DE944792C

DE944792C - Dampfkraftanlage fuer hohen Druck und hohe Temperatur

Info

Publication number: DE944792C
Application number: DEE4729A
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1951-03-12
Filing date: 1951-12-04
Publication date: 1956-06-21

Description

Dampfkraftanlage für hohen Druck und hohe Temperatur Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage für hohen Druck und hohe Temperatur, in der überhitzter Entnahmedampf hinter der Entnahmestelle mindestens zum Teil zum Zwischenüberhitzen des Arbeitsdampfes zwischen zwei Entspannungsstufen der mehrstufigen Dampfkraftmaschine dient.
Bei bisher bekanntgewordenen Anlagen dieser Art wird der zur Zwischenüberhitzung verwendete Entnahmedampf in einen Wärmeaustauscher geleitet, in welchem er Überhitzungswärme und Kondensationswärme an den zu überhitzenden Arbeitsdampf abgibt. Das dabei entstehende Kondensat wird gegebenenfalls noch für die Speisewasservorwärmung ausgenutzt.
Im Falle der Zwischenüberhitzung durch Anzapfdampf liegt die Eintrittstemperatur des zu erhitzenden Überströmdampfes nicht viel unter der Kondensationstemperatur des Anzapfdampfes. Es kann daher nur die Kondensationswärme einer verhältnismäßig kleinen Menge von Anzapfdampf ausgenutzt werden, welche dann auch nicht mehr genügend Überhitzungswärme aufweist, um den überströmdampf um einen größeren Betrag über die Kondensationstemperatur des Entnahmedampfes zu erwärmen. Bei einer Dampfkraftanlage der eingangs -beschriebenen,Artwird nun dies,er'Nachteili erfindungsgemäß dadurch vermieden; daß die-Zwischenüberhitzung in zwei hintereinändergeschalteten-Stufen erfolgt, von denen die hinsichtlich Überhitzungstemperatur tiefere Stufe einen Wärmeaustauscher aufweist, in welchem ein Teil des Entnahmedampfes nach dessen Austritt aus der höheren ZwischenübeThitzungsstufe mindestens zum Teil kondensiert wird.
Dadurch, daß nur .ein Teil des Entnahmedampfes seine Kondensationswärme zur Überhitzung des Arbeitsdampfes abgibt, verschiebt _ sich die abgegebene Wärmemenge zu Gunsten der überhitzungswarme. Diese macht nun einen größeren Bruchteil der gesamten an den Arbeitsdampf abgegebenen Wärmemenge aus, so daß eine höhere Überhitzungstemperatur erreicht werden kann. Gleichzeitig mit der Erhöhung der Zwischenüberhitzungstemperatur, bei welcher die Niederdruckturbine ein größeres Wärmegefälle erhält, ergibt sich auch eine Vergrößerung des Dampfdurchsatzes durch die ersten Stufen der Hochdruckturbine und damit eine weitere Leistungserhöhung. Es wird hierbei eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades gegenüber jenem der vorbekannten Dampfkraftanlagen erreicht.
Zur weiteren Ausnutzung der Kondensationswärme des Anzapfdampfes kann beispielsweise der nicht in den Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe strömende Entnahmedampf in eine Vorwärmungsstufe des Speisewassers geführt werden, die der Vorwärmungsstufe, in welche das Kondensat der tieferen Überhitzungsstufe abströmt, nachgeschaltet ist.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Anlage gemäß der Erfindung in vereinfachter Darstellungsweise veranschaulicht. In dieser Zeichnung sind die Leitungen, durch die Dampf strömt, in ausgezogenen Linien und die Leitungen, durch die Wasser bzw. Kondensat strömt, in gestrichelten Linien gezeichnet.
In der Figur bezeichnet i einen Dampfkessel, 2 einen Überhitzer und 3 den Hochdruckteil einer zweigehäusigen Dampfturbine, deren Niederdruckteil mit dem Bezugszeichen 4 belegt ist. Zwischen dem Hochdruckteil 3 und dem Niederdruckteil4 sind in die Strömungsbahn des Arbeitsdampfes, d. h. in einen diese Teile 3 und 4 verbindenden .Rohrstrang 5, 6, 7, die Wärme aufnehmenden Teile 81 und 82 zweier Zwischenüberhitzungsstufen eingeschaltet. Die Zwischenüberhitzung erfolgt somit in zwei hintereinandergeschalteten Stufen. An die Stelle 9 des Hochdruckteils 3 der Dampfturbine ist eine Entnahmeleitung 1o für überhitzten Dampf angeschlossen. Dieser Entnahmedampf gibt in dem Teil 1i des Rohres i o, welcher den Wärme abgebenden Teil der hinsichtlich Überhitzungstemperatur höheren Stufe bildet, einen Teil seiner Überhitzungswärme an den diese Stufe durchströmenden Arbeitsdampf ab. An der Stelle 12 gabelt sich die Entnahmeleitung 1o in zwei Äste 13 und 14, von -denen der Ast 13 an einen Wärme-: austauscher 15 der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe angeschlossen ist. Der Ast 14 gabelt sich an -der Stelle r6'nochinzrls in zwei Äste 17 und 18. Im Wärmeaustauscher 15 gibt ein Teil des Entnahmedampfes nach dessen Austritt aus der höheren Zwischenüberhitzungsstufe 82, i i einen weiteren .Teil seiner Wärme an den bereits teilweise entspannten, durch die tiefere Zwischenüberhitzungsstufe 81, 15 strömenden Arbeitsdampf vor dessen Eintritt in die nachgeschaltete, höhere Zwischenüberhitzungsstufe 82, 11 ab. Das im Wärmeaustauscher 15 der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe aus dem darin sich abkühlenden Entnahmedampf anfallende Kondensat fließt zusammen mit dem in diesem Wärmeaustauscher noch nicht niedergeschlagenen Dampf durch eine Leitung 1g in einen Vorwärmer 2o für das in der Anlage benötigte Speisewasser ab. Der Vorwärmer 2o ist durch eine Leitung 2o1 auch unmittelbar an den Teil 5 des erwähnten Rohrstranges 5, 6, 7 angeschlossen, so daß diesem Vorwärmer durch die Leitung 201 ein Teil des aus dem Hochdruckteil 3 austretenden Arbeitsdampfes zuströmt. 2f bezeichnet -eine Kondensatpumpe, die Kondensat aus dem Kondensator 22 der Anlage ansaugt und in eine Speiseleitung 23 fördert. Letztere durchquert Vorwärmer 24, 25, 20 und 26, in denen das in der Anlage benötigte Speisewasser stufenweise auf höhere Temperatur gebracht wird. Das so vorgewärmte Speisewasser gelangt in einen Speisewasserbehälter 27, von wo es durch eine Leitung 28 von einer Speisepumpe 29 angesaugt wird, die es durch -eine Leitung 30 hindurch in den Kessel i fördert.
Der in den -Ast 17 gelangende Teil des Entnahmedampfes dient im Vorwärmer 26 als Wärme abgebendes Medium. Der Vorwärmer 20 ist in diesem Vorwärmer 26, in der Strömungsrichtung des die Leitung 23 durchfließenden Wassers betrachtet, vorgeschaltet. Das im Vorwärmer 26 sich bildende Kondensat gelangt durch eine Leitung 31 in den Vorwärmer 2o, wo es sich mit dem darin niedergeschlagenen Kondensat mischt. Eine Pumpe 32 fördert das Kondensat aus dem Vorwärmer 20 in eine Leitung 33, die an der Stelle 34 in die Speiseleitung 23 mündet.
Der nach dem Durchströmen des Wärme abgebenden Teils i i der höheren Zwischenüberhitzungsstufe in den Ast 18 gelangende Teil des Entnahmedampfes dient in einem Verdampfer 35 für Zusatzspeisewasser nochmals als Wärme abgebendes Medium. Das sich aus diesem Teil des Entnahmedampfes bildende Kondensat fließt durch eine Leitung 36 ebenfalls in den Vorwärmer 2o ab.
Das Zusatzspeise-#v*asser strömt durch. eine Leitung 37 dem Verdampfer 35 zu, und der in diesem gebildete Dampf gelangt durch eine Leitung 38 in den Vorwärmer 25. Das in letzterem niedergeschlagene Kondensat fließt durch eine Leitung 39 in den Vorwärmer 24, dem durch eine Leitung 4o als Wärme abgebendes Medium dem Niederdruckteil 4 der Dampfturbine entnommener Dampf zuströmt. Das im Vorwärmer 24 vorhandene Kondensat wird von einer Kondensatpumpe 41 .in eine Leitung 42 gefördert, die an der Stelle 43 in die Speiseleitung 23 mündet.
Durchgeführte Berechnungen haben ergeben, daß der thermische Gesamtwirkungsgrad einer Dampfkraftanlage der beschriebenen Art um etwa o,5 bis i II/o höher liegt als in den besten Anlagen bisheriger Ausführung.

Claims

PATENTANSPRACHE: i. Dampfkraftanlage für hohen Druck und hohe Temperatur, in der überhitzter Entnahmedampf hinter der Entnahmestelle mindestens zum Teil zum Zwischenüberhitzen des Arbeitsdampfes zwischen zwei Entspannungsstufen der mehrstufigen Dampfkraftmaschine dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenüberhitzung in zwei hintereinandergeschalteten Stufen erfolgt, von denen die hinsichtlich Überhitzungstemperatur tiefere Stufe einen Wärmeaustauscher aufweist, in welchem ein Teil des Entnahmedampfes nach dessen Austritt aus der höheren Zwischenüberhitzungsstufe mindestens zum Teil kondensiert wird.
2. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das im Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe gebildete Kondensat mit dem darin nicht niedergeschlagenen Dampf in eine Vorwärmungsstufe für das in der Anlage benötigte Speisewasser gelangt.
3. Dampfkraftanlage nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des nicht in den Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe strömenden Entnahmedampfes in eine Vorwärmungsstufe für das Speisewasser gelangt, 'die der Vorwärmungsstufe, in welche das Kondensat der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe abströmt, nachgeschaltet ist. q..
Dampfkraftanlage nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Arbeitsdampfes vor der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe unmittelbar in die Vor`värmungsstufe, in welche das im Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe gebildete Kondensat abfließt, gelangt.
5. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des nicht in den Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe gelangenden Entnahmedampfes in einen Verdampfer für Zusatzspeisewasser strömt.
6. Dampfkraftanlage nach den Ansprüchen i, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat des im Zusatzspeisewasserverdampfer sich niederschlagenden Entnahmedampfes in die Vorwärmungsstufe abfließt, in welche das aus dem Wärmeaustauscher der tieferen Zwischenüberhitzungsstufe abfließende Kondensat gelangt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 507 o67; österreichische Patentschrift N r. 116 912; französische Patentschrift Nr. 628 q.32.