DE1078584B

DE1078584B - Circuit for coordinating the throughput, pressures and temperatures of the boiler and engine of a block power plant

Info

Publication number: DE1078584B
Application number: DES57929A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Elmar Kefer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-04-10
Filing date: 1957-04-10
Publication date: 1960-03-31

Description

Schaltung zur Abstimmung der Durchsatzmengen, Drücke und Temperaturen von Kessel und Kraftmaschine eines Blockkraftwerkes Die Erfindung bezieht sieh auf eine Schaltung zur gegenseitigen Abstimmung von Durchsatzmengen, Drücken und Temperaturen für Kessel und Kraftmaschine eines Blockkraftwerkes mit Zwangdurchlaufkessel und Zwischenüberhitzung, bei der die Anfahrdampfmenge des Kessels über ein Anfahrventil in den Hauptkondensator bzw. den Entgaser abgelassen wird.Circuit for the coordination of the throughput quantities, pressures and temperatures of boiler and engine of a block power plant The invention relates to see a circuit for the mutual coordination of flow rates, pressures and temperatures for boiler and engine of a block power plant with forced flow boiler and Reheating, in which the start-up steam volume of the boiler via a start-up valve is drained into the main condenser or the degasser.

Bekanntlich muß beim Anfahrvorgang ein Dampfkessel, insbesondere der Überhitzer und: Zwischenüberhitzer, von einer Mindestdampfmenge durchströmt werden, um die erforderliche Stabilität der Strömung aufrechtzuerhalten und die Temperatur-und Drucksteigerungen der Wärmeentwicklung der Feuerung entsprechend in den erforderlichen Grenzen zu halten. Es ist bei Blockschaltung möglich, den zugehörigen Turbosatz bereits bei niedrigem Kesseldruck und geringer Überhitzung des Dampfes anzustoßen und parallel mit dem Kessel hochzufahren. Die Dampfmenge, die der Turbosatz aufzunehmen vermag, hängt ebenfalls von der zulässigen. Druck- und Temperatursteigerung (dem Differentialquotienten dieser Zustandsänderungen nach der Zeit) und von der Steigerung der Drehzahl ab. Sie ist praktisch stets geringer als die gleichzeitig anfallende Dampfmenge des Kessels. Es müssen daher Einrichtungen geschaffen werden, um diese überschüssige Dampfmenge während des Anfahrvorganges in einen Anfahr- oder Speisewasserbehälter, einen Hilfskondensator oder in den Hauptkondensator des Turbosatzes abzuleiten und dort niederzuschlagen und gleichzeitig die Drücke und Temperaturen am Kesselaustritt und Turbineneintritt den für beide Aggregate verschiedenen zeitlichen Anforderungen anzupassen.It is well known that a steam boiler, especially the Superheater and: intermediate superheater with a minimum amount of steam flowing through them, to maintain the required stability of the flow and the temperature and Pressure increases of the heat development of the furnace accordingly in the required To keep boundaries. With a block connection, it is possible to use the associated turbo set to start even at low boiler pressure and slight overheating of the steam and start up in parallel with the boiler. The amount of steam that the turbine generator can absorb capable also depends on the allowable. Pressure and temperature increase (dem Differential quotients of these changes in state after time) and of the increase the speed. It is practically always lower than that which occurs at the same time Amount of steam in the boiler. Facilities must therefore be created to deal with this Excess amount of steam during the start-up process in a start-up or feed water tank, to divert an auxiliary condenser or into the main condenser of the turbo set and to precipitate there and at the same time the pressures and temperatures at the boiler outlet and turbine entry meet the different time requirements for both units adapt.

Es ist bereits eine Schaltung bekanntgeworden, bei der beim Anfahren zwei Ventile geöffnet sein sollen, von denen durch das eine die Anfahrdampfmenge des Kessels in den Speisewasserbehälter abgelassen wird, während durch das andere bei abgeschalteter Kraftmaschine der Zwischenüberhitzer im Sinne einer ausreichenden Kühlung beaufschlagt wird.A circuit has already become known in which when starting up two valves should be open, one of which controls the start-up steam volume of the boiler is drained into the feed water tank, while through the other When the engine is switched off, the reheater in the sense of a sufficient Cooling is applied.

Bei anderen bekannten Anlagen wird die Anfahrdampfmenge des Kessels über eine nachgeschaltete Temperaturminderanlage in den Hauptkondensator abgelassen.In other known systems, the start-up steam volume of the boiler Drained into the main condenser via a downstream temperature reduction system.

Schließlich ist es auch bekannt, bei abgeschalteter Kraftmaschine den Zwischenüberhitzer durch Dampf aus einem Trenngefäß zu kühlen, wodurch ein Verbrennen des Raucbgaszwischenüberhitzers vermieden werden soll.Finally, it is also known when the engine is switched off to cool the reheater by steam from a separation vessel, causing burning of the flue gas reheater should be avoided.

Bei der letztgenannten Anlage zweigt von einer Hochdruckdampfleitung eine Leitung mit einem Durchflußregelorgan zu einem Entgaser für das Speisewasser ab. Dies ist aber nicht Gegenstand der Erfindung. Diese hat die besondere Betriebsweise eines Entgasers zum Gegenstand.The latter system branches off from a high pressure steam line a line with a flow control element to a degasser for the feed water away. However, this is not the subject of the invention. This has the special mode of operation of a degasser to the subject.

Das Erfindungsproblem besteht darin, beim Anfahren, beim Abschalten und bei Teillast eine ausreichende Versorgung des Entgasers zu gewährleisten. Das erfinderische Neue besteht darin, daß der im Normalbetrieb nur vom -,,nzapfdampf einer Niederdruckstufe der Turbine beaufschlagte Schwebeentgaser bei Überschreiten einer unteren Temperatur-und: Druckgrenze des Turbinendampfes, z. B. beim Anfahren, Abstellen und bei Teillast, zusätzlich an eine zweite, in an sich bekannter Weise mit einer Druckmindervorriehtung versehene Anfahrleitung angeschlossen ist, so daß er mit konstantem Druck und konstanter Temperatur als Festdruckentgaser arbeitet. Auf diese Weise wird eine bei allen Betriebszuständen sichere Entgasung des Speisewassers erzielt.The problem of the invention is when starting up, when switching off and to ensure a sufficient supply of the degasser at partial load. That inventive novelty consists in the fact that in normal operation only from - ,, nzapfdampf a low pressure stage of the turbine pressurized floating degasser when exceeded a lower temperature and pressure limit of the turbine steam, e.g. B. when starting, Parking and, at partial load, also to a second, in a manner known per se Start-up line provided with a pressure reducing device is connected so that it works with constant pressure and constant temperature as a fixed pressure degasser. In this way, safe degassing of the feed water is ensured in all operating states achieved.

Der Vorteil einer Schwebeentgasung besteht darin, daß sie stets wirtschaftlicher ist als die Festdruckenfigasung, da nur Dampf mit geringem Wärmeinhalt aus den Niederdruckanzapfstufen verwendet wird. Bei der Festdruckentgasung werden Druck und Temperatur durch Ansohluß an eine Hochdruckanzapfs.tufe konstant gehalten und damit eine gleichmäßige, von den Schwankungen des Turbinenbetriebes freie Vorwärmung und Entgasung des Speisewassers ermöglicht.The advantage of suspension degassing is that it is always more economical is than the Festdruckenfigasung, since only steam with a low heat content from the low-pressure tapping stages is used. In the case of fixed pressure degassing, pressure and temperature are reduced by means of a connection kept constant at a high pressure tap and thus a uniform, of The fluctuations in turbine operation free preheating and degassing of the feed water enables.

Die Erfindung vereinigt in sich die obengenannten Vorteile beider Entgaserarten, vermeidet jedoch die ihnen anhaftenden Nachteile, nämlich die infolge der vom Anzapfdampf abhängigen Druck- und Temperaturschwankungen ungleichmäßige Vorwärmung im Entgaser bei Schwebeentgasung und die unwirtschaftliche Verwendung hochwertigen Dampfes für Vorwärmzwecke. Durch die Erfindung werden also folgende Vorteile erzielt: a) Druck und Temperatur im Entgaser sinken bei Teillast nicht entsprechend dem Teillastdruck ab wie bei der Schwebeentgasung. Trotz der bei einem solchen Betriebsfall geringen Vorwärmspanne ist die Speisewasservorwärmung und -entgasung durch die Einhaltung eines konstanten Druckes und konstanter Temperatur im Entgaser gewährleistet.The invention combines the above-mentioned advantages of both Degasser types, however, avoids the inherent disadvantages, namely those as a result the pressure and temperature fluctuations depending on the bleed steam uneven Preheating in the degasser with floating degassing and the uneconomical use high quality steam for preheating purposes. The invention thus provides the following Advantages achieved: a) Pressure and temperature in the degasser do not decrease at part load according to the partial load pressure as with the floating degassing. Despite the one Such an operating case with a low preheating margin is the feedwater preheating and degassing by maintaining a constant pressure and temperature in the degasser guaranteed.

b) Die Einhaltung fester Druck- und Temperaturwerte erfolgt nur bei Unterschreiten der Teillastgrenze und nur mit Dampf geringen Wärmeinhalts, wie er bei Teillast anfällt. Die Festdruckentgasung ist also auf Betrieb mit niedrigem Druck beschränkt, während bei Normallast nach Art der Schwebeentgasung nur niederwertiger Dampf zur Vorwärmung und Entgasung verwendet wird.b) Fixed pressure and temperature values are only adhered to with Falling below the partial load limit and only with steam with a low heat content, like him occurs at partial load. The fixed pressure degassing is therefore on operation with low Pressure limited, while at normal load only lower value like floating degassing Steam is used for preheating and degassing.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Anfahrschaltung eines Blockes mit einem Zwangdurchlauf-Dampferzeuger, und zwar am Beispiel einer Blockanlage mit fünfstufiger Vorwärmung, Schwebeentgasung in der dritten V orwärmstufe und einfacher Zwischenüberhitzung. Das Speisewasser wird aus einem Speisewasserbehälter 1 durch eine Pumpe 2 über Anzapfdampfvorwärmer 3 dem Kessel 4 zugeführt. Der im Kessel 4 erzeugte Dampf gelangt dann über den V orüberhitzer 5 und den Endüberhitzer 6 über die Frisahdampfleitung 7 in die Hochdruckturbinenstufe I. Der entspannte Turbinendampf strömt über den Zwischenüberhitzer 8 der Mitteldruckstufe II und über die Leitung 9 der zweiflutigen Niederdruckstufe III zu. Irn Kondensator 10 kondensiert der Turbinendampf. Das Kondensat wird nach Durchströmen der Nizderdruckvorwärmer 11 einem Entgaser 12 zugeführt. Dieser Entgaser ist einerseits über das Anfahrventil 13 und eine Druckminderanlage 14 mit der Frischdampfleitung, andererseits über die Leitung 15 mit einer Anzapfstelle der Mitteldruckturbine II verbunden. Im Normalbetrieb wird der Entgaser 12 über die Leitung 15 mit Dampf beaufschlagt. Solange Druck und Temperatur des Anzapfdampfes die Teillastgrenze nicht überschreiten, arbeitet der Entgaser als Schwebeentgaser bei geschlossenem Ventil 14. Sinkt der Druck dagegen ab, z. B. beim Anfahrbetrieb, beim Abstellen und Teillast, so öffnet das Druckminderventil 14, wie durch das Symbol für die »--«-Regelung angedeutet ist, und versorgt den Entgaser mit Dampf hohen Druckes aus der Frischdampfleitung 7. Durch ein weiteres Anfahrventil 16 kann die Anfahrdampfmenge des Kessels über eine nachgeschaltete Temperaturminderanlage in: den Hauptkondensator abgelassen werden. Durch das Anfahrventil 13 ist es möglich, noch vor Anstoßen. des Turbosatzes auch den Zwischenüberhitzer zu beaufschlagen und zu kühlen. Ein durch die Turbinenregelung gesteuertes Regelorgan 17 läßt ferner bei Ausfall des Turbosatzes die im Zwischenüberhitzer noch gespeicherte Dampfmenge in den Kondensator abströmen.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. the Drawing shows a start-up circuit of a block with a once-through steam generator, using the example of a block system with five-stage preheating and floating degassing in the third pre-heating stage and simple reheating. The feed water is obtained from a feed water tank 1 by a pump 2 via a bleed steam preheater 3 fed to the boiler 4. The steam generated in the boiler 4 then passes through the V pre-superheater 5 and the final superheater 6 via the Frisah steam line 7 into the high-pressure turbine stage I. The expanded turbine steam flows over the reheater 8 of the medium pressure stage II and via line 9 of the double-flow low-pressure stage III. Irn capacitor 10 the turbine steam condenses. The condensate is after flowing through the Nizder pressure preheater 11 fed to a degasser 12. This degasser is on the one hand via the start-up valve 13 and a pressure reducing system 14 with the main steam line, on the other hand via the Line 15 is connected to a tap of the medium-pressure turbine II. In normal operation the degasser 12 is charged with steam via the line 15. As long as pressure and The temperature of the bleed steam does not exceed the partial load limit, the works Degasser as floating degasser with valve 14 closed. If, on the other hand, the pressure drops from, e.g. B. during start-up, when parking and part load, the pressure reducing valve opens 14, as indicated by the symbol for the "-" control, and supplies the Degasser with high pressure steam from the main steam line 7. Through another Start-up valve 16 can control the start-up steam volume of the boiler via a downstream Temperature reducing system in: the main condenser to be drained. Through the start-up valve 13 it is possible even before toasting. of the turbo set also the reheater to act on and to cool. A regulating element controlled by the turbine control 17 also leaves the one still stored in the reheater in the event of a failure of the turbo set The amount of steam flows into the condenser.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit - for mutual coordination of throughput quantities, Pressures and temperatures for the boiler and engine of a block power plant Forced once-through boiler and reheating, in which the start-up steam volume of the boiler. Via a start-up valve in the main condenser or a degasser. is drained, characterized in that, in normal operation, only from the bleed steam of a low-pressure stick the turbine pressurized floating degasser when falling below a lower temperature and pressure limit of the turbine steam, e.g. B. when starting, parking and at partial load, in addition to a second, in a manner known per se, with a pressure reducing servo provided start-up line is connected.

2. Circuit according to claim 1, characterized characterized in that the pressure reducing device is behind a second start-up valve is arranged.

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that a control element controlled by the engine control is provided, which if the engine fails, the amount of steam still stored in the reheater can flow into the condenser. Publications considered: German U.S. Patent No. 889,158; German Auslegeschrift No. 1001286; German interpretation document S 36934 I a / 14h (announced on December 1, 1955).