DE506842C

DE506842C - High pressure steam power plant

Info

Publication number: DE506842C
Application number: DEA56704D
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1929-02-02
Filing date: 1929-02-02
Publication date: 1930-09-10

Description

Hochdruckdampfkraftanlage Die Erfindung betrifft eine Hochdruckdampfkraftanlage mit mehrstufiger Dampfkraftmaschine mit Heizdampfentnahme und Speisung des Kessels mit in der Anlage gebildetem Kondensat. Bei solchen Anlagen wird ein Teil des Wärmegefälles für gewöhnlich für Herstellungsvorgänge, Heizzwecke u. dgl. verwendet, wobei größere Mengen Kondensat für die Speisung des Kessels verlorengehen, da das Kondensat des für Heizzwecke, Herstellungsvorgänge u. dgl. verwendeten Dampfes für gewöhnlich nicht rückgewonnen werden kann und infolgedessen durch Zusatzwasser zu ersetzen ist. Solches Zusatzwasser hat zudem noch die Dampfverluste an den Stopfbüchsen der Dampfkraftmaschinen der Anlage zu ersetzen.High-pressure steam power plant The invention relates to a high-pressure steam power plant with multi-stage steam engine with heating steam extraction and feeding the boiler with condensate formed in the system. In such systems, part of the heat gradient commonly used for manufacturing operations, heating purposes, and the like, with larger Quantities of condensate for feeding the boiler are lost because the condensate of the steam usually used for heating purposes, manufacturing processes and the like cannot be recovered and therefore has to be replaced by make-up water is. Such additional water also has the steam losses at the stuffing boxes of the Replace the plant's steam engines.

Der Zweck der Erfindung ist nun, eine Hochdruckdampfkraftanlage der erwähnten Art zu schaffen, welche auch bei Verwendung von nicht destilliertem Zusatzspeisewasser einen einwandfreien Betrieb bei höchstem Wirkungsgrad der Anlage, größter Betriebssicherheit und geringen Anschaffungskosten gewährleistet. Um dies zu erreichen, kommt bei der Anlage nach der Erfindung teilweise reines, in der Anlage gebildetes Kondensat und teilweise Zusatzwasser zu Speisezwecken in der Weise zur Verwendung, daß der' Abdampf einer ersten Stufe der Dampfkraftmaschine in einem überhitzer zwischenüberhitzt und hierauf veranlaßt wird, beim Durchströmen durch einen Behälter, der mit durch Entnahmedampf der Dampfkraftmaschine vorgewärmtem Zusatzwasser gespeist wird, unter Abgabe eines Teiles seiner Wärme einen Teil des Wasserinhalts dieses Behälters zu verdampfen, und danach zusammen mit dem Zusatzdampf in einem weiteren Zwischenüberhitzer überhitzt wird und von dort zu den weiteren Stufen der Dampfkraftmaschine gelangt.The purpose of the invention is now to provide a high pressure steam power plant to create mentioned type, which also when using non-distilled additional feed water flawless operation with the highest level of efficiency of the system, maximum operational safety and low acquisition costs guaranteed. To achieve this, the Plant according to the invention partially pure condensate formed in the plant and partially make-up water for food purposes in such a way that the 'exhaust steam a first stage of the steam engine is reheated in a superheater and is then caused, when flowing through a container, which is with through Extraction steam of the steam engine is fed preheated make-up water, under Release of part of its heat to part of the water content of this container evaporate, and then together with the additional steam in another reheater is overheated and passes from there to the other stages of the steam engine.

Bei einer solchen Anlage läßt sich für die Verdampfung des in der Anlage gebildeten Kondensates ein Hochdruckkessel verwenden, der lediglich aus einem Rohrschlangensystem besteht, an dessen Eintrittsende das reine Kondensat unter hohem Druck eingepreßt und dann vorzugsweise ohne Sieden in den dampfförmigen Zustand übergeführt wird. Solche aus Rohrschlangen bestehenden Kessel weisen bekanntlich den Vorteil auf, daß sie die Anordnung von Trommeln entbehrlich machen und infolgedessen billig sind. Im weiteren besteht bei solchen Rohrschlangenkesseln keine Explosionsgefahr und ihr Wirkungsgrad ist hoch. Rohrschlangenkessel lassen sich aber nicht verwenden, sobald in denselben auch Zusatzwasser zu verdampfen ist, d. h., wenn die ganze, in der Anlage zu erzeugende Dampfmenge in einem solchen Kessel zu erzeugen ist, da sich dann Kesselsteinsalze in den Rohrschlangen sowie in den Kanälen der Turbinenschaufelung ablagern würden. Eine Ablagerung von Kesselsteinsalzen hat aber leicht ein Platzen der Rohre zur Folge und bedingt ferner eine Verstopfung der Turbinenkanäle sowie Korrosionen in der Schaufelung. Diese übelstände lassen sich wohl vermeiden, wenn man dem Rohrsystem eine Destillationsanlage für das Zusatzwasser vorschaltet. Eine solche Anlage, welche beispielsweise mit Entnahme-oder Abdampf beheizt werden kann, erfordert jedoch ein Temperaturgefälle an den Wärmeaustauschflächen zwischen Heizdampf und Brüdendampf, so daß ein Teil des Wärmegefälles für die Krafterzeugung verlorengeht. Außerdem sind Destillationsanlagen teuer. Andererseits haben sich die vorgeschlagenen chemischen Reinigungsverfahren für das Zusatzwasser als ungenügend erwiesen.In such a system can be used for the evaporation of the System formed condensate use a high pressure boiler, which consists of only one There is a coil system, at the inlet end of which the pure condensate under high Pressed in and then preferably without boiling in the vaporous state is convicted. Such boilers consisting of pipe coils are known to have the advantage that they make the arrangement of drums dispensable and consequently are cheap. Furthermore, there is no risk of explosion with such coil boilers and their efficiency is high. However, coil boilers cannot be used, as soon as additional water is to be evaporated in the same, d. i.e. if the whole, The amount of steam to be generated in the system is to be generated in such a boiler, since then there are scale salts in the pipe coils and in the channels of the turbine blades would deposit. However, a deposit of scale salts can easily burst of the pipes and also causes a blockage of the turbine ducts as well Corrosion in the scoop. These evils can probably be avoid adding a distillation system for the make-up water to the pipe system upstream. Such a system, which for example with extraction or exhaust steam can be heated, but requires a temperature gradient on the heat exchange surfaces between heating steam and exhaust steam, so that part of the heat gradient for power generation get lost. In addition, distillation plants are expensive. On the other hand have themselves the proposed chemical cleaning methods for the make-up water as insufficient proven.

Gegenüber bekannten Anordnungen, bei denen die ganze benötigte Dampfmenge in einem Behälter dadurch erzeugt wird, daß überhitzter Dampf in den Wasserinhalt dieses Behälters eingeführt und dessen überhitzungswärme zur Verdampfung eines Teiles des Wasserinhalts benutzt wird (Löffler-Kessel), bietet die Anlage nach der Erfindung große Vorteile. Bei einer Dampferzeugungsanlage System L ö f f 1 e r, wo der Wasserbehälter nicht der unmittelbaren Einwirkung von Feuergasen ausgesetzt ist, läßt sich zwar die gesamte Dampfmenge im Behälter erzeugen, selbst wenn gar kein Kondensat für die Kesselspeisung verfügbar ist und die ganze Anlage mit Frischwasser (das chemisch behandelt wurde) gespeist wird. Es muß aber bei einer solchen Anlage eine Dampfmenge ständig umgewälzt werden, welche etwa viermal größer ist, als die abgegebene Nutzdampfmenge. Die für das Umwälzen dieser Dampfmenge benötigte Pumpe verbraucht eine verhältnismäßig grobe Leistung, was einen Verlust bedeutet, und außerdem bereiten Dampfumwälzpumpen bei großen Dampfmengen Schwierigkeiten, wenn die im Wirkungsgrad guten Kolbenpumpen verwendet werden, während bei Verwendung von Kreiselpumpen die Stopfbüchsen erhebliche Verluste verursachen. Außerdem bedarf es einer großen Anzahl teurer Dampftrommeln, um die ganze benötigte Dampfmenge mittels Umwälzdampf zu erzeugen.Compared to known arrangements in which the entire amount of steam required is generated in a container by superheated steam in the water content this container introduced and its superheating to evaporate a part of the water content is used (Löffler boiler), offers the system according to the invention great benefits. In the case of a steam generation system, L ö f f 1 e r, where the water tank is not exposed to the direct action of fire gases, can indeed generate the entire amount of steam in the container, even if no condensate for the boiler feed is available and the entire system is supplied with fresh water (the chem has been treated) is fed. In such a system, however, there must be an amount of steam are constantly circulated, which is about four times greater than the amount of useful steam emitted. The pump required to circulate this amount of steam consumes a relatively large one rough power, which means a loss, and also prepare steam circulators Difficulties with large amounts of steam if the piston pumps are of good efficiency are used, while when using centrifugal pumps the stuffing boxes are considerable Cause losses. In addition, it requires a large number of expensive steam drums, to generate the entire amount of steam required by means of circulating steam.

Es kommt nun häufig vor, daß nur ein Teil des in einer Dampfanlage erzeugten Dampfes für Herstellungsvorgänge, Heizzwecke u. dgl. verwendet wird und infolgedessen der gesamten Speisewassermenge eine verhältnismäßig geringe Menge (vielleicht 1/4 bis 1/5) Frischwasser zuzusetzen ist. In einem solchen Falle würde eine nach dem Umwälzverfahren arbeitende Anlage zu teuer werden, während andererseits die Zusatzwassermenge doch zu groß ist, um ohne Nachteil einen aus Rohrschlangen sich zusammensetzenden Kessel verwenden zu können. Nach der Erfindung erfolgt- nun bei einer Hochdruckdampfkraftanlage die Verdampfung des aus reinem Kondensat bestehenden Speisewasserteiles in einem Rohrschlangenkessel. Der in diesem Kessel erzeugte Dampf von hoher Spannung wird dann, nachdem er in einer Dampfkraftmaschine Arbeit geleistet hat, zwischenüberhitzt und als Wärmeträger für die Verdampfung des in einem mittelbar geheizten Behälter befindlichen Zusatzwassers verwendet. Bei der Anlage gemäß der Erfindung wird auch insofern eine neue technische Wirkung erzielt, als es möglich ist, auch ohne Umwälzpumpe das Zusatzwasser einwandfrei in einem mittelbar beheizten Behälter zu verdampfen, während es andererseits möglich ist, den aus reinem Kondensat bestehenden Speisewasserteil in Rohrschlangen zu verdampfen, ohne Dampftrommeln verwenden zu müssen.It now often happens that only part of the in a steam system generated steam is used for manufacturing processes, heating purposes and the like. And consequently a relatively small amount of the total amount of feed water (perhaps 1/4 to 1/5) fresh water is to be added. In such a case it would a system operating according to the circulation process become too expensive, while on the other hand the amount of additional water is too large to get one out of coiled pipes without any disadvantage to be able to use the composite boiler. According to the invention, now in a high-pressure steam power plant, the evaporation of the pure condensate Feed water part in a tube coil boiler. The steam generated in this boiler of high voltage is then done after having worked in a steam engine has, reheated and as a heat transfer medium for the evaporation of the in one indirect The additional water located in the heated container is used. When installing according to the Invention is also achieved a new technical effect insofar as it is possible is, even without a circulation pump, the make-up water perfectly in an indirectly heated Vaporizing containers, while on the other hand it is possible to use pure condensate to evaporate the existing feed water part in pipe coils without steam drums having to use.

Es sind allerdings bereits auch Dampferzeugungsanlagen bekannt, bei denen zwei Dampferzeuger derart miteinander gekuppelt sind, daß das im zweiten Dampferzeuger zur Verwendung kommende Mittel durch die Abwärme des ersten Dampferzeugers in der Weise zur Verdampfung gebracht wird, daß jenes Mittel im flüssigen Zustand in einen Behälter geleitet wird, in dem eine Heizschlange angeordnet ist, durch die das aus einer Maschine austretende Mittel des ersten Dampferzeugers strömt und dabei seine Verdampfungswärme durch die Schlange hindurch an die im Behälter enthaltene Flüssigkeit abgibt. Abgesehen davon, daß hier jeder der beiden Dampferzeuger ein geschlossenes System bildet, also das Mittel des ersten Dampferzeugers nirgends unmittelbar mit dem Mittel des zweiten Dampferzeugers in Berührung kommt, weist eine solche Anlage den Nachteil auf, daß im ersten Dampferzeuger auf einen Teil des Wärmegefälles, was dessen Ausnutzung in der Maschine anbetrifft, auf Kosten des in der Heizschlange benötigten Wärmegefälles verzichtet werden muß. Dieser Nachteil ist um so schwerwiegender, als das aus der Maschine ausströmende Mittel vor dem Eintritt in die Schlange nicht zwischenüberhitzt wird und das Wärmegefälle in der Schlange daher verhältnismäßig groß sein muß.However, steam generating systems are already known at which two steam generators are coupled together in such a way that the second steam generator funds coming to use by the waste heat of the first steam generator in the Way is brought to evaporation that that agent in a liquid state in a Container is passed, in which a heating coil is arranged, through which the out a machine exiting means of the first steam generator flows and thereby his Heat of vaporization through the coil to the liquid contained in the container gives away. Apart from the fact that each of the two steam generators is a closed one System forms, so the means of the first steam generator nowhere directly with comes into contact with the means of the second steam generator, such a system the disadvantage that in the first steam generator on part of the heat gradient, as far as its utilization in the machine is concerned, at the expense of that in the heating coil required heat gradient must be waived. This disadvantage is all the more serious than the agent flowing out of the machine before entering the queue is reheated and the heat gradient in the queue is therefore proportionate must be big.

Schließlich weist die Anlage nach der Erfindung gegenüber Dampferzeugungsanlagen, bei welchen Dampf in einer Rohrschlange erzeugt sowie überhitzt und dann in den Wasserraum eines mit Zusatzwasser gespeisten Behälters eingeführt wird, den Vorteil auf, daß in den nur mit Zusatzwasser gespeisten Behälter ausschließlich in einer Dampfkraftmaschine entspannter Dampf eintritt, so daß der Behälter, was die Wandstärken anbetrifft, erheblich kleiner bemessen werden kann als bei den bekannten Ausführungen und infolgedessen billiger sowie zudem noch betriebssicherer ausfällt.Finally, the system according to the invention has, compared to steam generation systems, in which steam is generated in a coil and superheated and then into the Water space of a container fed with additional water is introduced, the advantage on that in the container fed only with make-up water only in one Steam engine relaxed steam enters, so that the container what the wall thicknesses concerned, be dimensioned considerably smaller can be as with the known Versions and consequently cheaper and also more reliable.

Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung einer Hochdruckdampfkraftanlage nach der Erfindung schematisch veranschaulicht. Die Dampfkraftmaschine ist hier dreistufig, TI, T2, T3, ausgebildet, indem die Maschine T1 auf eine und die Maschinen T2, T3 auf eine zweite Welle arbeiten.The drawing shows an example of a high-pressure steam power plant illustrated schematically according to the invention. The steam engine is here three-stage, TI, T2, T3, formed by placing the machine T1 on one and the machines T2, T3 work on a second shaft.

Der in einem als Rohrschlange ausgebildeten Hochdruckkessel I( aus in der Anlage gebildetem Kondensat erzeugte und in einem Überhitzer U1 überhitzte Dampf expandiert zunächst in der ersten Stufe T1, welche zwecks Ersparung langer Rohrleitungen vorteilhaft in der Nähe des Kessels I( aufgestellt wird und einen eigenen Generator oder eine Hilfsmaschine antreiben kann. Nach der teilweisen Expansion in der ersten Stufe T1 wird der Dampf in einem zweiten Überhitzer U@ überhitzt und hierauf in den Wasserraum eines Behälterss B eingeführt. In diesem Behälter B gibt er einen Teil seiner Wärme an den Wasserinhalt dieses Behälters ab und bringt dadurch einen Teil desIVasserinhalts zum Verdampfen. Der aus dem Behälter B ausströmende 'Dampf wird in einem weiteren überhitzer U3 nochmals erhitzt und dann in zwei Stufen in den Stufen T2 und T3 entspannt. Zwischen den in Reihe geschalteten Maschinen T2 und T3 kann der Dampf zwischenüberhitzt werden, zu welchem Zwecke ein mit Frischdampf beheizter Zwischenüberhitzer Z vorgesehen ist. Der aus der Maschine T3 austretende Dampf wird in einem Kondensator C niedergeschlagen und das in letzterem gewonnene Kondensat über eine Leitung L in den Hochdruckkessel I( gespeist. Mit 13 ist eine an die Maschine T2 angeschlossene Entnahmeleitung bezeichnet, welche zu nicht dargestellten Dampfverbrauchern führt, während h eine zum Speisen des Behälters B mit Zusatzwasser dienende Leitung ist. Dieses Zusatzwasser dient zur Erzeugung des Arbeitsdampfes für die Leitung 13 und des an den Stopfbüchsen der Maschinen T1, T2, T3 ausströmenden Leckdampfes. Das dem Kessel l( zugeführte Kondensat und das dem Behälter B zugeführte Zusatzwasser werden mit Anzapfdampf in Vorwärmern Vi, V2, V3 und V1, VI, V6 vorgewärmt.The steam in a high-pressure boiler I (designed as a coil) is generated from condensate formed in the system and superheated in a superheater U1, initially expanding in the first stage T1, which is advantageously set up near boiler I (in order to save long pipelines and has its own generator or an auxiliary machine. After the partial expansion in the first stage T1, the steam is superheated in a second superheater U @ and then introduced into the water space of a container B. In this container B, it gives part of its heat to the water content of this container The steam flowing out of the container B is heated again in a further superheater U3 and then expanded in two stages in stages T2 and T3. Between the series-connected machines T2 and T3 the can Steam are reheated, for what purpose an intermediate heated with live steam henüberhitzer Z is provided. The exiting from the machine T3 vapor is condensed in a condenser C and fed in the latter condensate recovered via a line L in the high pressure vessel I (. With 13 is connected to the machine T2 extraction line designates which leads to non-illustrated steam consumers, while h is a line serving to feed the container B with make-up water. This make-up water is used to generate the working steam for the line 13 and the leakage steam flowing out of the stuffing boxes of the machines T1, T2, T3 Make-up water supplied to B is preheated with bleed steam in preheaters Vi, V2, V3 and V1, VI, V6.

Die Vorwärmer V1 bis V6 können auch durch die Abhitze der -Rauchgase beheizt werden; die Überhitzer U1, U., und U3 können durch die Feuergase des Kessels I( oder durch dessen Rauchgase beheizt werden oder aber mittels eigener Feuerung, was die Regelung erleichtert. Die Regelung der Maschinen T1, T2 und T3 kann vorteilhaft in der Weise erfolgen, daß bei abnehmender Leistung zunächst das Einlaßventil (nicht gezeichnet) der Maschine T3, hierauf das Ventil der Maschine 72 und erst zuletzt das Regelventil der Maschine T1 geschlossen wird. Im allgemeinen wird man durch die Maschine T1 die Grundbelastung, durch die Maschinen T2, T3 die veränderlichen Belastungen aufnehmen lassen.The preheaters V1 to V6 can also be heated by the waste heat from the smoke gases; the superheaters U1, U., and U3 can be heated by the fire gases of boiler I (or by its flue gases or by means of its own furnace, which facilitates the regulation. The regulation of the machines T1, T2 and T3 can advantageously take place in such a way, that first the inlet valve (not shown) with decreasing power of the engine T3, then the valve of the engine 7 2 and will last the control valve of the engine is closed T1. in general, it is through the machine T1, the background levels, by the machine T2, T3 allow the changing loads to be absorbed.

Die Maschinen T1, T2, T3 können auch alle auf dieselbe Welle treiben. Auch kann die Maschine T2 den Entnahmedruck zwischen den Maschinen T2 und T3 konstant halten.The machines T1, T2, T3 can also all drive on the same shaft. The machine T2 can also keep the removal pressure between the machines T2 and T3 constant keep.

Der Behälter B wirkt als Speicher und gleicht kleinere Schwankungen aus. Dieser Behälter B, in welchem beispielsweise ein Druck von 8o Atm. herrscht, wird außer Bereich der Feuergase an passender Stelle aufgestellt.The container B acts as a memory and compensates for minor fluctuations the end. This container B, in which, for example, a pressure of 80 atm. prevails, is set up in a suitable place outside the area of the fire gases.

Claims

PATENT CLAIM: High pressure steam power plant with multi-stage steam engine with heating steam extraction and feeding the boiler with condensate formed in the system, characterized in that the exhaust steam of the first stage (T1) in an overbeater (U2) is reheated when flowing through a container (B), which with is fed by extraction steam of the engine preheated make-up water, under Part of its heat gives off part of the water content of this container (B) evaporated, then together with the additional steam in a further reheater (U3) is overheated and from there to the other stages of the engine (T2, T3) got.