DE2518161B1

DE2518161B1 - Heizkraftwerk mit fernheizanlage

Info

Publication number: DE2518161B1
Application number: DE19752518161
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Sc Techn Brunner
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE2518161C2; CH590402A5; FR2307957B1; FR2307957A1; SE405508B

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizkraftwerk mit daran angeschlossener Fernheizanlage, das eine eine Entnahmestelle aufweisende Dampfturbine mit Kondensator und einen Kühlturm umfaßt, wobei die Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen des Kondensators wahlweise mit einem im Kühlturm untergebrachten Verdunstungskühlsystem und/oder mit einem in einem Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager verbindbar sind.

Ein derartiges Heizkraftwerk ist der Anmelderin intern bekannt.

Ein Heizkraftwerk dieser Art hat den Nachteil, daß in den Wintermonaten wegen des Heizbetriebes die Entspannung des Dampfes in der Dampfturbine wesentlich weniger weit wie im Sommer gehen kann, wo wenig Heizwärme benötigt wird. Die Dampfturbine kann somit nicht optimal betrieben werden und der Wirkungsgrad der Anlage ist kleiner als derjenige einer Anlage, die nur für den Sommerbetrieb oder nur für den Winterbetrieb ausgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizkraftwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen mittlerer Wirkungsgrad bei Sommer- und Winterbetrieb höher liegt als bei der eingangs genannten Anlage und eine möglichst vollständige Ausnützung der im Heizkraftwerk frei werdenden Wärme gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entnahmestelle der Dampfturbine mit einem weiteren Kondensator verbunden ist, dessen Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen wahlweise mit einem im Kühlturm oberhalb des Verdunstungskühlsystems angeordneten, geschlossenen Wärmeübertrager und/oder mit einem weiteren, im Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager verbindbar sind, der dem erstgenannten, im Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager sekundärseitig nachgeschaltet ist.

Durch den dem Verdunstungskühlsystem im Kühlturm nachgeschalteten geschlossenen Wärmeübertrager ergibt sich der Vorteil, daß die im Verdunstungskühlsystem befeuchtete Luft je nach Witterung mehr 5 oder weniger getrocknet wird, so daß die Bildung von Dampfschwaden auf ein noch zulässiges Maß vermindert oder sogar ganz verhindert wird. Zugleich wird mit der erfindungsgemäßen Anlage eine optimale Anpassung des Betriebes an die jeweils herrschenden Witterungsbedingungen und an etwaige ökologische Auflagen möglich.

Aus der DL-PS 1 00 995 ist eine Kondensationseinrichtung für Dampfturbinenkraftwerke bekannt, bei der an den Austritt der Dampfturbine ein Einspritzkondensator angeschlossen ist, dessen Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen mit einem luftgekühlten und einem wassergekühlten Wärmeübertrager verbunden sind, die im Bereich eines Kühlturms angeordnet sind und die in Reihe oder parallelgeschaltet sein können. Das Wasser für den wassergekühlten Wärmeübertrager wird einer äußeren Quelle entnommen und nach Passieren des Wärmeübertragers und gegebenenfalls zusätzlicher Abkühlung in die Quelle zurückgeführt.

Aus der CH-PS 5 42 997 ist eine thermische Kraftanlage bekannt, bei der das Kühlwasser der Dampfkondensatoren entweder über einen Fluß oder über einen Kühlturm im Kreislauf geführt wird. Das im Kühlturm rückgekühlte Wasser soll dabei in bestimmter Weise in den vom Fluß abzweigenden Kühlwasserkanal eingeleitet werden.

Aus der DT-AS 10 16 274 ist ein Heizkraftwerk bekannt, bei dem das Kühlwasser des Hauptkondensators einem Kühlwasserkanal entnommen wird und nach Passieren des Kondensators in den Kanal zurückgeleitet wird. Außer dem Hauptkondensator ist ein an einer Entnahmestelle der Dampfturbine angeschlossener Heizungskondensator vorgesehen, dessen Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen mit dem Heizwärme-Verbrauchsnetz verbindbar sind. Bei großer Stromerzeugung kann der Heizungskondensator ganz abgeschaltet werden.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden der Heizwasserkanal zusammen mit daran angeschlossenen Wärmeverbrauchern und offenen Gewässern, die als Rückleitung für das die Wärmeverbraucher verlassende Wasser zum Eingang des Heizwasserkanals dienen, ein Kreislaufsystem. • Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß keine feinverästelte Rückleitung von den Wärmeverbrauchern der Fernheizanlage zum Heizkraftwerk notwendig ist und daß überdies bei der Beheizung anfallende Restwärme im Bereich der Wärmeverbraucher freigesetzt wird und dort zu einer Klimaverbesserung beiträgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert, die schematisch vereinfacht ein Heizkraftwerk mit Fernheizanlage zeigt.

Gemäß der Zeichnung ist ein Kernreaktor 1 über eine Frischdampfleitung 2 mit dem Eintritt einer Dampfturbine 3 verbunden, die eine Entnahmestelle 5 aufweist. Der Austritt der Dampfturbine 3 ist über eine Leitung 17 mit einem Hauptkondensator 4 verbunden. An die Entnahmestelle 5 ist ein weiterer Kondensator 6 angeschlossen. Die Dampfturbine 3 ist mit einem elektrischen Generator 10 gekoppelt, der elektrische Energie an ein Netz 11 abgibt. Das Kondensat aus dem Hauptkondensator 4 wird über eine Leitung 12 und eine Kondensatpumpe 14 in eine Leitung 16 gefördert, die

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zum Kernreaktor 1 führt. In die Leitung 16 wird auch Raumheizung in einem Gebäude 68. Der Heizwasserkadas Kondensat des weiteren Kondensators 6 gefördert, nal 30 weist jeweils im Bereich der Wärmeverbraucher wozu eine Leitung 13 sowie eine weitere Kondensat- einen Anschluß 60 auf.

pumpe vorgesehen sind. In der zum Reaktor 1 Im extremen Sommerbetrieb kann nur ein relativ

führenden Leitung 16 können wie üblich dampfbeheizte 5 kleiner Teil der vom Kühlwasser im Kondensator 4 Vorwärmer sowie weitere Pumpen und ein Entgaser aufgenommenen Wärme im Wärmeübertrager 35 vorgesehen sein. Das Kühlsystem 4' des Hauptkunden- abgegeben werden; der Rest wird in das Verdunstungssators 4 weist eine Kühlmittelableitung 20 mit kühlsystem 22 im Kühlturm 23 geleitet. Die Kühlwasser-Umwälzpumpe 21 auf; die Leitung 20 führt zu einem menge des weiteren Kondensators 6 ist stark gedrosselt Verdunstungskühlsystem 22, das in einem Kühlturm 23 io und die in diesem entzogene Wärme wird, sofern nicht untergebracht ist. Unterhalb des Verdunstungskühlsy- die Kühlluft des Kühlturms getrocknet werden muß, auf stems 22 ist ein Auffangbecken 24 angeordnet, aus dem den Wärmeübertrager 48 im Heizwasserkanal 30 das aus dem Verdunstungskühlsystem 22 austretende geleitet, so daß dort das Wasser auf etwa 35° C und durch die den Kühlturm durchströmende Luft aufgeheizt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des abgekühlte Wasser über eine Zuleitung 25 zum 15 Wassers im Heizwasserkanal 30 wird klein gehalten. Kühlsystem 4' zurückgeführt wird. Die Rückführung Mittels der Pumpe 61 in der Leitung 60 wird wenig kann durch den statischen Druck oder mittels einer Wasser dem Wärmeverbraucher zugeführt. Dabei wird nichtgezeichneten Pumpe erfolgen. Das im Verdun- das Heizwasser auf beispielsweise 20° C zurückgekühlt, stungskühlsystem 22 durch Verdunstung verlorenge- wonach es über den Sammelkanal 91 in den Fluß gangene Wasser wird über eine Leitung 26 mittels einer 20 zurückströmt.

Pumpe 27 aus einem Heizwasserkanal 30 ersetzt. In den Im extremen Winterbetrieb sind die beiden Konden-

Leitungen 20 und 25 ist je ein Dreiwegventil 31 bzw. 32 satoren 4 und 6 auf die zugehörigen Wärmeübertrager angeordnet, über die diese Leitungen wahlweise mit 35 und 48 geschaltet. Im Heiz wasserkanal 30 wird eine einem Wärmeübertrager 35 verbindbar sind, der in dem hohe Wassergeschwindigkeit aufrechterhalten und die Heizwasserkanal 30 angeordnet ist. 25 Pumpe 61 fördert relativ viel Wasser von beispielsweise

Das Kühlsystem 6' des weiteren Kondensators 6 ist 38° C in den Wärmeverbraucher.

über eine Leitung 40 mit einem geschlossenen Die Dreiwegventile 31,32 und 45,46, von denen auch

Wärmeübertrager 42 verbunden, der oberhalb des nur jeweils eines pro Kühlsystem 4' bzw. 6' vorgesehen Verdunstungskühlsystems 22 im Kühlturm 23 angeord- werden kann, gestatten, die Verteilung der vom net ist. Der geschlossene Wärmeübertrager 42 ist über 30 Kühlwasser in den Kondensatoren 4 und 6 aufgenomeine Leitung 41 mit Umwälzpumpe 43 mit dem menen Wärme auf das Heizwasser und auf den Kühlsystem 6' verbunden. In den Leitungen 40 und 41 ist Kühlturm 23 optimal einzustellen, wobei man darauf je ein Dreiwegventil 45 bzw. 46 angeordnet, über die achten wird, daß die Dampfentnahme an der Entnahmediese Leitungen mit einem weiteren, ebenfalls im stelle 5 nicht größer als nötig ist, denn die entnommene Heizwasserkanal 30 angeordneten Wärmeübertrager 35 Dampfmenge führt zu einer Verringerung der elektri-

48 verbindbar sind, der sekundärseitig, d. h. in sehen Leistung.

Strömungsrichtung des Wassers im Heizwasserkanal 30, Die Dreiwegventile 31 und 45 oder 32 und 46 können

stromunterhalb des Wärmeübertragers 35 angeordnet auch von einem Computer gesteuert werden, dem außer

ist. den momentanen und gegebenenfalls vorausgesagten

Der Heizwasserkanal 30 ist mit seinem Eintrittsende 40 Witterungsdaten auch die Soll- und Istwerte der

49 an ein offenes, fließendes Gewässer, z. B. Fluß 50 elektrischen und der thermischen Leistung, gemessene angeschlossen, dem er Wasser entnimmt. Das entnom- Werte der Wasservorlauftemperatur im Heizwasserkamene Wasser wird in einer Aufbereitungsanlage 52 nal 30 und/oder der im Heizwasser gespeicherten mechanisch und gegebenenfalls chemisch oder physika- Wärme eingegeben werden können,
lisch-chemisch aufbereitet. Im Heizwasserkanal 30, der 45 Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeigegen Wärmeverlust auf nichtgezeichnete Weise spiel kann das aus dem Sammelkanal 91 abströmende isoliert ist, sind über seine Länge verteilt Pumpenanla- Wasser auch in ein offenes Gewässer fließen, das nicht gen 53, 54 und 55 angeordnet, die das aufbereitete direkt mit dem Fluß 50 in Verbindung steht. In einem Wasser über die Wärmeübertrager 35 und 48 in den solchen Falle würden also der Wind und die Wolken als Bereich von Wärmeverbrauchern fördern. In der 50 Transportmittel zwischen den Wärmeverbrauchern und Zeichnung ist der Einfachheit halber nur ein derartiger dem Wasserbezugsort des Heizwasserkanals dienen.
Wärmeverbraucher dargestellt, und zwar in Form einer

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizkraftwerk mit daran angeschlossener Fernheizanlage, das eine eine Entnahmestelle aufweisende Dampfturbine mit Kondensator und einen Kühlturm umfaßt, wobei die Kühlwasser-Zu- und -Ableitungen des Kondensators wahlweise mit einem im Kühlturm untergebrachten Verdunstungskühlsystem und/oder mit einem in einem Heizwasserlumal angeordneten Wärmeübertrager verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmestelle (5) der Dampfturbine (3) mit einem weiteren Kondensator (6) verbunden ist, dessen Kühlwasser-Zu- und Ableitungen (40,41) wahlweise mit einem im Kühlturm (23) oberhalb des Verdunstungskühlsystems (22) angeordneten, geschlossenen Wärmeübertrager (42) und/oder mit einem weiteren, im Heizwasserkanal (30) angeordneten Wärmeübertrager (48) verbindbar sind, der dem erstgenannten, im Heizwasserkanal angeordneten Wärmeübertrager (35) sekundärseitig nachgeschaltet ist.

2. Heizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwasserkanal (30) zusammen mit daran angeschlossenen Wärmeverbrauchern und offenen Gewässern, die als Rückleitung für das die Wärmeverbraucher verlassende Wasser zum Eingang des Heizwasserkanals dienen, ein Kreislaufsystem bilden.