Verfahren zur Vorwärmung von Kesselspeisewasser in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer
einer Dampfturbinenanlage und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Anwendung
hoher Speisewasserdrücke in neuzeitlichen Hochdruck-Dampfturbinenanlagen führte
bei der stufenweisen Vorwärmung des Speisewassers durch Anzapfdampf bereits zur
Aufteilung einzelner großer Vorwärmer, insbesondere der Hochdruckvorwärmer, in mehrere
Vorwärmerelemente, weil hohe Drücke und Temperaturen in solchen Elementen von verhältnismäßig
kleinem Durchmesser besser beherrscht werden können.Process for preheating boiler feed water in a bleed steam feed water preheater
of a steam turbine plant and device for carrying out the process The application
high feed water pressures in modern high-pressure steam turbine systems
with the step-by-step preheating of the feed water by tap steam
Division of individual large preheaters, especially the high-pressure preheaters, into several
Preheater elements because high pressures and temperatures in such elements are relatively high
small diameter can be better controlled.
In einer üblichen Hochdruck-Vorwärmstufe dieser Bauart wird der überhitzte
Anzapfdampf zuerst auf Sattdampftemperatur abgekühlt, dann kondensiert und schließlich
das Kondensat unterkühlt, um eine möglichst große thermische Ausnutzung zu erreichen.
Die Wärme dieser Teilprozesse wird vorzugsweise in umgekehrter Reihenfolge auf das
Speisewasser übertragen, d. h., das Speisewasser strömt im Gegenstrom zum Anzapfdampf.
Die Verteilung der nötigen Wärmeaustauschflächen, bezogen auf die- gesamte Fläche
einer Vorwärmstufe, beträgt beispielsweise 25 % für den Enthitzerteil, 60 % für
den Kondensationsteil und 15 % für den Unterkühlerteil. Strömt nun, entsprechend
der heute bekannten und einseitig nach thermodynamischen Gesichtspunkten ausgerichteten
Praxis, die gesamte Speisewassermenge durch den Unterkühlerteil, den Kondensationsteil
und den Enthitzerteil eines Vorwärmers einer Vorwärmstufe, so ist wegen der Forderung
nach einer in verhältnismäßig engen Grenzen konstanten Wassergeschwindigkeit in
den Wärmeaustauschrohren der wasserseitige Strömungsquerschnitt und damit die Rohrzahl
aller drei Teile ungefähr gleich zu wählen. Bei in mehrere Elemente aufgeteilten
Hochdruckvorwärmern bedingt dies eine gleiche Anzahl von Wasserkammern für den Unterkühlerteil,
den Kondensationsteil und den Enthitzerteil. Wegen der notwendigen Verteilung der
Wärmeaustauschflächen müssen dann aber die Rohrlängen der verschiedenen Austauschteile
im Verhältnis 25 :60: 15 verschieden sein, was eine teure und unrationelle Anfertigung
und Aufstellung der Vorwärmerelemente jeder Vorwärmstufe ergibt.In a conventional high-pressure preheating stage of this type, the overheated
Tap steam is first cooled to saturated steam temperature, then condensed and finally
the condensate is supercooled in order to achieve the greatest possible thermal utilization.
The heat of these sub-processes is preferably applied in reverse order to the
Transfer feed water, d. In other words, the feed water flows in countercurrent to the tap steam.
The distribution of the necessary heat exchange surfaces, based on the entire surface
a preheating stage is, for example, 25% for the desuperheater part, 60% for
the condensation part and 15% for the subcooler part. Now flows accordingly
the one known today and one-sided according to thermodynamic aspects
Practice, the entire amount of feed water through the subcooler part, the condensation part
and the desuperheater part of a preheater of a preheating stage, so is because of the requirement
after a constant water speed within relatively narrow limits in
the heat exchange tubes, the water-side flow cross-section and thus the number of tubes
to choose roughly the same for all three parts. When divided into several elements
High pressure preheaters require an equal number of water chambers for the subcooler part,
the condensation part and the desuperheater part. Because of the necessary distribution of the
Heat exchange surfaces then have to match the pipe lengths of the various exchange parts
be different in the ratio 25: 60: 15, which is an expensive and inefficient production
and setting up the preheater elements for each preheating stage.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Vorwärrnung von Kesselspeisewasser
in einem Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer einer Dampfturbinenanlage, dessen Wärmeaustauschflächen
in einen Entlützer-, einen Kondensations- und einen Unterkühlerteil aufgeteilt sind,
und ist dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den
Unterkühlerteil geleitet und die Restmenge nach dem Unterkühlerteil dem darin aufgewärmten
Speisewasser beigemischt wird, daß ferner die vermischte Gesamtmenge des Speisewassers
anschließend durch den Kondensationsteil geleitet wird, und daß schließlich nur
eine Teilmenge des Speisewassers durch den Enthitzerteil geleitet und die Restmenge
nach dem Enthitzerteil dem darin aufgewärmten Speisewasser beigemischt wird, Eine
ebenfalls Gegenstand der Erfindung darstellende Einrichtung zur Ausübung des beschriebenen
Verfahrens ist gekennzeichnet durch je eine Umgehungsleitung mit einstellbarem Strömungswiderstand
zwischen je dem speisewasserseitigen Eintritt und Austritt des Unterkühlerteiles
und des Enthitzerteiles.The invention now relates to a method for preheating boiler feed water
in a bleed steam feed water preheater of a steam turbine plant, its heat exchange surfaces
are divided into a bleeder, a condensation and a subcooler part,
and is characterized in that only a portion of the feed water through the
Subcooler part and the remaining amount after the subcooler part that warmed up in it
Feed water is added that also the mixed total amount of feed water
is then passed through the condensation section, and that finally only
a portion of the feed water is passed through the desuperheater part and the remaining amount
after the desuperheater part is added to the feed water heated in it, one
also the subject of the invention device for performing the described
The method is characterized by a bypass line with adjustable flow resistance
between the inlet and outlet of the subcooler section on the feedwater side
and the desuperheater part.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Beispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung, an Hand dessen auch das Verfahren nach der Erfindung nachstehend erläutert
wird.The drawing shows schematically an example of the invention
Device, on the basis of which the method according to the invention is also explained below
will.
Nach der Zeichnung ist beispielsweise ein ganzer Vorwärmer einer Hochdruck-Vorwärmstufe
in zehn Vorwärmerelemente aufgeteilt. Mit U sind die Elemente des Unterkühlerteiles,
mit K diejenigen des Kondensationsteiles und mit E diejenigen des Enthitzerteiles
bezeichnet. Das im Zuge der Speisewasserleitung in die Vorwärmstufe eintretende
Speisewasser wird bei 1 aufgeteilt. Nur eine Teilmenge des Speisewassers wird parallel
durch den Unterkühlerteil geleitet, und die Rastmenge wird durch die Umgehungsleitung
2 an den Unterkühlerelementen vorbeigeleitet und bei 3 dem darin aufgewärmten Speisewasser
wieder beigemischt. Die vermischte Gesamtmenge
des Speisewassers
wird anschließend parallel durch den Kondensationsteil geleitet, und schließlich
wird nur eine Teilmenge des Speisewassers durch den Enthitzerteil geleitet, während
die Restmenge bei 4 abgezweigt und durch die Umgehungsleitung 5 an den Enthitzerelementen
vorbeigeführt und bei 6 dem darin aufgewärmten Speisewasser wieder beigemischt wird.
Der bei 7 von der Turbine herkommende Anzapfdampf strömt parallel im Gegenstrom
durch die Enthitzerelemente, dann parallel durch die Kondensationselemente und schließlich
als Anzapfkondensat in Serie und im Gegenstrom durch die Unterkühlerelemente. Die
am speisewasserseitigen Eintritt des Unterkühlerteiles und die am speisewasserseitigen
Austritt des Enthitzerteiles angeordneten Umgehungsleitungen 2 bzw. 5 angeordneten
Regelorgane ,1 und B stellen einen einstellbaren Strömungswiderstand dar und erlauben
z. B. durch Drosselung die richtige Abstimmung der Speisewasserteilmengen.For example, according to the drawing, there is a whole preheater of a high pressure preheating stage
divided into ten preheater elements. With U are the elements of the subcooler part,
with K those of the condensation part and with E those of the desuperheater part
designated. The one entering the preheating stage in the course of the feed water line
Feed water is split at 1. Only a subset of the feed water is used in parallel
passed through the subcooler part, and the rest amount is passed through the bypass pipe
2 bypassed the subcooler elements and at 3 the feed water heated therein
mixed in again. The total amount blended
of the feed water
is then passed in parallel through the condensation section, and finally
only a part of the feed water is passed through the desuperheater part while
the remaining amount is branched off at 4 and through the bypass line 5 to the desuperheater elements
is passed and at 6 is added to the heated feed water again.
The bleed steam coming from the turbine at 7 flows in parallel in countercurrent
through the desuperheater elements, then in parallel through the condensation elements and finally
as tapping condensate in series and in countercurrent through the subcooler elements. the
at the feedwater-side inlet of the subcooler part and that at the feedwater-side
Exit of the desuperheater part arranged bypass lines 2 and 5 arranged
Control elements, 1 and B represent an adjustable flow resistance and allow
z. B. the correct coordination of the feed water subsets by throttling.
In der beschriebenen Einrichtung fließt nur durch den Kondensationsteil
die gesamte Sp; isewassermeng.e; der Unterkühler- und der Enthitzerteil sind nur
von einer Teilmenge des Speisewassers durchströmt. Die Restmenge wird nach dem betreffenden
Wärmeaustauschteil dem darin erwärmten Speisewasser wieder beigemischt. Dadurch
können für alle drei Teile gleiche Wärmeaustauschelemente (Wasserkammern, Rohrzahl,
Rohrlänge) verwendet werden und die notwendige Flächenverteilung wird durch eine
verschiedene Anzahl von Elementen für Enthitzung, Kondensation und Unterkühlung
erreicht. Die Forderung auf ungefähr gleiche Wassergeschwindigkeit ist ebenfalls
erfüllt. Der kleinere wasserseitige Strömungsquerschnitt im Enthitzerteil ergibt
auch einen kleineren dampfseitigen Strömungsquerschnitt. Dies ermöglicht größere
Dampfgeschwindigkeiten und damit bessere Wärmeübergangszahlen. Der durch das beschriebene
Verfahren entstehende wärmetechnische Verlust ist klein gegenüber dem finanziellen
Gewinn durch eine kleinere Anzahl von Wasserkammern, eine rationellere Fabrikation
gleicher Elemente, einen kleineren Platzbedarf und einfachere Ersatzteilhaltung.
Für gleich große wärmeaustauschende Oberflächen, können etwa 211/o weniger Wärme
umgesetzt werden in der Vorwärmstufe. Der thermodynamische Verlust durch die Nichtumkehrbarkeit
des Wärmeaustauschvorganges wird um einen Betrag derselben Größenordnung vergrößert.In the device described flows only through the condensation part
the entire Sp; isewassermeng.e; the subcooler and desuperheater part are only
flowed through by a subset of the feed water. The remaining amount will be after the relevant
The heat exchange part is added back to the feed water heated in it. Through this
the same heat exchange elements (water chambers, number of tubes,
Pipe length) and the necessary area distribution is provided by a
different number of elements for desuperheating, condensation and subcooling
achieved. The requirement for approximately the same water speed is also
Fulfills. The smaller water-side flow cross-section results in the desuperheater part
also a smaller flow cross-section on the steam side. This allows for bigger ones
Steam velocities and thus better heat transfer coefficients. The one described by the
The thermal loss resulting from the process is small compared to the financial one
Profit from a smaller number of water chambers and more efficient production
same elements, a smaller footprint and easier spare parts inventory.
For heat-exchanging surfaces of the same size, about 211 / o less heat can be used
are implemented in the preheating stage. The thermodynamic loss due to irreversibility
the heat exchange process is increased by an amount of the same order of magnitude.