DE1027683B

DE1027683B - Verfahren zur Vorwaermung von Kesselspeisewasser in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwaermer einer Dampfturbinenanlage und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1027683B
Application number: DEA25801A
Authority: DE
Inventors: Robert Fuchs; Dipl-Ing Gustav Baumann
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1956-09-10
Filing date: 1956-10-04
Publication date: 1958-04-10

Description

Verfahren zur Vorwärmung von Kesselspeisewasser in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer einer Dampfturbinenanlage und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Anwendung hoher Speisewasserdrücke in neuzeitlichen Hochdruck-Dampfturbinenanlagen führte bei der stufenweisen Vorwärmung des Speisewassers durch Anzapfdampf bereits zur Aufteilung einzelner großer Vorwärmer, insbesondere der Hochdruckvorwärmer, in mehrere Vorwärmerelemente, weil hohe Drücke und Temperaturen in solchen Elementen von verhältnismäßig kleinem Durchmesser besser beherrscht werden können.
In einer üblichen Hochdruck-Vorwärmstufe dieser Bauart wird der überhitzte Anzapfdampf zuerst auf Sattdampftemperatur abgekühlt, dann kondensiert und schließlich das Kondensat unterkühlt, um eine möglichst große thermische Ausnutzung zu erreichen. Die Wärme dieser Teilprozesse wird vorzugsweise in umgekehrter Reihenfolge auf das Speisewasser übertragen, d. h., das Speisewasser strömt im Gegenstrom zum Anzapfdampf. Die Verteilung der nötigen Wärmeaustauschflächen, bezogen auf die- gesamte Fläche einer Vorwärmstufe, beträgt beispielsweise 25 % für den Enthitzerteil, 60 % für den Kondensationsteil und 15 % für den Unterkühlerteil. Strömt nun, entsprechend der heute bekannten und einseitig nach thermodynamischen Gesichtspunkten ausgerichteten Praxis, die gesamte Speisewassermenge durch den Unterkühlerteil, den Kondensationsteil und den Enthitzerteil eines Vorwärmers einer Vorwärmstufe, so ist wegen der Forderung nach einer in verhältnismäßig engen Grenzen konstanten Wassergeschwindigkeit in den Wärmeaustauschrohren der wasserseitige Strömungsquerschnitt und damit die Rohrzahl aller drei Teile ungefähr gleich zu wählen. Bei in mehrere Elemente aufgeteilten Hochdruckvorwärmern bedingt dies eine gleiche Anzahl von Wasserkammern für den Unterkühlerteil, den Kondensationsteil und den Enthitzerteil. Wegen der notwendigen Verteilung der Wärmeaustauschflächen müssen dann aber die Rohrlängen der verschiedenen Austauschteile im Verhältnis 25 :60: 15 verschieden sein, was eine teure und unrationelle Anfertigung und Aufstellung der Vorwärmerelemente jeder Vorwärmstufe ergibt.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Vorwärrnung von Kesselspeisewasser in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer einer Dampfturbinenanlage, dessen Wärmeaustauschflächen in einen Entlützer-, einen Kondensations- und einen Unterkühlerteil aufgeteilt sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Unterkühlerteil geleitet und die Restmenge nach dem Unterkühlerteil dem darin aufgewärmten Speisewasser beigemischt wird, daß ferner die vermischte Gesamtmenge des Speisewassers anschließend durch den Kondensationsteil geleitet wird, und daß schließlich nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Enthitzerteil geleitet und die Restmenge nach dem Enthitzerteil dem darin aufgewärmten Speisewasser beigemischt wird, Eine ebenfalls Gegenstand der Erfindung darstellende Einrichtung zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens ist gekennzeichnet durch je eine Umgehungsleitung mit einstellbarem Strömungswiderstand zwischen je dem speisewasserseitigen Eintritt und Austritt des Unterkühlerteiles und des Enthitzerteiles.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung, an Hand dessen auch das Verfahren nach der Erfindung nachstehend erläutert wird.
Nach der Zeichnung ist beispielsweise ein ganzer Vorwärmer einer Hochdruck-Vorwärmstufe in zehn Vorwärmerelemente aufgeteilt. Mit U sind die Elemente des Unterkühlerteiles, mit K diejenigen des Kondensationsteiles und mit E diejenigen des Enthitzerteiles bezeichnet. Das im Zuge der Speisewasserleitung in die Vorwärmstufe eintretende Speisewasser wird bei 1 aufgeteilt. Nur eine Teilmenge des Speisewassers wird parallel durch den Unterkühlerteil geleitet, und die Rastmenge wird durch die Umgehungsleitung 2 an den Unterkühlerelementen vorbeigeleitet und bei 3 dem darin aufgewärmten Speisewasser wieder beigemischt. Die vermischte Gesamtmenge des Speisewassers wird anschließend parallel durch den Kondensationsteil geleitet, und schließlich wird nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Enthitzerteil geleitet, während die Restmenge bei 4 abgezweigt und durch die Umgehungsleitung 5 an den Enthitzerelementen vorbeigeführt und bei 6 dem darin aufgewärmten Speisewasser wieder beigemischt wird. Der bei 7 von der Turbine herkommende Anzapfdampf strömt parallel im Gegenstrom durch die Enthitzerelemente, dann parallel durch die Kondensationselemente und schließlich als Anzapfkondensat in Serie und im Gegenstrom durch die Unterkühlerelemente. Die am speisewasserseitigen Eintritt des Unterkühlerteiles und die am speisewasserseitigen Austritt des Enthitzerteiles angeordneten Umgehungsleitungen 2 bzw. 5 angeordneten Regelorgane ,1 und B stellen einen einstellbaren Strömungswiderstand dar und erlauben z. B. durch Drosselung die richtige Abstimmung der Speisewasserteilmengen.
In der beschriebenen Einrichtung fließt nur durch den Kondensationsteil die gesamte Sp; isewassermeng.e; der Unterkühler- und der Enthitzerteil sind nur von einer Teilmenge des Speisewassers durchströmt. Die Restmenge wird nach dem betreffenden Wärmeaustauschteil dem darin erwärmten Speisewasser wieder beigemischt. Dadurch können für alle drei Teile gleiche Wärmeaustauschelemente (Wasserkammern, Rohrzahl, Rohrlänge) verwendet werden und die notwendige Flächenverteilung wird durch eine verschiedene Anzahl von Elementen für Enthitzung, Kondensation und Unterkühlung erreicht. Die Forderung auf ungefähr gleiche Wassergeschwindigkeit ist ebenfalls erfüllt. Der kleinere wasserseitige Strömungsquerschnitt im Enthitzerteil ergibt auch einen kleineren dampfseitigen Strömungsquerschnitt. Dies ermöglicht größere Dampfgeschwindigkeiten und damit bessere Wärmeübergangszahlen. Der durch das beschriebene Verfahren entstehende wärmetechnische Verlust ist klein gegenüber dem finanziellen Gewinn durch eine kleinere Anzahl von Wasserkammern, eine rationellere Fabrikation gleicher Elemente, einen kleineren Platzbedarf und einfachere Ersatzteilhaltung. Für gleich große wärmeaustauschende Oberflächen, können etwa 211/o weniger Wärme umgesetzt werden in der Vorwärmstufe. Der thermodynamische Verlust durch die Nichtumkehrbarkeit des Wärmeaustauschvorganges wird um einen Betrag derselben Größenordnung vergrößert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Vorwärmung von Kesselspeisewasser in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer einer Dampfturbinenanlage, dessen Wärmeaustauschflächen in einen Enthitzer-, einen Kondensations- und einen Unterkühlerteil aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Unterkühlerteil geleitet und die Restmenge nach dem Unterkühlerteil dem darin aufgewärmten Speisewasser beigemischt wird, daß ferner die vermischte Gesamtmenge des Speisewassers anschließend durch den Kondensationsteil geleitet wird, und daß schließlich nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Enthitzerteil geleitet und die Restmenge nach dem Enthitzerteil dem darin aufgewärmten Speisewasser beigemischt wird.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch je eine Umgehungsleitung mit einstellbarem Strömungswiderstand zwischen je dem speisewasserseitigen Eintritt und Austritt des L,nterkühlerteiles und des Enthitzerteiles.