeordnete Überhitzer 27 kann sich statt vor nur einer Wand des Kanals vor zwei Wänden, drei Wänden oder allen vier Wänden 40 des Kanals erstrecken.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Anfahren eines Zwanglaufdampferzeugers, der - arbeitsmittelseitig in Serie geschaltet - einen Economiser, einen Verdampfer, einen der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer und mindestens einen diesem nachgeschalteten Überhitzer aufweist, wobei im Economiser und im Verdampfer Arbeitsmittelumwälzung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass nach mindestens teilweisem Füllen des Economiser (4) und des Verdampfers (13) ohne Speisung die Umwälzpumpe (11) in Betrieb gesetzt, der Anfahrbrenner (15) gezündet und Wasser in dosierter Menge über eine Leitung (53) in den der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) eingeführt wird, wobei das Wasser in dem der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) verdampft, wodurch ein Gegendruck aufgebaut wird, der eine Dampfbildung im Economiser (4) und im Verdampfer (13) verhindert, dass dann durch Öffnen eines Drosselquerschnittes am Austritt des dem der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) nachgeschalteten Überhitzers (33) in diesem Überhitzer (33) eine Dampfströmung erzeugt wird, die den nachgeschalteten Überhitzer (33) leicht kühlt, und dass erst, wenn der Druck im Dampferzeuger (6) in den Bereich des Anstossdruckes der Turbine (36,44) gelangt ist, die Speisung des Dampferzeugers (6) begonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselquerschnitt abhängig von der Leistung des Anfahrbrenners (15) und von der in den der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) eingeführten Wassermenge so gross gewählt wird, dass etwa gleichzeitig mit dem Erreichen des Anstossdruckes das umgewälzte Wasser am Austritt des Verdampfers (13) Sattzustand erreicht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in den der Hammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) eingeführte Wassermenge zwischen der Umwälzpumpe (11) und dem Verdampfer (13) dem umgewälzten Wasser entnommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wasserzufuhr in den der Flammenstrahlung ausgesetzten Überhitzer (27) eine im Normalbetrieb des Dampferzeugers der Wassereinspritzung dienende Einspritzleitung (53) verwendet wird.