DD291803A5 - Anlage und verfahren zur regelung der temperatur von zwischenueberhitzungsdampf bei dampfkesseln mit zirkulierender wirbelschicht - Google Patents

Anlage und verfahren zur regelung der temperatur von zwischenueberhitzungsdampf bei dampfkesseln mit zirkulierender wirbelschicht Download PDF

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DD291803A5
DD291803A5 DD90337276A DD33727690A DD291803A5 DD 291803 A5 DD291803 A5 DD 291803A5 DD 90337276 A DD90337276 A DD 90337276A DD 33727690 A DD33727690 A DD 33727690A DD 291803 A5 DD291803 A5 DD 291803A5
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reheater
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steam
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cold
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DD90337276A
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Ponnusami K Gounder
Timo M Kauranen
Neil R Raskin
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A. Ahlstrom Corporation,Sf
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D5/00—Devices using endothermic chemical reactions, e.g. using frigorific mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Regelung der Temperatur von Zwischenueberhitzungsdampf bei Dampfkesseln mit zirkulierender Wirbelschicht fuer ein Kraftwerk und ist gekennzeichnet durch{Kraftwerk; Zwischenueberhitzungsdampf; Temperatur; Regelung; Dampfkessel; Wirbelschicht, zirkulierend; Zwischenueberhitzer; Gasabzug; Turbine}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftwerk, das eine zweistufige Dampfturbine und eine Dampferzeugeranlage mit einem Wirbelschicht-Feuerungssystem umfaßt, das eine Wirbelschicht-Feuerung, mindestens einen Abscheider und einen Gasabzug bestehend aus einem Zwischenüberhitzer und einem Überhitzer aufweist.
Dio vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Regelung von Zwischenüberhitzertemperaturen in einem Dampferzeuger mit einem Wirbelschicht-Verbrennungssystem, das eine Wirbelschichtfeuerung, zumindest einen heißen Abscheider und einen Zwischenüberhitzer in einem Gasabzug aufweist.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es sind derzeit mehrere Verfahren zur Regelung von Zwischenüberhitzungs-Dampftemperaturen bekannt. Ein Verfahren zur Überwachung der Zwischenüberhitzertemperatur besteht darin, ein System zur Umleitung des Gases über den Zwischönüberhitzer zu benutzen. Im Konvektionskanal des Kessele sind zwei getrennte Rauchgaskanäle vorgesehen (einer für den Überhitzer und einer für den Zwischenüberhitzer), jeweils mit nachgeschalteten Vorrichtungen wie etwa Regelventilen zur Veränderung des Rauchgasdurchflusses durch einen jeden Abschnitt. Die Dampfaustrittstemperatur des Zwischenüberhitzers kann durch Veränderung des Rauchgasdurchflusses zwischen den Konvektionskanalabschnitten geregelt werden. Dor bedeutendste Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Regelventile in einem staubbeladenen heißen Rauchgaskanal mit erhöhter Temperatur (260-3710C) positioniert sind, wodurch sie Erosion und mechanischen Fehlern ausgesetzt sind. Außerdem ist der Temperaturregelboreich bei diesem System beschränkt.
Ein zweites Verfahren, die Dampfaustrittstemperatur von Zwischenüberhitzern zu regeln besteht in der Benutzung von externen Wärmeaustauschern. Bei diesem Verfahren wird ein Teil der rückgeführten Feststoffpartikel innerhalb des Wirbelschichtsystems zu einem extern aufgestellten Wärmeaustauscher mit Wirbelschicht, d.h. einem externen Wärmetauscher (External Heat Exchanger = EHE) umgeleitet, in dem ein Teil- oder ein ganzer Zwischenüberhitzer angeordnet ist. Durch Veränderung des Feststoffpartikeldurchflusses zum EHE werden die Wärmeübergangsmenge zum Zwischenüberhitzer und die Dampfaustrittstemperatur des Zwischonüberhitzers reguliert. Die bedeutendsten Nachteile dieses Systems bestehen di ,in, daß das Regelventil zur Durchflußregelung von Feststoffpartikeln sehr wartungsaufwendig ist und daß die Zwischenüberhitzer-Rohrfläche innerhalb des EHE einer Erosion ausgesetzt ist. Dies beeinträchtigt die Verfügbarkeit der Einheit Man hat auch in dem US-Patent 4.748,940 vorgeschlagen, erste Zwischenüberhitzer-Heizflächen in einem Rauchgaskanal einer Wirbelschichtfeuerung zu arrangieren und an diesen ersten Zwischenüberhitzer einen zweiten Zwischenüberhitzer anzuschließen, der in einem externen Wärmeaustauscher (EHE) angeordnet ist. Eine einstellbare Bypassleitung ist parallel zu den Heizflächen des Zwischenüberhitzers verbunden. Die Austrittstemperatur des Zwischenüberhitzers wird durch eine Regulierung des Feststoffpartikeldurchflusses in den externen Wärmeaustauscher und durch eine Regulierung des Dampfdurchflusses in den beiden Zwischenüberhitzern mittels Bypassleitung geregelt.
Eine weitere Annäherungsweise, die Dampfaustrittstemperatur von Zwischenüberhitzern zu regulieren besteht darin, einen Sprüh-Heißdampfkühler einzusetzen. Bei diesem Verfahren wird eine Wassereinspritzung für die Heißdampfkühlung und damit zur Regelung der Dampfaustrittstemperatur des Zwischenüberhitzers eingebaut. Dies ist eine einfache aber nicht allgemein akzeptierte Annäherungsweise, weil es den zyklischen Wirkungsgrad verschlechtert.
Eine noch weitere Annäherungsweise besteht in der Verwendung eines Luftüberschusses. Dem Kessel zugeführte überschüssige Luft kann zur Regelung der Dampftemperatur von Zwischenüberhitzern verwendet werden. Dieses Verfahren wird aber nicht bevorzugt wegen seiner negativen Auswirkungen auf den Wirkungsgrad des Kessels. Eine noch weitere Annäherungsweise besteht in der Rückführung von Gas. Bei diesem Verfahren werden große Rauchgasmengen zurückgeführt, um die Nenn-Dampfaustrittstemperatur des Zwischenüberhitzers zu erreichen. Dieses Verfahren setzt jedoch die Anwendung eines Gasrüokführgebläses zur Handhabung des heißen staubbeladenen Gases voraus und hat einen Anstieg des Stromverbrauchs zur Folge, was das Verfahren unvorteilhaft macht.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen zu überwinden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anlage und ein Verfahren zur Regelung der Dampf(austritts-)· temperatur von Zwischenüberhitzern bei Dampferzeugern mit zirkulierender Wirbelschicht zu schaffen. Erfindungsgemäß ist ein Dampferzeuger mit einen. wu'uelschichtverbrennungssystem, das aus einei Wirbelschichtfeuerung, mindestens einem Abscheider und einem Zwischenüberhitzer in einem Rauchgaskanal besteht, gekennzeichnet durch
- eine erste Stufe des Zwischenüberhitzers und eine zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers, die hintereinander in einem gemeinsamen Gasabzug angeordnet sind,
- Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes aus einer Turbine in eine selektive erste und zweite Portion und zur Leitung der ersten Portion durch die erste Stufe des Zwischenüberhitzers,
- Mittel zur Wiedervereinigung der ersten und zweiten Portion und zur Leitung dorselben durch die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers.
Vorzugsweise enthält der Dampferzeuger Mittel zur Regelung der Temperatur der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers und umfaßt Mittel zur Umleitung einer selektierten Portion des Kaltdampfes an der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers vorbei direkt zur zweiten, d. h. der Endstufe des Zwisch onüberhitzers. Erfindungsgemäß ist der Überhitzer hinter der genannten zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers angeordnet. Ein erfindungsgemäßer Dampferzeuger ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes aus einer Bypassleitung bestehen mit mindestens einem Durchflußregelventil, zur Umleitung einer selektierten Portion kalten Dampfes aus einer Turbine an der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers vorbei direkt zur zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers.
Vorteilhaft ist mindestens ein Druckregelventil am Eintritt zur ersten Stufe des Zwischenüberhitzers vorgesehen, wobei das Ventil auf die Differenz zwischen Rückführungsdampfdruck und dem Dampfaustrittsdruck der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers anspricht. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes auf die Austrittstemperatur der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers ansprechen. Dabei ist vorgesehen, daß die Temperatur der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers auf etwa 5380C ± 100C gehalten wird. Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch
- Teilung des Zwischenüberhitzers in eine erste und eine zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers und durch die Anordnung der ersten und zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers hintereinander in einem gemeinsamen Gasabzug,
- Aufteilung des dem Zwischenüberhitzer rückgeführten Kaltdampfes in eine selektive erste und zweite Portion und Leitung der ersten Portion durch die erste Stufe des Zwischenüberhitzers und
- Wiedervereinigung der ersten und zweiten Portion und durch Leitung derselben durch die zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers.
Dabei ist es vorteilhaft, daß die zweite Portion des aufgeteilten Kaltdampfes durch eine Bypassleitung geleitet wird, die sich zwischen einem Eintritt und einem Austritt der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers erstreckt, und daß die Dampftemperatur der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers geregelt wird, zur Aufteilung der Kaltdampftemperatur entsprechend in eine erste und eine zweite Portion.
Letztlich ist vorgesehen, daß die Druckdifferenz zwischen dem Rückführungsdampfdruck und dem Austrittsdampfdruck des Zwischenüberhitzers der ersten Stufe geregelt wird, zur Aufteilung des Kaltdampfes in eine erste und zweite Portion.
Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie den beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1: in schematischer Darstellung eine typische Kesselanlage mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2: in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 3: in schematischer Darstellung eine Anordnung zweier typischer Kessel, die mit ein und derselben Turbine verbunden sind.
Fig. 1 stellt ein Kraftwerk dar, das einen typischen Kessel mit zirkulierender Wirbelschicht mit Überhitzer und Zwischenüberhitzer aufweist, wobei das System eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das Kesselsystem 10 umfaßt eine Wirbelschichtfeuerung 12 mit einer Brennkammer 14, in die brennendes Material, nichtbrennendes Material, möglicherweise Zusätze oder rückgeführtes Material, Primärluft und Sekundärluft eingegeben werden. In der Brennkammer 14 wird das Bett durch die richtige Zusammensetzung des Bettmaterials und des Luftstroms in fluidisiertem Zustand gehalten. Die Brennkammer 14 ist mit einem Boden 16 mit einer rostähnlichen Konstruktion versehen, durch die Fluidisierungsluft eingeführt wird. C:e Brennkammerwände sind vorzugsweise mit Rohrwänden des Membrantyps, mit oder ohne feuerfeste Auskleidung ausgeführt.
Die ersten und zweiten Stufen der Überhitzer 18 und 20 sind innerhalb der Brennkammer 14 angeordnet. Die Brennkammermaterialien werden aus der Brennkammer 14 durch Kesselzüge 22 einem heißen Abscheider 24 zugeführt, worin die Feststoffpartikel von den Rauchgasen abgeschieden werden, um über das Partikelrückgewinnungssystem 26; 28 und 30 zum Brennkammerboden 16 zwecks Rezirkulation zurückgeführt zu werden. Diese können durch Wirbelschichtkühler oder dgl. geleitet werden, bevor sie in die Brennkammer 14 rückgeführt werden.
Die Einzelheiten des Speisewasser-Umlaufsystems und der primären Überhitzer sind nicht dargestellt, da sie keinen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung ausmachen.
Rauchgase vom heißen Abscheider 24 werden durch den Gasabzug 32 einem Konvektionsabschnitt 34 zugeführt. Ein einstufiger Überhitzer 38 ist im Konvektionsabschnitt angeordnet, wobei die Zwischenüberhitzer 40 und 42 dem Überhitzer 38 nach- und einer Ekonomizerfläche 44 vorgeschaltet sind. Der Zwischenüberhitzer ist zweistufig dargestellt, wobei 42 die erste und 40 die zweite oder Endstufe bildet. Der Zwischenüberhitzer kann mehr als zwei Stufen aufweisen, wobei die Endstufe direkt hinter dem Überhitzer 38 wie etwa 40 angeordnet ist. Diese sind als Gegenstrom-Wärmeaustauscher arrangiert, wobei der Gasstrom nach unten und der Zwischenüberhitzungsdampf nach oben fließt. Die Anordnung des Überhitzers 38 innerhalb dieses Abschnittes trägt dazu bei, die Temperatur des Gasstromes zum Zwischenüberhitzer 40 unterhalb der kritischen Temperatur zu halten. Diese Anordnung zusammen mit der unten beschriebenen Bypaß-Eigenschaft ermöglicht eine einmalige und wirksame Kontrolle von Temperaturen innerhalb der Zwischenüberhitzerabschnitte.
Wenn die Dampftemperatur beim Verlassen des betreffenden Abschnittes (in einer Gegenstrom-Wärmeaustauscher-Anordnung) nah der Temperatur des diesem Abschnitt zuströmenden Gases liegt, hat eine Reduzierung des Gasstromes zu diesem Abschnitt einen erheblichen Rückgang der Wärmeabsorption zur Folge. Wenn sich ·ϋβ Dampftemperatur der Gastemperatur nähert, wird die für den Wärmeübergang zur Verfügung stehende effektive (hermische Wärme vermindert. Dies schafft die Grundlage für das Prinzip, das beim Regelsystem für die Zwischenüberhitzungstemperatur entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Das in Fig. 1 dargestellte Dampferzeugungssystem versorgt eine zweistufige Turbine 52 mit Dampf. Bei der dargestellten Anordnung fließt der Dampf vom Überhitzer 38 über einen Austrittssammler 46 und eine Versorgungsleitung 48 mittels Ventil 50 zur Eintrittsseite der Hochdruckturbine (HPT) 52. Der die Turbine 52 verlassende Kaltdampf fließt über die Rückführleitung 53 zu den Zwischenüberhitzern 42 und 40 zurück. Am Zwischenüberhitzer 42 schließt sich eine Bypaßleitung 54 bei 55 an die Rückführleitung 53 und leitet eine Portion des Kaltdampfes um, während der restliche Kaltdampf über ein Differential-Regelventil 56 dem Eintrittsverteiler 58 der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers 42 zufließt.
Der den Zwischenüberhitzer 42 durchfließende Dampf tritt über einen Sammler 60 aus und vereinigt sich wieder mit oder kehrt zurück zur Bypaßportion des Kaltdampfes an der Stelle 62. In der Bypassleitung 54 ist ein Durchflußregelventil 64 zur Regelung des Durchflusses zwischen dem Eintritte-Sammelrohr der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers 42 und der Bypassleitung vorgesehen. Der wiedervereinigte Dampfstrom an der Stelle 62 fließt in den Eintrittsverteiler 66 der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers 40, wo er weiter aufgeheizt wird und über einen Austrittssammler 68, Versorgungsleitung 70 und Ventil 72 der zweiten oder niedrigeren Stufe der Turbine (IPT) 74 zufließt. Die selektive Proponionierung des Kaltdampfes zwischen Bypassleitung 54 und der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 42 bietet eine wirksame und leistungsfähige Methode zur Regelung der Temperatur in den Zwischenüberhitzerstufen.
Die Plazierung der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers 42 am Rauchgasweg ist so gewählt, daß die Umleitung der erforderlichen Kaltdampfportion direkt zur zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 die Dampftemperatur beim Verlassen der ersten Stufo des Zwischenüberhitzors nicht weiter erhöhen kann als bis zurzulässigen Metalltemperatur des Werkstoffes der Zwischenüberhitzerrohre. Durch Einstellung eines Grenzwertes werden dio Werkstoffe der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 vor einer Überschreitung ihrer zulässigen Metalltemperaturen geschützt. Der Wert 5660C ist ein typischer Grenzwert und kann abhängig von den jeweiligen Konstruktionsmerkmalen variieren. Der Zweck des Systems besteht darin, daß die maximale Außentemperatur an der Oberfläche der Rohre den zulässigen Metalltemperatur-Grenzwert für das gewählte Material nicht übersteigt.
Die Anordnung der Regelventile 56 und 64 ist so gewählt, daß durch den gesamten Regelbereich der Dampftemperatur eine Regelbarkeit erreicht wird und alle Zwischenüberhitzerflächen im Konvektionsab'schnitt des Kessels angeordnet werden können, wodurch auf Zwischenüberhitzerflächen in der Brennkammer 14 verzichtet werden kann. Dies erlaubt auch ein vereinfachtes Anfahrschema, wenn z. B. mehrere Kessel an eine gemeinsame Turbinenanlage angeschlossen sind. Bei dieser Anordnung bildet die Ventilgruppe ein Mittel, den Durchfluß von Zwischenüberhitzungsdampf unter verschiedenen Betriebsverhältnissen im Gleichgewicht zu halten.
Im Kessel mit zirkulierender Wirbelschicht findet die Verbrennung in einem Fließbett aus inertem Material statt. Das die Feuerung verlassende fluidisierte Bettmaterial wird mit einem heißen Kolloktor (wie etwa einem heißen Zyklon) durch eine geeignete Absperrvorrichtung rückgeführt. Im Betriebwerden Luft und Brennstoff der Brennkammer 14 zugeführt, worin die Fluidisierung von Bettmatorial durch den richtigen Durchfluß von Luft und Bettmaterial aufrechterhalten wird. Die fluidisierende Luft wird durch ein rostähnliches Gitter oder Konstruktion im Boden 16 der Kammer eingegeben. Das Rauchgas und die Verbrennungsprodukte übergeben zusammen mit der mitgeführten Feststoffpartikeln zuerst Wärme auf die Überhitzer 18 und 20 und werden durch den Gasabzug 22 in den heißen Abscheider 24 befördert, worin die Feststoffpartikel abgeschieden und über das Rückführsystem 26; 28 und 30 der Brennkammer 14 rückgeführt werden. Danach werden die heißen Rauchgase vom (von den) heißen Abscheider(n) über den Gasabzug 32 zum Konvektionskanalabschnitt 34 geleitet, in dem die Endstufe des Überhitzers 38 und die Zwischenüberhitzerstufen 40 und 42 angeordnet sind.
Im beschriebenen System sind drei Überhitzerstufen, nämlich 18; 20 und 38 angeordnet, wobei sich die Überhitzerstufe 38 im Konvektionskanal für Rauchgas befindet. Bei Bedarf können zur Regelung der Dampftemperatur zwischen den Überhitzerstufen 18; 20; 38 Heißdampfkühler angeordnet werden. Die beiden Stufen 40 und 42 des Zwischenüberhitzers sind im Konvektionskanal 34 und in Verbindung mit den Regelventilen und der Verbindungsrohrleitung angeordnet, wodurch genaue Temperaturregelung des Austrittsdampfes des Zwischenüberhitzers ermöglicht wird. Das Rohrleitungssystem ist so ausgeführt, daß der Kaltdampf beim erneuten Eintritt ins System durch das Rohr 53 an der Verbindungsstelle 55 mit der Bypaßleitung 54 selektiv in zwei Ströme geteilt wird. Ein Strom durchfließt die erste Stufe des Zwischenüberhitzers 40 und wird durch den Eintrittsverteiler 58 verteilt. Der zweite Strom geht zur zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 und wird durch den Eintrittsverteiler 58 verteilt. Der zweite Strom geht zur zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 42 via Ventil 64 und Eintrittsverteiler 66. Die selektive Aufteilung des Stromes steht im Verhältnis zur erforderlichen Temperaturregelung, die mit den Ventilen 56 und 64 ergänzt wird.
Der die erste Stufe des Zwischenüberhitzers d"rch den Austrittssammler 60 verlassende Heißdampf ß0 vermischt sich mit Kaltdampf aus der Bypassleitung 64 hinter oder stromabwärts vom Durchflußregelventil 64, und der gemischte Strom tritt durch den Eintrittsverteiler 66 in die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers ein. Der Durchfluß durch die erste Stufe des Zwischenüberhitzers wird durch entsprechende Betätigung der beiden Regelventile 56 und 64 eingestellt, die wiederum die Austrittstemperatur des Dampfes beim Verlassen der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 regeln. Heißdampf aus der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers 42 wird durch die heiße Zwischenüberhitzungsdampfleitung 70 zurück zur Turbine 52 geleitet.
Eine auf Differenzdruck ansprechende Regeleinheit 80 überwacht die Einstellung des Ventils 56, das die für Regelventil 64 erhältliche Druckdifferenz regelt. Die Regeleinheit 80 spricht auf die Druckdifferenz zwischen der Kaltdampf-Rückführleitung 53 und dem Austrittsdruck an der Verbindungsstelle 62 zwischen dem Austritt des Zwischenüberhitzers 42 und der Bypassleitung 54 an. Dies wird in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 84 angedeutet. Die Aufgabe der Regeleinheit 80 ist, das Ventil 56 als eine Funktion der Kessellast anzusteuern.
Das Ventil 64 in der Bypassleitung 54 wird durch eine auf die Temperatur ansprechende Regeleinheit 82 gesteuert, die auf die Temperatur des Austrittsdampfes aus der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers 40 anspricht. Dies wird in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie 86 angedeutet. Bei der dargestellten Ausführungsform beispielsweise wird die Temperatur des Zwischenübernitzers 40 unter einem Grenzwert von 538°C ± 10°C gehalten. Wenn die Temperatur des den Zwischenüberhitzer 40 verlassenden Dampfes über 543°C zu steigen beginnt, wird das Ventil 64 geöffnet, um zusätzlichen Kaltdampf direkt zum Zwischenüberhitzer 40 umzuleiten. Wenn die Temperatur unter 532°C zu sinken beginnt, wird das Ventil 64 geschlossen, um den umgeleiteten Kaltdampfdurchfluß zur zweiten Stufe 40 zu reduzieren.
Fig. 2 stellt ein zu Fig. 1 identisches System mit der Ausnahme dar, daß der Überhitzer 38 zwischen den Zwischenüberhitzern 40 und 42 angeordnet ist. Ein einstufiger Überhitzer 38 ist im Konvektionsabschnitt angeordnet, wobei die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers 40 vor und die erste Stufe des Zwischenüberhitzers 42 nach dem Überhitzer angeordnet sind. Ein Ekonomizer 44 ist hinter dem Überhitzer 38 angeordnet. Dies steht im Gegensatz zu dem in Fig. 1 Gezeigten. Die Anordnung der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 vor dem Überhitzer 38 erlaubt ihr, mehr Wärme bei kleineren Belastungen
aufzunehmen. Dadurch ist sie in der Lage, ihren Dampfte* nperaturregelbereich auszuweiten mit geringem oder gar ohne Einfluß auf den Regelbereich des Überhitzers. Diese potentielle Erweiterung des Regelbereiches des Zwlschonüberhitzungsdampfes erleichtert die Kopplung von zwei Einheiten mit einer Turbine in bezug auf die Temperatur-Anpassungsmöglichkeiten. Die vorliegende Anordnung mit der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers 40 vor dem Überhitzer 38 erlaubt auch eine genauere Überwachung der Temperatur in den Zwischenüberhitzerstufen. Wenn das Gas nun den Zwischenüberhitzer 40 vor dem Durchlaufen des Überhitzers 38 durchfließt, darf es bis zu einer gewissen Kessellast nicht unter der kritischen Temneratur für Zwischenüberhitzer 40 liegen. Wenn sich also der Überhitzer 38 im Kanal hinter Zwischenüberhitzer 40 befindet, lieyi die Gastemperatur unter der kritischen Temperatur des Zwischenüberhitzers 40 nur so lange, bis zirka 25 bis 30% der Last erreicht sind. Zu diesem Zeitpunkt steht Kaltdampf zur Temperaturregelung gemäß dieser Erfindung zur Verfügung. Wenn ein höherer Lastpunkt erforderlich ist, könnten die Rohrwerkstoffe verbessert werden, um eine Höchstlast von zirka 35 bis 40% zu erlauben. Die Tatsache, daß durch den Zwischenüberhitzer kein Durchfluß erforderlich wird, bis die Einheit 25 bis ca. 40% Last aufgenommen hat, ist ein zwei' ir Vorteil dieser Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein zu Fig. 1 identisches System mit der Ausnahme, daß es einen Doppelkessel aufweist. Sei diesem System sind die Bauteile der ersten Kesselanlage durch dieselben Nummern gekennzeichnet wie in Fig. 1, wobei die zweite Kesselanlage durch dieselben anfangs gegebenen Nummern identifiziert wird. Daher ist bei dieser Anordnung ein Kessel-Turbine-System dargestellt, bei dem die beiden Kessel eine einzige Turbine mit Dampf versorgen. Ein wesentliches, für ein System dieser Art erforderliches Merkmal liegt darin, daß Mittel zur Regelung des Zwischenüborhitzungs-Dampfdurchflusscs zu einem jeden Kessel vorgesehen sein sollen, damit die Dampftemperatur am Zwischenüberhitzer-Austritt unter allen möglichen Betriebsverhältnissen innerhalb der Grenzwerte liegt. Beim dargestellten System sind für die beiden Kessel doppelte Regelanlagen und Rohrleitungssysteme vorgesehen.
Die Regelventile 58 und 64 zur Temperaturregelung des Zwischenüberhitzungsdampfes können zur Balancierung dos Durchflusses und Beibehaltung der Zwischenüberhitzer-Austrittstemperatur innerhalb der Grenzwerte sowohl unter normalen als anormalen Betriebsverhältnissen eingesetzt werden. Bei dieser Anordnung sorgen die Druckreduzierventile 80 und 82 zusammen mit den Heißdampfkühlern 76 und 78 für Flexibilität während des Kaltstartes, Warmstartes und auch wenn die zweite Einheit eingeschaltet werden soll, währer d die erste im Betrieb ist. Durch dieses einfache System kann auf ein verfeinertes Dampf-Mischungssystem verzichtet werden. Es bietet ein einfaches und effektives System und Verfahren zur Regelung der Zwischenüberhitzer-Austrittstemperatur unter variierenden Belastungsverhältnissen.
Im Betrieb nach einem Kaltstart wird die Verbrennung in der Brennkammer 14 mit der Einführung von Brennstoff und Luft eingeleitet. Wenn als Folge der Verbrennung Wärme erzeugt wird, bewegen sich die heißen Verbrennungsgase in der Brennkammer 14 nach oben, wobei Wärme auf das Wasser in den Brennkammerwänden und auf die Überhitzer 18 und 20 übergeht. Das heiße Gas, die Verbrennungsprodukte und Feststoffpartikel fließen von der Brennkammer 14 durch den Gasabzug 22 in den heißen Abscheider 24, wo die Feststoffpartikel zwecks Rückführung in die Brennkammer abgeschieden werden. Das heiße Rauchgas fließt durch den Gasabzug 32 in den Konvektionsabschnitt 34, wo die Wärme der Reihe nach auf die Überhitzer 38, die zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers 40 und die erste Stufe des Zwischenüberhitzers 42 übergeht. Die Strömung von Heißgas durch das System beginnt vor Strömung von Kaltdampf. Der Kessel wird erhitzt ur.d und Brennstoff brennt eine Zeitlang, wobei Heißgas, vor der Erzeugung von Dampf der die Turbine startet, erzeugt wird. Kalter Zwischenüberhitzungsdampf beginnt erst dann zu fließen, wenn die Turbine anläuft.
Wenn die Heißgase ihre Wärme an das Wasser und den Dampf in den Wasserwandungen, Überhitzern und Zwischenüberhitzern abgeben, sinkt die Temperatur so, daß sie in jeder aufeinanderfolgenden Stufe niedriger ist. Es soll beachtet werden, daß die Gastemperatur beim Verlassen des Brennkammer-Austritts bei Vollast im Bereich von 843 bis 9270C liegt. Je größer der Temperaturunterschied zwischen Gas und Wasser ist, desto größer ist der Wärmeübergang und desto kühler das Gas beim Durchfließen der betreffenden Heizvorrichtung.
Beim Durchfließen des Überhitzers 38 ist das Gas daher unter der kritischen Temperatur des Zwischenüberhitzers 40 bis zu einer gewissen Kessellast. Damit liegt die Gastemperatur, wenn sich der Überhitzer 38 im Gaskanal gegenüber dem Zwischenüberhitzer 40 befindet, unter der kritischen Temperatur für den Zwischenüberhitzer 40, bis zirka 40% bis 50% der Last erreicht sind. Zu diesem Zeitpunkt steht Kaltdampf zur Regelung der Temperatur gemäß dieser Erfindung zur Verfügung. Die Tatsache, daß kein Durchfluß durch den Zwischenüberhitzer erforderlich wird, bis die Einheit 50% Last aufgenommen hat, ist ein weiterer Vorteil dieser Erfindung. Die meisten Standardsysteme setzten einen Durchfluß durch den Zwischenüberhitzer in den früheren Startphasen (warm oder kalt) voraus, um denselben vor dem Durchbrennen zu schützen. Deshalb soll ein teures Bypassystem verwendet werden. Mit dem physikalischen Layout dieses Systems wird ein Bypaß jedoch nicht benötigt, und die Startphasen des Systems können verkürzt werden.
Andere Modifikationen und Änderungen sind in der vorangehenden Beschreibung und in einigen Beispielen möglich, einiae Eigenschaften können ohne entsprechende Anwendung von anderen Eigenschaften eingesetzt werden. Während die vorliegende Erfindung in Hinsicht auf eine bestimmte Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, sollte es folglich selbstverständlich sein, daß darin zahlreiche Änderungen und Modifikationen im Rahmen des Erfindi'ngsgedankens und des Schutzumfanges vorgenommen werden können, die durch die beigefügten Ansprüche festgelegt sind.

Claims (10)

1. Anlage zur Regelung der Temperatur von Zwischenüberhitzungsdampf bei Dampfkesseln mit zirkulierender Wirbelschicht für ein Kraftwerk, bestehend aus einer zweistufigen Dampfturbine und einer Dampferzeugeranlage mit einem Wirbelschichtverbrennungssystem, das eine Wirbelschichtfeuerung, mindestens einen Abscheider, und einen Gasabzug aufweist, der einen Zwischenüberhitzer und einen Überhitzer umfaßt, gekennzeichnet durch, -. eine erste Stufe des Zwischenüberhitzers (42) und eine zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers (40), die hintereinander in einem gemeinsamen Gasabzug (34) angeordnet sind,
- Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes aus einer Turbine (52) in eine selektive erste und zweite Portion und dadurch, daß die genannte erste Portion durch die erste Stufe des Zwischenüberhitzers (42) geleitet wird, und
- Mittel zur Wiedervereinigung der ersten und zweiten Portion und zur Leitung derselben durch die zweite Stufe des Zwischenüberhitzers (40).
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überhitzer hinter der genannten zweiten Stufe dee Zwischenüberhitzers (40) angeordnet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes aus einer Bypassleitung (54) bestehen mit mindestens einem Durchflußregelventil, zur Umleitung einer selektierten Portion kalten Dampfes aus einer Turbine an der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers vorbei direkt zur zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers.
4. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein Druckregelventil am Eintritt zur ersten Stufe des Zwischenüberhitzers (42), wobei das Ventil auf die Differenz zwischen dem Rückführungsdampfdruck und dem Dampfaustrittsdruck der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers anspricht.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadaurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufteilung des Kaltdampfes auf die Austrittstemperatur der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers ansprechen.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zweiten Stufe des Zwischenüberhitzers (40) auf etwa 5380C ± 1O0C gehalten wird.
7. Vorfahren zur Regelung der Temperatur von Zwischenüberhitzungsdampf bei Dampfkesseln mit zirkulierender Wirbelschicht mit einer Wirbelschichtfeuerung, mindestens einem heißen Abscheider und einem Zwischenüberhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Zwischenüberhitzer in einen Zwischenüberhitzer der ersten und zweiten oder Endstufe geteilt wird und die erste und zweite Stufe des Zwischenüberhitzers hintereinander in einem gemeinsamen Gasabzug angeordnet sind,
- der zum Zwischenüberhitzer zurückströmende Kaltdampf in eine selektive erste und zweite Portion aufgeteilt wird und die erste Portion durch die erste Stufe des Zwischenüberhitzers geleitet wird und
- die erste und zweite Portion wiedervereinigt werden und dieselben durch die zweite oder Endstufe des Zwischenüberhitzers geleitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Portion des aufgeteilten Kaltdampfes durch eine Bypassleitung geleitet wird, die sich zwischen einem Eintritt und einem Austritt der ersten Stufe des Zwischenüberhitzers erstreckt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftemperatur der zweiten oder Endstufe des Zwischenüberhitzers geregelt wird, zur Aufteilung der Kaltdampftemperatur entsprechend in eine erste und eine zweite Portion.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz zwischen dem Rückführungsdampfdruck und dsm Austritte^ ,,,pfdruck des Zwischenüberhitzers der ersten Stufe geregelt wird, zur Aufteilung des Kaltdampfes in eine erste und zweite Portion.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10039317A1 (de) * 2000-08-11 2002-04-11 Alstom Power Boiler Gmbh Dampferzeugeranlage
FI120658B (fi) * 2005-05-04 2010-01-15 Metso Power Oy Välitulistushöyryn lämmönsäätömenetelmä, lämmönsäätöjärjestelmä sekä voimalaitos
CN101893232B (zh) * 2010-06-24 2012-02-01 东南大学 火电机组再热汽温改进受限广义预测控制方法
JP5898382B2 (ja) * 2012-09-26 2016-04-06 上海伏波▲環▼保▲設備▼有限公司 自然循環間接式排煙再熱器
KR102051101B1 (ko) * 2013-07-19 2019-12-02 한국전력공사 유동층 보일러의 가변 열교환 장치
JP6317652B2 (ja) 2014-09-12 2018-04-25 株式会社東芝 プラント制御装置及びコンバインドサイクル発電プラント
CN105889899B (zh) * 2014-12-16 2018-06-15 华北电力大学（保定） 一种适用于scr低负荷下投运的过热汽温调节系统及方法
CN104501425A (zh) * 2014-12-19 2015-04-08 中国科学院电工研究所 带过热器启动保护的太阳能热发电控制循环吸热器
CN106545833B (zh) * 2016-10-28 2018-07-17 杭州红山热电有限公司 锅炉汽水系统
AU2017425082B2 (en) * 2017-07-27 2021-06-03 Sumitomo SHI FW Energia Oy A fluidized bed boiler plant and a method of preheating combustion gas in a fluidized bed boiler plant
KR102093302B1 (ko) 2018-07-19 2020-04-23 한국생산기술연구원 복수의 라이저부를 구비한 유동사 하강형 순환유동층 보일러 및 이의 운전방법
KR20210063369A (ko) * 2018-10-10 2021-06-01 베이징 싸이너텍 씨오., 엘티디. 랭킨 사이클의 효율 향상 방법
CN113753237B (zh) * 2021-09-21 2023-04-07 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种制冷组件温度控制解耦方法
CN119802553A (zh) * 2025-03-12 2025-04-11 克雷登热能设备(浙江)有限公司 一种饱和两用蒸汽锅炉及其温度控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54151743A (en) * 1978-05-22 1979-11-29 Babcock Hitachi Kk Steam temperature controller
DE3125849A1 (de) * 1981-07-01 1983-01-20 Deutsche Babcock Anlagen Ag, 4200 Oberhausen Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung sowie verfahren zu seiner regelung
JPS58164093A (ja) * 1982-03-25 1983-09-28 Toshiba Corp 不揮発性メモリ−
JPS59219603A (ja) * 1983-05-27 1984-12-11 三菱重工業株式会社 工場用再熱ボイラ
DE3625373A1 (de) 1986-07-26 1988-02-04 Steinmueller Gmbh L & C Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung, sowie verfahren zu seiner regelung
DE3625992A1 (de) * 1986-07-31 1988-02-04 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zum verbrennen von kohlenstoffhaltigen materialien in einer zirkulierenden wirbelschicht und wirbelschichtfeuerungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE3642396A1 (de) * 1986-12-11 1988-06-16 Siemens Ag Dampferzeugeranlage mit einer zirkulierenden wirbelschicht

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Publication number Publication date
KR910700434A (ko) 1991-03-15
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CA2045571C (en) 1995-09-12
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DE69002758T2 (de) 1993-12-16
UA24009C2 (uk) 1998-08-31
EP0455660B1 (de) 1993-08-11
CS33090A3 (en) 1992-03-18
PL166038B1 (pl) 1995-03-31
LV11061B (en) 1996-06-20
LT3379B (en) 1995-08-25

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