DE1112992B

DE1112992B - Einrichtung zur mehrstufigen Regenerativ-Speisewasservorwaermung bei sehr hohen Druecken und Temperaturen

Info

Publication number: DE1112992B
Application number: DES38579A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Biersack; Dr-Ing Rupprecht Michel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-04-06
Filing date: 1954-04-06
Publication date: 1961-08-24

Description

Einrichtung zur mehrstufigen Regenerativ-Speisewasservorwärmung bei sehr hohen Drücken und Temperaturen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrstufigen Regenerativ-Spei&ewasservorwärmung bei sehr hohen Drücken. und Temperaturen, wobei zwischen den hinter der Speisewasserpumpe angeordneten Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmern mindestens ein Teil der Speisewassermenge entnommen und einem Rauchgasvorwärmer zugeführt wird.
Eine bei jeder neuzeitlichen Dampfkraftanlage auftretende Forderung ist die Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der Regenerativvorwärmung bei einer tiefliegenden Abgastemperatur des Kessels, eine Forderung, die sich im Gebiete der mittleren Drücke und Temperaturen ohne Schwierigkeit erfüllen läßt. Dagegen stehen - die - Betriebsverhältnisse bei sehr hohen Drücken und den -damit verbundenen sehr hohen Temperaturen, z. B: 300 ata und 550° C,@ einer befriedigenden Lösung dieser Aufgabe.. nach beiden Richtungen hin im. Wege.. Anlagen für derart hohe Betriebswerte müssen mit Zwischenüberhitzung und meist sogar mit zweifacher Zwischenüberhitzung arbeiten. Berechnet man einen solch6n`'.-Kessel`# so zeigt sich, daß der überwiegende Teil der Heizfläche (schätzungsweise bis 80%) überhitzten Dampf führt. Dadurch läßt sich eine tiefliegende Abgastemperatur nur schwer erreichen. Denn die hohe Überhitzungstemperatur erfordert eine entsprechend hohe Rauchgastemperatur, oder mit anderen Worten, die Rauchgastemperatur kann nicht weit genug abgesenkt werden. Hieran ändert auch die Nachschaltung von Lufterhitzer-Heizflächen wenig, da ja auch in ihnen eine entsprechend hohe Lufttemperatur erzielt werden muß. Wollte man andererseits zur Absenkung der Rauchgastemperatur die Speisewasservorwärmung durch Rauchgase entsprechend hochtreiben, so stünde dem als Nachteil die wesentliche Verschlechterung des Regenerativ-Verfahrens gerade in den unteren Stufen gegenüber. Es muß also eine neue Heizflächenanordnung gesucht werden, die ohne wesentliche Beeinträchtigung des Regenerativ-Verfahrens die Absenkung der Rauchgastemperatur ermöglicht.
Dies wird dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise die gesamte Speisewassermenge entnommen, in dem in Strömungsrichtung der Rauchgase einem Luftvorwärmer vorgeschalteten Rauchgasvorwärmer eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers weiter erhitzt und dem nächsten Regenerativ-Vorwärmer zugeführt wird.
Es ist bereits eine Dampfkraftanlage mit Anzapfdampf-Speisewasservorwärmung bekanntgeworden, bei der nur ein Teil des Speisewassers sämtliche Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer durchströmt, wähsend der Übrige Teil nur einen Teil der Anzapfdampf-Speisewasservorwärmer und anschließend einen Rauchgas-Speisewasservorwärmer durchströmt. Es ist weiterhin eine ebenfalls mit Regenerativ-Vorwärmung arbeitende Dampfkraftanlage bekanntgeworden, bei der hochdruckseitig hinter der Kesselspeisepumpe ein rauchgasbeheizter Speisewasservorwärmer eingeschaltet ist. Bei dieser bekannten Anordnung befindet sich der rauchgasbeheizte Hochdruckvorwärmer, in Strömungsrichtung des Speisewassers betrachtet, unmittelbar hinter der Kesselspeisepumpe und ist sämtlichen Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmern vorgeschaltet.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung kommt es demgegenüber darauf an, daß der Regenerativvorwärmprozeß zwischen zwei Hochdruck-Regenerativstufen unterbrochen wird und hier ein rauchgasbeheizter Vorwärmer zwischengeschaltet ist, der derart im Rauchgasstrom untergebracht ist, daß in Strömungsrichtung der Rauchgase hinter dem Vor- -wärmer noch Luftvorwärmer liegen. Bei der erstgenannten der beiden bekannten Anlagen wird der zwischen zwei Anzapfvorwärmem entnommene Teilstrom des Speisewassers nur in einem rauchgasbeheizten Economiser vorgewärmt, während die Erfindung vorsieht, nach dem rauchgasbeheizten Vorwärmer noch eine Regenerativstufe entsprechend dem hohen Frischdampfdruck einzuschalten. Die Erfindung nimmt dabei bewußt einen Verlust an Regenerativ-Vorwärmung in Kauf, der aber nicht größer ist als der ermöglichte Gewinn durch tiefere Absenkung der Abgastemperatur. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, weitere Regenerativstufen nachzuschalten, was einen weiteren Gewinn bedeutet.
Die Zeichnung stellt ein vereinfachtes Schaltschema des Gegenstandes der Erfindung. dar. Vom. Arbeitsmittelkreislauf des Zwangdurchlaufkessels .1 ist im wesentlichen nur der Höchdruckteil dargestellt, wobei hinter einem Regenerativ-Niederdruck-Vorwärmer und einem Speisewasserbehälter die Speisewasserpumpe 2 das Arbeitsmittel durch die Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmer -3, 4 und 5 treibt. Im letzten Kesselzug des Zwangdurchlaufkessels 1 befinden sich die Luftvorwärmer 6i, 7 und B.
Die Verbindungsleitung zwischen den Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmern 3 und 4 kann durch einen Absperrschieber 9 geschlossen werden. Das Arbeitsmittel strömt dann in Richtung der Pfeile durch die Verbindungsleitungen mit dem Rauchgasvorwärmer 10, so daß nach Aufheizung des Arbeitsmittels im Rauchgasvorwärmer 10 dieses dem Regenerativ-Vorwärmer 4 zugeleitet wird. In dem Rauchgasvorwärmer 10 kann eine Aufwärmung von beispielsweise 20° C erfolgen. Bei Ausnutzung der Möglichkeit einer höheren Aufwärmung könnte man daran denken, wie durch die gestrichelte Umführungsleitung um den Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmer 4 angedeutet ist, diesen teilweise zu umgehen, d. h. also zumindest einen Teil des im Rauchgasvorwärmer 10 aufgewärmten Speisewassers erst vor dem Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmer 5 einzuleiten.
Durch diese Anordnung wird dem Rauchgasstrom durch den Rauchgasvorwärmer 10 Wärme entzogen, um die Abgastemperatur abzusenken, ohne aber hierdurch den Wirkungsgrad des Regenerativ-Prozesses merklich zu beeinflussen. Eine gewisse Rückwirkung auf den Regenerativ-Prozeß wird nicht zu vermeiden sein, denn da das Speisewasser vor Eintritt in eine Regenerativ-Stufe jetzt höher erwärmt wird, verringert- sich dadurch die Temperaturdifferenz im Regenerativ-Vorwärmer. Aber die rechnerische Behandlürig der Anläge zeigt, daß der Wirkungsgradgewinn durch die zusätzliche Heizfläche des Rauchgasvorwärmers größer ist als die Wirkungsgradabsenkung des Regenerativ-Prozesses. Die Rückwirkung auf den Regenerativ-Prozeß wird dabei um so geringer, je höher man mit der Temperatur der Regenerativ-Vorwärmung gehen kann.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur mehrstufigen Regenerativ-Speisewasservorwärmung bei sehr hohen Drücken und Temperaturen, wobei zwischen den hinter der Speisewasserpumpe - angeordneten Hochdruck-Regenerativ-Vorwärmern mindestens ein Teil der Speisewassermenge entnommen und einem Rauchgasvorwärmer zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die gesamte Speisewassermenge entnommen, in dem in Strömungsrichtung der Rauchgase einem Luftvorwärmer (8) vorgeschalteten Rauchgasvorwärmer (10) eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers (1) weiter erhitzt und dem nächsten Regenerativ-Vorwärmer (4) zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 803 299; britische Patentschrift Nr. 176 817; Buch von Oliver Lyle, »The Efficient Use of Steam« (1947), Section 736, S. 753.