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Regelungseinridhtung für als Entspannungsentgaser dienende Speisewasserbehälter
in Dampfturbinenanlagen Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung für als
Entspannungsentgaser dienende Speisewasserbehälter in Dampfturbinenanlagen mit Anzapfdampfspeisewasservorwärmern.
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Wie bei allen andern Entgasern ist auch bei den sogenannten Entspannungsentgasern
dafür zu sorgen, daß das dem Entgaser zufließende Kondensat bei allen in der Anlage
vorkommenden Betriebszuständen die Siedetemperatur erreicht; auch bei plötzlichen
Belastungsänderungen müssen sich die maßgebenden Drücke und Temperaturen rasch und
zuverlässig einstellen. Im Beharrungszustand bei gleichbleibender Belastung der
Anlage und damit auch gleichbleibender Temperatur des dem Speisewasserbehälter zufließenden
Kondensats ist die Temperatur des letzteren eher etwas höher als diejenige des im
Speisewasserbehälter gespeicherten Wassers, so daß eine gute Entgasung des zufließenden
Kondensats gewährleistet ist. Bei zunehmender Belastung der Anlage wird die Temperatur
des dem Speisewasserbehälter und Entgaser zufließenden Kondensats höher als diejenige
des im Behälter gespeicherten Wassers, so daß die Entgasung des Speisewassers nicht
beeinträchtigt wird. Bei abnehmender Belastung der Anlage hingegen sinkt die Temperatur
des zufließenden Kondensats unter diejenige des gespeicherten Wassers. Der Druck
im Speisewasserbehälter und Entgaser iet im wesentlichen durch die Temperatur des
in ihm gespeicherten Wassers bedingt. Wenn nun das zu-
fließende
Kondensat mit niedrigerer Temperatur anfällt, so muß der Druck im Behälter auf den
dieser niedrigeren Kondensattemperatur entsprechenden Siededruck gesenkt werden,
damit die Entgasung gewährleistet ist.
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Gemäß der Erfindung wird während der Entlastungsperiode diese Drucksenkung
im als Entspannungsentgaser dienenden Speisewasserbehälter durch einen Differentialthermogeber
herbeigeführt, der beim Absinken der Temperatur des dem Speisewasserbehälter vom
letzten ihm vorgeschalteten Anzapfdampfspeisewasservorwärmer zufließenden Kondensats
unter die Siedetemperatur des im Behälter gespeicherten Speisewassers ein Ventil
in einer Entlüftungsleitung öffnet, die den Entgasungsraum des Speisewasserbehälters
direkt mit dem Vakuumraum des Kondensators verbindet. Im Beharrungszustand ist dagegen
dieses Ventil geschlossen und der Entgasungsraum nur über eine Blende mit dem Kondensator
in Verbindung, um die Dampfverluste klein zu halten.
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Um bei plötzlichen und bedeutenden Entlastungen eine rasche Anpassung
der maßgebenden Drücke und Temperaturen herbeizuführen, kann ferner die Regelungseinrichtung
durch eine Verbindungsleitung mit Rückschlagklappe ergänzt werden, die zwischen
dem Entgasungsraum des Speisewasserbehälters und der Heizdampfleitung des letzten
ihm vorgeschalteten Anzapfdampfspeisewasservorwärmers angeordnet wird.
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Die Abbildung der Zeichnung stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Regelungseinrichtung dar. Mit Hilfe dieser Abbildung wird
auch die Wirkungsweise der Einrichtung näher erläutert.
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Nach Verlassen der Turbine 1 tritt der Dampf durch deren Abdampfleitung
I' in den Kondensator 2 ein, wo er niedergeschlagen wird. Das Kondensat wird von
der Kondensatpumpe 3 durch eine Reihe von Anzapfdampfspeisewasservorwärmern gefördert,
von welchen der Einfachheit halber nur der letzte, d. h. der dem Speisewasserbehälter
7 unmittelbar vorgeschaltete gezeigt ist; er ist mit 4 bezeichnet. Dieser Vorwärmer
erhält normalerweise Heizdampf aus der Turbine mit dem Druck Pn durch die Leitung
5 mit der darin eingebauten Rückschlagklappe 6. Vom Vorwärmer 4 fließt das Kondensat
mit der Temperatur t2 weiter in den Speisewasserbehälter 7, in welchem das gespeicherte
Wasser den Druck p1 und die Temperatur t1 hat.
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Der als Entspannungsentgaser dienende Speisewasserbehälter weist einen
Entgasungsraum 8 mit einem darin eingebauten Kondensatverteiler g auf, durch welchen
das zufließende Kondensat fein versprüht wird. Aus dem Speisewasserbehälter wird
das entgaste und entlüftete Kondensat als Speisewasser durch die Kesselspeisepumpe
10 in den Dampfkessel gefördert. Der Entgasungsraum 8 des Speisewasserbehälters
ist durch eine Entlüftungsleitung 12 über eine Blende 14 mit dem Dampfeinlaß 1'
des Kondensators verbunden. Die Zeichnung zeigt ferner einen Differentialthermogeber
I I, bestehend aus den Präzisionsthermostaten II' und II", der, wie nachstehend
erläutert, auf die Temperaturdifferenz J t = (t2-t1) anspricht und beim Ansprechen
das parallel zur Blende 14 in die Entlüftungsleitung I2 eingebaute Umgehungsventil
I3 betätigt. Schließlich zeigt die Zeichnung auch eine vom Entgasungsraum 8 des
Speisewasserbehälters zum Heizdampfeinlaß 5 des Vorwärmers 4 führende Verbindungsleitung
15 mit eingebauter Rückschlagklappe I6.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Regelungseinrichtung ist wie
folgt: Der Druck im Entgasungsraum 8 ist, solange das Ventil I3 geschlossen ist,
im wesentlichen durch die Temperatur t1 des Wassers im Behälter 7 bedingt. Im Beharrungsbetrieb,
d. h. bei gleichbleibender Belastung der Anlage und damit auch gleichbleibender
Temperatur t2 des dem Speisewasserbehälter zufließenden Kondensats, ist t2 eher
etwas höher als t1, so daß das Kondensat bei der Einführung in den Behälter sofort
die Luft abgibt, die dann über die Leitung 12 und die'Blende 14 in den Kondensator
2 abgeführt wird. Bei zunehmender Belastung wird die Temperaturdifferenz X t = (t2-t1)
noch größer, und die Entgasung des Kondensats ist noch besser. Hingegen kann bei
abnehmender Belastung die Temperatur t2 des zufließenden Kondensats kleiner werden
als die Temperatur t1 des gespeicherten Wassers; die Temperaturdifferenz zj t =
(t2-t1) kann also negativ werden, wobei dann die Entlüftung des zufließenden Kondensats
gefährdet ist. Um auch während einer solchen Übergangsperiode das Kondensat bei
der Einführung in den Behälter zu entlüften, ist der Differentialthermogeber 1 1
so ausgebildet, daß er bei negativ werdender Temperaturdifferenz J t = (t2-t1) das
Umgehungsventil I3 in der Entlüftungsleitung 12 öffnet, durch welches nun mit dem
vollen Querschnitt der Leitung 12 Luft und Dampf in den Kondensator abströmen können.
Als Differenzthermogeber können an Stelle von Thermostaten beispielsweise auch Präzisionsthermoelemente
verwendet werden, deren zwei Lötstellen den Temperaturen tX bzw. t2 ausgesetzt sind.
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Das Umgehungsventil 13 kann elektromagnetisch oder motorisch gesteuert
sein.
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Durch das Öffnen des Ventils I3 wird der Inhalt des Speisewasserbehälters
7 zu lebhaftem Sieden gebracht. Der entwickelte Dampf heizt das vom Verteiler g
versprühte Kondensat, so daß es wirkungsvoll entlüftet wird. Zugleich kühlt sich
der Inhalt des Speisewasserbehälters 7 ab, so daß nach einiger Zeit t2 wieder größer
wird als t, und sich auf diese Weise ein neuer Beharrungszustand einstellt. Unterdessen
hat sich auch das Umgehungsventil I3 wieder geschlossen, so daß über die Blende
I4 nur noch eine Mindestmenge von Dampf in den Kondensator abströmt.
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Geht die Belastung der Turbinenanlage nur allmählich zurück, so genügt
die bisher beschriebene Wirkung vollkommen, um das zufließende Kondensat stets zu
entlüften. Bei einer plötzlichen starken Entlastung der Turbinengruppe könnte dies
unter Umständen nicht mehr der Fall sein. Der Vorwärmer 4 erhält im Normalbetrieb
als Heiz-
dampf Anzapfdampf aus der Turbine mit dem Druck PH über
die Heizdampfleitung 5 mit der Rückschlagklappe 6. Da der Heizdampfdruck PH höher
ist als der Druck p1 im Speisewasserbehälter 7, kann ohne weiteres eine Verbindungsleitung
15 vom Entgasungsraum 8 des Behälters 7 zum Heizdampfeintritt 5 des Vorwärmers 4
vorgesehen werden, die mit einer Rückschlagklappe I6 ausgestattet ist, welche im
Normalbetrieb immer geschlossen bleibt. Tritt eine starke Entlastung der Tudinengruppe
plötzlich ein, so wird die Temperaturdifferenz d t = (t2 t1) vorübergehend negativ
groß und dementsprechend auch p1 bedeutend größer als l)H Unter diesen Umständen
öffnet sich die Küdkschlagklappe I6 automatisch, während die Rückschlagklappe 6
sich schließt. Der Vorwärmer 4 erhält nun Heizdampf aus dem Speisewasserbehalter
und Entgaser 7, so daß t2 sogleich wieder nahe an t1 herangebracht wird und das
zufließende Kondensat im Entdampfungsraum 8, dank der starken Entlüftung über das
Ventil I3, angewärmt und gut entgast wird. Sind die Temperaturen t1 und t.2 wieder
ausgeglichen, so schließen sich die kückschlagklappe 16 und das Ventil 13 wieder,
und der Normalbetrieb geht beim neuen Beharrungszustand weiter.
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PATENTANSPRJCHE: I. Regelungseinrichtung für als Entspannungsentgaser
dienende Speisewasserbehälter in Dampfturbinenanlagen mit Anzapf dampfspei sewasservorwärmern>
gekennzeichnet durch einen Differentialthermogeber, der beim Absinken der Temperatur
des dem Speisewasserbehälter vom letzten ihm vorgeschalteten Anzapfdampfspeisewasservorwärmer
zufließenden Kondensats unter die Siedetemperatur des im Behälter gespeicherten
Speisewassers ein Ventil in einer Entlüftungsleitung öffnet, die den Entgasungsraum
des Speisewasserbehälters mit dem Vakuumraum des Kondensators verbindet.