Zwangstrom-Dampferzeuger für sehr hohe Betriebsdrücke, insbesondere
für überkritischen Druck Eine der Schwierigkeiten, die sic-h beim Zwangstrom-Dampferzeuger
für sehr hohe Drücke, vor allem bei übearkritischern Druck, ergeben, liegt in der
Beherrschung der Rohrwandstärken. je höher der Druck ist, um so, gröfl-er muß die
Wandstärke der Rohre sein. Es darf aber ein gewisser Rohrdu;rchm,c,s,ser nicht überschritten
werden. Das zwingt zur Anwendung einer 2rhöhten Zahl von parallel geschalteten Rohren
entsprechend kleineren Durchmessers.Forced flow steam generator for very high operating pressures, in particular
for supercritical pressure One of the difficulties encountered with forced flow steam generators
for very high pressures, especially for over-critical pressures, lies in the
Mastery of pipe wall thicknesses. the higher the pressure, the greater the pressure must be
Be the wall thickness of the pipes. However, a certain Rohrdu; rchm, c, s, ser must not be exceeded
will. This forces the use of an increased number of pipes connected in parallel
correspondingly smaller diameter.
Wenn der Zwangdurchlaufkessel eine bestimmte Dampfmenge bei einem
bestimmten Druck liefern soll, so ist hierfür eine bestimmte Spei,sepumpenleistung
aufzuwenden, da ja die Speisepumpe nicht nur Mittel zur Speisewasserförderung, sondern
gleichzeitig Mittel zur Druckerhöhung ist. Die Speisepumpenleistung ist also durch
die Auslegungswerte des X.,-ssc"ls bzstimmt. Der Druckabfall innerhalb des Durchlaufsystems
ist aber eine Funk-tic>n des Rohrwid-erstandes, der uni so größer wird,
je kleiner der Rohrquerschnitt der einzelnen Rohre ist. Ein Kessel mit cincr
Vielzahl enger Rohre wird. also einen größeren Druckverlust ergeben als ein Kessel
mit weniger Rohren entsprechend größeren Querschnitts. Hiervon ausgehend soll genläß
der Erfindung der Zwangstrom-Dampferzeuger in zwei Heizflächensysizme verschiedenen
Druckes aufgeteilt werden. In einürn crsten System steht er unter dem Druck der
Sp#cis-,puinipe, und zwar- unter einem Druck, der wesentlich unter dein Betriebsdruck
liegt. Der eigentlich,: Beitriebsdruck wird. erst in einem zweiten, strömungsmäßig
nachgeschalteten Durchflußsystem dem eine: Druckerhöhungspumpe vorgeschaltet ist.
Der Arbeitsdiuck des Kessels wird also k 11,cht wie bisher an der Was.sereintrittsseite
durch die "C'ssel-speisepumpe hergestellt sondern erst in einem zv.-c,ittn Teilsystem,
Es ist an sich bereits ein Verfahren. zur Nutzbarmachung ursprünglich schon
vorhandener Kesselanlagen für niederen Druck mit später eingebauten Höchstdruckkesseln
bekanntgeworden, beidern gleichfalls von zwei Keisselspeisepumpen Gebrauch gemacht
wird, von denen die eine, nämlich die ursprünglich zur, Schaffung des Druckes im
Niederdruckkessel dient, während die zweite zum Aufbau des im Ilochdruckkessel notwendigen
Druckes vorges.,hen ist.If the once-through boiler is supposed to deliver a certain amount of steam at a certain pressure, a certain Spei, sepumpenkraft must be used for this, since the feed pump is not only a means for pumping feed water, but also a means for increasing the pressure. The feed pump performance is therefore determined by the design values of the X., - ssc "ls. The pressure drop within the flow system is, however, a function of the pipe resistance, which becomes greater the smaller the pipe cross-section of the individual pipes. A boiler with a large number of narrow tubes will therefore result in a greater pressure loss than a boiler with fewer tubes correspondingly larger cross-section. Based on this, according to the invention, the forced-flow steam generator is to be divided into two heating surface systems with different pressures Pressure of the sp # cis-, puinipe, namely- under a pressure which is substantially below your operating pressure. The actual operating pressure is only in a second, downstream flow system, which is preceded by a pressure increasing pump. The working pressure of the boiler is So k 11, as before, produced on the water inlet side by the C'ssel feed pump n only in a zv.-c, ittn subsystem, it is already a procedure in itself. has become known for the utilization of originally already existing boiler systems for low pressure with later built-in high pressure boilers, both are also made use of two Keissel feed pumps, one of which, namely the one originally used to create the pressure in the low pressure boiler, while the second is used to build up the pressure in the Iloch pressure boiler Pressure is provided.
Deiri-e"#-,niiber handelt es sich bei dem Dampferzeti,.-"2r nach der
Erfindung aber nicht darum, eine solche Behelfslösung, unter Verwendung bereits
vorliandc-ii-er zu schaffen, sondern es wird beewußt --in,- Aufteilung eines neu
zu erstellenden Kessels in einen Kesselteil mit vollem Betriebsdruck und
uInen zweiten l#-,.-ssel-teil mit unter diesem Betriebsdruck lic,gen,d#;:7n Druck
vorgenommen. Weiterhin ist bei dem Dampferzeuger nach der Erfindung der mit geringerem
Druck arbeitende Teil selbst ein Kesselteil, während bei dein bekannten Verfahren
der ursprünglich vorhandene Kessel lediglich als Vorwärmer für den Hochdruckkessel
Verwendung findet.Deiri-e "# -, it is not about the Dampferzeti, .-" 2r according to the invention, however, it is not about creating such a makeshift solution using already existing c-ii-er, but it is consciously --in, - dividing a newly created boiler in a boiler portion having full operating pressure and the second Uinen l # -, .- Key-in part, with lic gene under this operating pressure, made d # ;: 7n pressure. Furthermore, in the steam generator according to the invention, the part operating at lower pressure is itself a boiler part, while in your known method the boiler originally present is only used as a preheater for the high-pressure boiler.
Die Aufteilungs,stelle, legt man zweckmäßig zwisehen die Zone, in
der die Ve.rdampfung beendet ist, und den ersten Überhitzer, wobei sich grundsätzlich
nichts ändert, wenn der Dampf vor der Druckerhöhungspumpe schwach überhitzt ist.
Hierdurch erzielt man den großen Vorteil, daß man im ersten Teil des Durchflußsystems
infolge der geringeren D-ruckbeanspruchung Rohre größeren Querschnitts wählen kann,
was sich insbesondere im Strahlungsraum günstig auswirkt. Die notwendigen großen
Wandstärkrin bzw. kleineren Rohrdurchmesser beschränIzen sich dann auf den zweitenTeil
des Systems, der insbesondere Überhitzer ist.The dividing point is expediently placed between the zone in
which the evaporation has ended, and the first superheater, whereby basically
nothing changes if the steam upstream of the booster pump is slightly superheated.
This has the great advantage that you are in the first part of the flow system
Due to the lower pressure load, pipes with a larger cross-section can be selected,
which is particularly beneficial in the radiation room. The necessary big ones
Wall thicknesses or smaller pipe diameters are then limited to the second part
of the system, which is in particular superheater.
Ma,n kann die beiden Durchlaufsysteme mit der zwischengeschalteten
Druckerhöhungspumpe unmittelbar hintereinanderschalten, sofern nur die Fördermengen
der bei-den Pumpen gleich sind, d. h. so-fern die Druckerhöhungspumpe jeweils
die von der Speisepumpe, kommende, Arbeitsmittelmenge weiterfördert. Um etwaige
Mengen-unterschiede der Förderung auszugleichen, kann es indessen zweckmäßig sein,
hinter das erste Teilsystem einen Speicher (Trommel) einzuschalten, der eine etwaige
Überschuß-menge des ersten Systierns vorüb,-r,-,eliennd aufnehmen und. eine etwaige
Minderrnenge vorübergehend decken kann. Es braucht das nUT eine verhältnismäßig
kleine Trommel zu sein.
Auch regeltechnisch kann die neue, Anordnung
Vorteile haben. Wenn ein Zwangdurchlaufkessel nicht mit anderen EC-esseln parallel
arbeitet, sondern jeweils so viel Dampf zu liefern hat, wie die angeschlossene Turbine
entsprechend ihrem Belastungszustand gerade benötigt, so. ist es nicht immer ganz
einfach, Kessell-eistung und Turhinenbelastung schnell genug aufeinander abzustimmen.
Die Schwierigkeiten sind bekannt und brauchen hier nicht im einzelnen erörtert zu
werden. -#,7erwendet man jedoch gemäß der Erfindung die Druckerhöhungspumpe zusammen
mit dem erwähnten Speicher und schafft man die Möglichkeit, die Druckerhöhungspumpe,
die ja an sich fördermäßig mit der Speisepumpe gleichlaufen muß, getrennt zu regeln,
so läßt sich hiermit eine, gute Anpassung der Dampflieferung an die Turbinenbelastung
schaffen. Steigt b2ispiels-,veise dieLast plötzlich an, so gibt man zunächst in,
bekannter Weise über den Kesselrügler ein Kommando, auf Wasser und Brennstoff, um
die Dampfmenge zu vergrößern. Man kann aber jetzt gleichzeitig die-Druckerhöhungspumpeschneller
laufen lassen, die dann. aus dem Speicher eine entsprechend große Dampfmenge entnimmt.
Da die Durchlaufzeit des übrigen Heizflächensystems hierbei ausgeschaltet ist, tritt
die bisher nicht vermeidbare Verzögerung in der Auswirkung des Regelbefehls nicht
oder jedenfalls nicht mehr im bisherigen Maße ein. Bei plötzlicher Verminderung
der TurbinenbeJastung läßt man Z3
dann die Druckerhöhungspumpe entsprechend
weniger Z,
fördern. _Man kann im üb.rigen die gleiche Regelung auch ohne Anwendung
des Speichers durchführen, wenn es zulässig ist, den Druck im ersten Teilsystem
um einen gewissen Betrag abzusenken oder ansteigen zu lassen..Ma, n can connect the two flow systems with the interposed pressure booster pump directly one after the other, provided that only the delivery rates of the two pumps are the same, i.e. H. as long as the pressure booster pump continues to convey the amount of working medium coming from the feed pump. In order to compensate for any differences in the amount of conveyance, however, it can be useful to connect a storage unit (drum) behind the first subsystem, which takes up any excess amount of the first system. temporarily cover a possible shortfall. It needs the nUT to be a relatively small drum. The new arrangement can also have advantages in terms of control technology. If a once-through boiler does not work in parallel with other EC boilers, but instead has to supply as much steam as the connected turbine currently needs in accordance with its load status, see below. it is not always easy to coordinate boiler output and turbine load quickly enough. The difficulties are known and need not be discussed in detail here. - #, 7, however, according to the invention, if the booster pump is used together with the mentioned memory and if you create the possibility of separately regulating the booster pump, which has to run in parallel with the feed pump in terms of delivery, then a good adjustment of the steam supply can be achieved to create the turbine load. If, for example, the load rises suddenly, a command is first given via the boiler hammer in a known manner, for water and fuel, in order to increase the amount of steam. But you can now run the booster pump faster at the same time, which then. takes a correspondingly large amount of steam from the memory. Since the processing time of the rest of the heating surface system is switched off in this case, the previously unavoidable delay in the effect of the control command does not occur, or at least no longer occurs to the same extent as before. In the event of a sudden reduction in the turbine load, Z3 can then be fed by the booster pump correspondingly less Z 1. _You can also carry out the same control without using the storage tank if it is permissible to lower or increase the pressure in the first subsystem by a certain amount ..
Das erste Teil#ys#tcm braucht nicht im Zwangdurchlauf betrieben zu
werden, sondern kann auch ein Zwangtimlaufsystem sein. In diesem Falle! wird der
erwähnte Speicher durch die Trommel gebildet, die zur Trcnnung des erzeugten Dampfes
von der Umlauf--wassermenge erforderlich ist. Es wird auf dieseWeise die Möglichkeit
geschaffen" einen Zwan,-umla-uflzessel mit überkritischem Enddruck zu betreiben.
Es ist sogar möglich, unter bestimmten Voraussetzungen die Druckerhöhungspumpe auch
beim Naturuinlauf kessel anzuwenden, falls bei diesem die Herabsetzung des Betriehsdruckes
vor allem im Strablungsteil Vorteile bringt.The first part # ys # tcm does not need to be operated in forced throughput
but can also be a forced timing system. In this case! will the
Mentioned memory formed by the drum, which is responsible for separating the generated steam
the amount of circulating water is required. That way it becomes the possibility
created "to operate a forced, umla-ufl boiler with supercritical final pressure.
It is even possible, under certain conditions, to also use the booster pump
to apply to the natural running boiler, if this involves reducing the operating pressure
brings advantages especially in the strablung part.
In den Fig. 1 und 2 #sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Zwangdurchlaufkessel. Das Speisewasser
wird durch eine, Speistpumpel über ein Regelorgan 2 gef Grdert, und zwar mit einem
Druck, der wesentlich -unter dem Betriebsdruck der Kesselanlage liegt (beispielsweise
150At bei 300At Betriebsdruck). Es durchströmt den Ekonorniser 3, den Strahlungserhitzer
4 und schließlich die Rtstverdampfungsfläche 5 im Ratichgaszug, in der der
noch nicht verdampfte Teil des Arbeitsmittels in Dampf übergeführt wird, so daß
aus der Heizfläche 5 trocken gesättigter oder schwach überhitzter Dampf austritt.
Um auf den, Betriebs,druck zu kommen, ist jetzt eine Druckerhöhungspumpe
7 nachgeschaltet, die den Druck des aus der Heizfläche 5 kommenden
Dampfes auf den Betriehsdruck des Kessels erhöht, 8 und 9 sind nachgeschaltet--
übe#rhitzerheizfiäch-en, die, für den höheren Betricbsdruck ausgelegt sind, der
in der Frischdampfleitung verlangt wird. DerKesseldruck wird durch ein in der Heißdarnpflcitung
10 angeordneten Ventil 11
auf dem geforderten Wert gehalten.In FIGS. 1 and 2, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically. Fig. 1 shows a once-through boiler. The feed water is fed by a feed pump via a regulating element 2, namely at a pressure that is significantly below the operating pressure of the boiler system (for example 150At at 300At operating pressure). It flows through the Ekonorniser 3, the radiant heater 4 and finally the Rtstverdampfungsfläche 5 in the Ratichgaszug, in which the not yet evaporated part of the working medium is converted into steam, so that dry saturated or slightly superheated steam emerges from the heating surface 5. In order to get to the operating pressure, a pressure booster pump 7 is now connected downstream, which increases the pressure of the steam coming from the heating surface 5 to the operating pressure of the boiler, 8 and 9 are connected downstream - via #hitzerheizfiäch-en, which, for are designed for the higher operating pressure that is required in the main steam line. The boiler pressure is kept at the required value by a valve 11 arranged in the hot steam line 10.
Weiter zeigt Fig. 1 den bereits erwähnten Speicher (Trommel
12) hinter dem Heizflächenteil 5 vor der Druckerhöhungspumpe 7. Diese
wird durch einen regelbarün Motor 13 angetrieben, dessen Regelmittel bei
14 schematisch angedeutet sind. Es kann naturgemäß jede andere bekannte Art der
Speisewasser-oder Pumpenregelung angew..endet werden. Durch die Einführung einer
solchen Regelung ist es möglich, die Förd---rmcnge der Druckerhöhungspumpe
7 gegenüber der der Speisepumpe 1 zu verändern, d. h. beispi.-##lsw,-ise
bei Lastanstieg vorübergehend zu steigern und bei Lastabscii#kung zu verringern.
Sollte im Speicher 12 Wasser anfallen, so kann man es beispielsweise übcr ein-en
Kühler 15 zur Speisepurnpe 1 zurückführen oder in einen Speisewasserbehälter
einf üh ren. 1 also shows the already mentioned memory (drum 12) behind the heating surface part 5 in front of the pressure increasing pump 7. This is driven by a controllable motor 13 , the control means of which are indicated schematically at 14. Naturally, any other known type of feed water or pump control can be used. By introducing such a control, it is possible to change the delivery rate of the booster pump 7 compared to that of the feed pump 1 , ie. H. for example .- ## lsw, -ise to temporarily increase with load increase and decrease with load decrease. If water should accumulate in the storage tank 12, it can be returned to the feed pump 1 via a cooler 15, for example, or it can be introduced into a feed water tank.
In Fig. 2 ist die Anwendung der Erfindung auf einen Zwa,ngumlauflzcssel
schematisch dargestellt. Die Trommel 12 ist hier erforderlich, um die im Umlaufsystem
durch die Pumpe17 umgewälzte Arbeitsmittelmenge in Dampf und Flüssigkeit zu trennen.
Das Speistwasser wird von der Pumpe 1 über Vorwärmer 16 und Ekonorniser
3 in die Trommel 12 gefördert, deren Druck- wesentlich unter dem Betriebsdruck
der Kesselanlage liegt. Das der Trommel nachgeschaltete System höheren Druck-es
ist das gleiche wie im Falle der Fig. 1.In Fig. 2, the application of the invention to a Zwa, ngumlauflzcssel is shown schematically. The drum 12 is required here in order to separate the amount of working medium circulated in the circulation system by the pump 17 into vapor and liquid. The feed water is conveyed by the pump 1 via the preheater 16 and Ekonorniser 3 into the drum 12, the pressure of which is substantially below the operating pressure of the boiler system. The higher pressure system downstream of the drum is the same as in the case of FIG. 1.