DE1551269C - Wärmekraftanlage mit einem durch einen Reaktor geheizten Wärmetauscher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage mit kälter als bei den bekannten Wärmekraftanlagen.

einem durch einen Reaktor geheizten Wärmetauscher ■ Diese Verbesserung führt wie die obengenannte dazu,

und einem nachgeschalteten, fremdbeheizten Über- daß auch bei Teillast ein sicherer Betrieb möglich ist.

hitzer. Außerdem kann als zulässiger Druck des Über-

Eine derartige Wärmekraftanlage ist aus der 5 hitzers, d. h., als maximaler Druck, den man ohne

schweizerischen Patentschrift 286 627 bekannt, wo- Gefahr erreichen können muß, ein Wert gewählt

bei weder zwischen dem Wärmetauscher und dem werden, der unter demjenigen liegt, der bei den be-

fossilbeheizten Überhitzer noch zwischen letzterem kannten Ausführungsformen vorgeschrieben ist. Bei

und der Dampfturbine ein Ventil erwähnt ist. Es einer Anlage gemäß der Erfindung ist der zulässige

muß jedoch unterstellt werden, daß aus Sicherheits- io Dampfdruck des Überhitzers durch den Druck bei

gründen vor der Turbine ein Schnellschlußventil Vollast bestimmt. Bei den bekannten Anlagen war

vorgesehen ist. . - ■ er hingegen an den Druck bei einer verminderten

Die Verwendung eines Überhitzers in einer solchen Last gebunden. Dieser Vorteil ermöglicht eine Ver-

Wärmekraftanlage wirft Probleme auf, die für die minderung der Dicke der Rohre, die im Überhitzer

Konstruktion des Überhitzers von entscheidender 15 vorgesehen sind. -

Bedeutung sind. Diese Probleme entstehen in erster Da üblicherweise der Turbine ein Regelventil vorLinie dadurch, daß die Überhitzerrohre einem sehr geschaltet ist, spricht dieses zunächst auf schnelle starken Wärmeaustausch unterworfen sind. Die Laständerungen an. Das Überhitzerregelventil regelt Wände der Feuerkammer eines solchen Überhitzers dann nach, da die Regelstrecke des Überhitzers eine werden von einem Dampf durchlaufen, der Vorzugs- 20 größere Trägheit besitzt.

.weise gesättigt ist, also von dem kältesten Dampf, Es ist zwar bereits durch die ausgelegte Patentder in der Anlage auftritt. Die Situation ist schon anmeldung P 31482 D, welche eine Wärmekraftschwierig, wenn die Wärmekraftanlage unter Voll- anlage für hohe Temperaturen betrifft, bekannt, last läuft. Die Schwierigkeiten vergrößern sich je- zwischen einem ersten Überhitzer und einem doch noch, wenn die Anlage nur mit Teillast be- 95 Hochtemperatur-Überhitzer, an den ohne Armatrieben wird. In diesem Falle ist nämlich cfie Ver- türen eine Hochtemperatur-Vorschaltmaschine anminderung der Belastung des Überhitzers nur un- geschlossen ist, ein Regelventil vorzusehen. Bei bedeutend, was zu einer großen Ungleichmäßigkeit dieser bekannten Wärmekraftanlage geht es darum, der Verteilung des Dampfes auf die verschiede- die Höchstwerte von Dampftemperatur und Dampfnen parallelgeschalteten Rohre führt. Erschwerend 30 druck noch betriebssicher beherrschen zu können kommt noch der Umstand hinzu, daß in einer und Rohrleitungen, die aus hochlegierten Materialien solchen Anlage der Druck des gesättigten Dampfes bestehen müssen, sowie Armaturen und Sicherheitsbei Teillast mehr erhöht wird als bei Vollast. Dies einrichtungen einsparen zu können. Dieses Problem rührt daher, daß man die Veränderung des Wärme- hat also mit der der vorliegenden Erfindung zuaustausches durch Veränderung des Druckes im 35 grundeliegenden Aufgabe nichts zu tun. Außerdem zweiten Kreis erreicht und in diesem Falle der Druck ist der Vorschlag, eine Turbine ohne Armaturen am Ausgang des Wärmetauschers sich in Abhängig- direkt an den Überhitzer anzuschließen, bei normalen keit vom Verlauf der Verdampfung gemäß einer Nutzleistungsturbinen nicht anwendbar,
fallenden Kurve verändert. So wird beispielsweise Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegender Druck bei 25 % der Vollast höher sein als 40 Standes ist im folgenden an Hand der Zeichnungen 25 % des Druckes bei Vollast. erläutert. Es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die F i g. 1 ein Schaltschema des Ausführungsbeispiels, Wärmekraftanlage so auszubilden, daß diese Nach- F i g. 2 ein Diagramm, das den Druck, in Abteile beseitigt werden, d. h. die Belastung des Über- hängigkeit von der Last, am Eingang des Überhitzers vermindert wird. 45 hitzers zeigt.

Diese Aufgabe ist bei einer Anlage der eingangs Mit einem Wärmetauscher 1 einer Wärmekraftgenannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß anlage sind, wie F i g. 1 zeigt, ein erster Kreis 2 und zwischen dem Wärmetauscher und dem Überhitzer ein zweiter Kreis 3 verbunden. Der erste Kreis 2 ein Überhitzerregelventil eingeschaltet ist, das als führt dem Wärmetauscher 1 von einem Reaktor 4 lastabhängiges Drosselventil ausgebildet ist. 50 Wärme zu. Der zweite Kreis 3 liefert Dampf an eine

Hierdurch wird der technische Fortschritt erreicht, Turbine 5, der ein Kondensator 6 nachgeschaltet ist.

daß der Druck am Eingang des Überhitzers so ge- Zwischen den Wärmetauscher 1 und die Turbine 5

steuert wird, daß der Überhitzer mit dem am Ein- ist ein Überhitzer 7 geschaltet,

gang der Turbine notwendigen Druck arbeitet. Es In einer Anlage, welche nur die bisher be-

ist dann beispielsweise der Druck bei 25 % der 55 schriebenen Baugruppen enthält, erhält man eine

Vollast in der Größe von 25% des Druckes bei Änderung des Wärmeaustausches zwischen dem

Vollast. Die Verminderung des Druckes am Eingang ersten Kreis 2 und dem zweiten Kreis 3 in Ab-

des Überhitzers hat eine beträchtliche Vergrößerung hängigkeit vom Verlauf der Verdampfung, durch

des spezifischen Volumens und diese wiederum eine eine Änderung des Druckes des zweiten Kreises 3.

Vergrößerung des Leistungsabfalls zur Folge, was 60 Der Druck im Punkt Ä am Ausgang des Wärme-

zu einer Verbesserung der Verteilung des Dampfes tauschers 1 ändert sich hierbei in Abhängigkeit vom

auf die verschiedenen parallelgeschalteten Rohre des Verdampfungsverlauf entsprechend einer Kurve C,

Überhitzers führt. Die Folge ist eine beträchtliche die in F i g. 2 voll ausgezogen dargestellt ist. Der

Verminderung der Beanspruchung der Rohre, was Druck im Punkte ist demnach bei beispielsweise

zu einem verbesserten Verhalten des Rohrwerk- 65 25 % der Vollast der Turbine 5 beträchtlich höher

stoffes führt. Ferner ist der Dampf am Eingang des als 25 % des Druckes bei Vollast.

Überhitzers und infolgedessen in den Wänden der Zur Beseitigung der sich hieraus ergebenden

Brennkammer, also der kritischen Zone, deutlich Nachteile betreibt man den Überhitzer? mit dem

am Eingang der Turbine 5 notwendigen Druck. Hierzu ist zwischen den Wärmetauscher 1 und den Überhitzer 7 ein Überhitzerregelventil 9 geschaltet, das als lastabhängiges Drosselventil ausgebildet ist und funktionsmäßig von der Stellung eines zwischen dem Überhitzer? und der Turbine5 angeordneten Regelventils 8 abhängig ist. Bei schnellen Laständerungen regelt zunächst das Regelventil 8, bis das Überhitzerregelventil, das der trägen Regelstrecke des Überhitzers zugeordnet ist, nachregelt.

Durch das Überhitzerregelventil 9 erhält man am Eingang des Überhitzers 7 einen Druckverlauf, der dem Verlauf einer theoretisch linearen Kurve C entspricht, die in F i g. 2 gestrichelt gezeichnet ist. Die Kurve C zeigt, daß man am Eingang des Überhitzers 7 einen Druck erhält, der bei Teillast geringer ist als bei Vollast. Beispielsweise ist der Druck bei 25% der Vollast nur wenig höher als ¹A des Druckes bei Vollast.

Der Wert des zulässigen Druckes des Wärmetauschers 1, der für die bekannten Anlagen durch eine Gerade T in Fig. 2 dargestellt ist, liegt bei der erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage deutlich tiefer, wie eine Gerade T in F i g. 2 zeigt. Es genügt, daß die Gerade T mit dem erforderlichen Sicherheitsabstand über dem Druck bei Vollast liegt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wärmekraftanlage mit einem durch einen Reaktor geheizten Wärmetauscher und einem nachgeschalteten, fremdbeheizten Überhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmetauscher (1) und dem Überhitzer (7) ein Überhitzerregelventil (9) geschaltet ist, das als lastabhängiges Drosselventil ausgebildet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen