DE3232029A1 - Verfahren und anlage zum erwaermen von hochdruck-speisewasservorwaermern fuer kraftwerke - Google Patents
Verfahren und anlage zum erwaermen von hochdruck-speisewasservorwaermern fuer kraftwerkeInfo
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Description
HITACHI, LTD., Tokyo, Japan
Verfahren und Anlage zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern
für Kraftwerke
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern, die zum
Anfahren von Heizkraftwerken eingesetzt werden.
Die in Heizkraftwerken eingesetzten Zwangsdurchlaufkessel umfassen Benson-Kessel. Bei einer bestimmten Art von Benson-Kesseln,
die bei änderbaren Drücken betrieben werden, muß beim Anfahren der Kessel eine vorbestimmte Umlaufrate des
darin strömenden Speisewassers sichergestellt sein. Infolgedessen weisen einige dieser Kessel ein sogenannten Umlaufbzw.
Zirkulationssystem auf, bei dem ein Teil des Speisewassers aus demjenigen Teil des Kessels entnommen wird, der
sich an der Aufstromseite eines Primär-Überhitzers befindet,
und in einen Freisetzungsbehälter geleitet wird, wonach das resultierende Speisewasser, aus dem Dampf abgeschieden
wurde, durch eine Umwälzpumpe demjenigen Teil des Kessels zugeführt wird, der sich auf der Aufstromseite eines Brenn-
Stoffvorwärmers befindet (vgl. z. B. das technische Magazin "Ishikawajima Harima Technical Report", Bd. 18, Nr. 2,
veröffentl. März 1978, Fig. 21 auf S. 196). Zum Anfahren eines Kraftwerks, das einen solchen Kessel aufweist, wird
der Kessel gezündet, so daß das Speisewasser durch ein darin befindliches Rezirkulationssystem umgewälzt wird. Während
des Zeitraums zwischen dem Zünden des Kessels und dem Beginn der Dampfzufuhr zu einer Dampfturbine befindet sich das
Speisewasser in einem Entgaser, der in dem Teil eines Speisewassersystems angeordnet ist, der zwischen einen
Kondensator und den Kessel geschaltet ist, in einem vakuumentgasten Zustand. Infolgedessen wird die Temperatur des
durch die Hochdruck-Speisewasservorwärmer Nr. 1-3 in demjenigen Teil des Speisewassersystems zwischen dem Entgaser und
dem Kessel fließenden Speisewassers nur auf ca. 60 0C erhöht. Es ist jedoch erforderlich, die Temperatur des
Speisewassers in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern durch praktische Nutzung derselben auf ca. 130-190 0C zu erhöhen,
bis die Dampfturbine auf ca. 20 % Teillast gefahren wird (nach Ablauf von etwa 20 min), nachdem die Dampfzufuhr
zur Dampfturbine begonnen hat. Während dieses kurzen Zeitraums von ca. 20 min nach dem Beginn der Dampfzufuhr
zur Dampfturbine wird daher der Heißdampf aus der Turbine entnommen und in die Speisewasservorwärmer eingeleitet, und
dadurch wird die Speisewasser-Temperatur plötzlich von ca. 60 0C auf den Soll-Pegel von ca. 130-190 0C erhöht.
Wenn jedoch das Speisewasser in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern abrupt erwärmt wird, wird die Temperaturverteilung
im Inneren der Speisewasservorwärmer unausgeglichen infolge der hohen Temperatur-Änderungsrate. Infolgedessen
sind die Speisewasservorwärmer einer hohen Wärmebeanspruchung ausgesetzt. Dadurch ergibt sich ein Problem hinsichtlich
der Festigkeit der Speisewasservorwärmer.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Anlage zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern
für Kraftwerke, wobei das Auftreten einer übermäßig hohen Wärmebeanspruchung in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern
beim Anfahren des Kraftwerks vermieden wird.
Bei dem Verfahren und der Anlage nach der Erfindung zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern für Kraftwerke,
die einen Kessel mit Umlaufsystem aufweisen, wird ein Teil des Hochtemperatur-ümlaufspeisewassers, das in einem
Umlaufsystem strömt, aus diesem entnommen und in einen Hochdruck-Speisewasservorwärmer von dessen AufStromseite
eingeführt und durch ihn geleitet, wodurch das Speisewasser während eines Zeitraums zwischen dem Zünden des Kessels und
der Inbetriebnahme des Hochdruck-Speisewasservorwärmers erwärmt wird; dadurch wird das Auftreten einer übermäßig
hohen Wärmebeanspruchung in dem Hochdruck-Speisewasservorwärmer verhindert.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Systemdiagramm eines Kraftwerks, das eine Erwärmungsanlage gemäß der Erfindung für die
Hochdruck-Speisewasservorwärmer aufweist;
Fig. 2 eine Grafik, die Änderungen der Speisewasser-Temperatur, die Anzahl Umdrehungen/min einer
Turbine sowie eine Turbinenlast während eines Anfahrschritts des Kraftwerks nach Fig. 1
zeigt; und
Pig. 3 eine Grafik, die die Lebensdauer-Verbrauchsquote
des Hochdruck-Speisewasservorwärmers für das Kraftwerk nach Fig. 1 je Arbeitsperiode des
Kraftwerks zeigt.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Speisewassersystems für ein Heizkraftwerk. Dabei wird der in einer Dampfturbine
30 während des Normalbetriebs des Kraftwerks genutzte Dampf in einem Kondensator 40 verdichtet und zu Kondensat
umgewandelt, das einem Entgaser 25 durch ein Speisewassersystem 50 mittels einer Kondensatpumpe 35 zugeführt wird.
Das Speisewassersystem 50 ist mit Niederdruck-Speisewasservorwärmern 21, 22 versehen, in denen das in den Entgaser 25
einzuleitende Kondensat erwärmt wird. Das Kondensat aus dem Entgaser 25 wird durch eine Speisewasserpumpe 4 weiter
verdichtet und Hochdruck-Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 zugeführt, die in dem Teil des Speisewassersystems 50
zwischen dem Entgaser 25 und einem Brennstoffvorwärmer 8 im Kessel angeordnet sind. Das Kondensat, dessen Temperatur
durch die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 erhöht wurde, wird als Kesselspeisewasser dem Brennstoffvorwärmer 8
im Kessel, einem Wasserbehälter 9, einem Luft-Wasser-Abscheider
10, einem ersten Erhitzer 13a, einem zweiten Erhitzer 13b und einem dritten Erhitzer 13c in dieser
Reihenfolge zugeführt. Im dritten Erhitzer 13c wird das Kondensat zu Heißdampf, der in eine Dampfturbine 30 eingeleitet
wird. Leitungen 61, 62 zur Entnahme von Heißdampf aus der Dampfturbine 30 sind für die Niederdruck-Speisewasservorwärmer
21, 22, die in dem Speisewassersystem 50 angeordnet sind, vorgesehen. Ferner sind Luftentnahmeleitungen 72,
73, 74, die von der Dampfturbine 30 ausgehen, mit den Hochdruck-Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 verbunden.
Die drei Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 sind in der angegebenen Reihenfolge in Strömungsrichtung des Speisewassers
reihengeschaltet. Ein Einlaßteil A des aufstromseitigen Hochdruck-Speisewasservorwärmers 2 ist mit einem Auslaßteil
einer Kesselspeisewasserpumpe 4 über ein Einlaßventil 5 im Hochdruck-Speisewasservorwärmer verbunden. Ein Auslaßteil D,
der sich auf der Kesselseite des abstromseitigen Hochdruck-Speisewasservorwärmers
3 befindet, ist mit einem Einlaßteil eines Brennstoffvorwärmers 8 im Kessel über ein Auslaßventil
6 im Hochdruck-Speisewasservorwärmer verbunden. Eine die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 umgehende Leitung 52
ist in einem Speisewassersystem 51 vorgesehen und weist ein Bypaßventil 57 auf. Der eingesetzte Kessel ist ein Benson-Kessel,
bei dem das Speisewasser dem Brennstoffvorwärmer 8, dem Wasserbehälter 9, dem Luft-Wasser-Abscheider 10, dem
ersten Erhitzer 13a, dem zweiten Erhitzer 13b und dem dritten Erhitzer 13c in der genannten Reihenfolge unter Erzeugung von
überhitztem Dampf zugeführt wird. Das Speisewasser, aus dem der Dampf im Luft-Wasser-Abscheider 10 abgetrennt wurde,
wird aus diesem in einen Preisetzungsbehälter 11, eine
Kesselumwälzpumpe 12 und ein Durchsatzregelventil 18 umgeleitet und dann der Abstromseite des Brennstoffvorwärmers
zugeführt. Von der Abstromseite der Umwälzpumpe 12 in dem Kreislaufsystem 17 zweigt eine Erwärmungsleitung 14a ab und
gelangt mit dem Teil des Speisewassersystems 51 in Verbindung, der sich auf der Seite des Einlaßteils A des Hochdruck-Speisewasserwasservorwärmers
1 befindet; dieser Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1 ist von den drei Vorwärmern
1, 2 und 3 der oberste in Strömungsrichtung des Speisewassers. Eine Zweigerwärmungsleitung 14b geht von der
Erwärmungsleitung 14a ab und ist an ihrem Endabschnitt mit dem Teil des Speisewassersystems 51 verbunden, der sich auf
der Seite eines Einlaßteils B des Nr. 2-Hochdruck-Speisewasservorwärmers
2 befindet. Ferner zweigt von der Zweigleitung 14b eine Erwärmungszweigleitung 14c ab und steht an ihrem
Endabschnitt mit dem Teil des Speisewassersystems 51 in Verbindung, der sich auf der Seite eines Einlaßteils C des
Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmers 3 befindet, der sich an unterster Stelle in bezug auf die Speisewasser-Strömungsrichtung
befindet.
Diese Erwärmungsleitungen 14a, 14b und 14c sind jeweils mit Temperaturstellventilen 15a, 15b und 15c versehen. Ferner
ist in dem Teil des Speisewassersystems 51, der dem kesselseitigen
Auslaß D des untersten Hochdruck-Speisewasservorwärmers 3 entspricht, ein Temperaturerfasser 16 angeordnet,
der die Temperatur des Speisewassers erfaßt. Ein Erwärmungsregler 80 ist ebenfalls vorgesehen und erzeugt ein Betriebssignal nach Maßgabe einer Temperatur des Speisewassers, die
von dem Temperaturerfasser 16 erfaßt wird, so daß die
Temperaturregelventile 15a, 15b, 15c geöffnet oder geschlossen werden. Ein Temperaturerfasser 19 ist in dem Abschnitt
des Kreislaufsystems 17 angeordnet, der sich an der Abstromseite
der Umwälzpumpe 12 befindet. Der Erwärmungsregler 80 wird nach Maßgabe eines Signals betätigt, das vom Temperaturerfasser
19 erzeugt wird und eine Ausgangstemperatur von ca. 130 0C bezeichnet; der Temperaturerfasser 19 erfaßt
einen Temperaturanstieg im Speisewasser, das beim Anfahren des Kessels in dem Kesselkreislaufsystem 17 umgewälzt wird.
Der Erwärmungsregler 80 gibt dann ein Öffnungssignal an das Temperaturregelventil 15a in der Erwärmungsleitung 14a ab.
Wenn das Ventil 15a geöffnet wird, tritt ein Teil des in dem Kreislaufsystem 17 strömenden Hochtemperatur-Speisewassers
in den Einlaßteil A des Hochdruck-Speisewasservorwärmers 1
- ίο -
durch die Erwärmungsleitung 14a ein und strömt abwärts durch die Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 und erwärmt sie in dieser
Reihenfolge. Die Temperatur des in dem Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 abwärts strömenden Wassers wird durch den
Temperaturerfasser 16 bestimmt. Wenn diese Temperatur ansteigt, werden die Temperaturregelventile 15b, 15c in den
Erwärmungsleitungen 14b, 14c in dieser Reihenfolge vom Regler 80 geöffnet. Damit wird das Hochtemperatur-Speisewasser
auch aus den Einlaßteilen der Hochdruck-Speisewasservorwärmer 2, 3 eingeleitet, um die Erwärmung des Speisewasservorwärmers
zu erleichtern. Wenn die Speisewasser-Temperatur in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 schließlich
einen Soll-Pegel von ca. 160 0C erreicht und von dem Temperaturerfasser 16 erfaßt wird, werden durch den Regler
80 die Temperaturregelventils 15a, 15b, 15c geschlossen, so daß den Vorwärmern kein sie erwärmendes Hochtemperatur-Speisewasser
mehr zugeführt wird. Damit ist der Vorgang zum Erwärmen der Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 beendet.
Dann beginnt die Dampfzufuhr vom Kessel zur Dampfturbine 30, so daß der zum Erwärmen des Speisewassers aus der
Dampfturbine 30 abgezogene Entnahmedampf in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 durch Entnahmeleitungen 72,
73, 74 eingeleitet wird; gleichzeitig wird das Einlaßventil 5 im Hochdruck-Speisewasservorwärmer des Speisewassersystems
51 geöffnet, so daß das Kondensat aus einem Kondensator 40 in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 über einen
Entgaser 25 eingeleitet wird, wodurch der Normallastbetrieb der Dampfturbine gestartet wird. Während des Vorgangs zum
Erwärmen der Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 unter Einsatz des Reglers 80 können die Temperaturregelventile
15a, 15b, 15c gleichzeitig geöffnet werden zur gleichzeitigen Zuführung des erwärmten Speisewassers aus dem Kreislauf-
system 17 in die Einlaßteile A, B, C der Hochdruck-Speisewasservorwärmer
1, 2, 3 durch die Erwärmungsleitungen 14a, 14b bzw. 14c.
Nachstehend wird das Verfahren zum Erwärmen der Hochdruck-Speisewasservorwärmer
unter Einsatz der vorstehend erläuterten Anlage beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird zuerst der Kessel gezündet, wobei das Einlaßventil 5 im Hochdruck-Speisewasservorwärmer
vollständig geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die Temperaturregelventile 15a, 15b und 15c
ebenfalls geschlossen. Wenn der Kessel gezündet ist, strömt das darin befindliche Speisewasser durch den Brennstoffvorwärmer
8, den Wasserbehälter 9 und den Luft-Wasser-Abscheider 10, und der im Luft-Wasser-Abscheider 10 abgetrennte
Dampf wird dem ersten Erhitzer 13a, dem zweiten Erhitzer 13b und dem dritten Erhitzer 13c in dieser Reihenfolge unter weiterer
Erhitzung des Dampfs zugeführt. Das Speisewasser, aus dem der Dampf im Luft-Wasser-Abscheider 10 abgetrennt wurde,
strömt im Kreislaufsystem 17 abwärts und kehrt zum Einlaß des Brennstoffvorwärmers 8 durch den Freisetzungsbehälter
11, die Umwälzpumpe 12 und das Durchsatzstellventil 18, die in dem Kreislaufsystem 17 vorgesehen sind, zurück. Somit
strömt ein Teil des Speisewassers ständig durch das Kreislaufsystem 17. Daher steigt die Temperatur Tb des Speisewassers,
das in dem Kreislaufsystem 17 zu strömen beginnt, nachdem der Kessel gezündet wurde, plötzlich an (vgl. Fig.
2) und erreicht schließlich 300 0C etwa 30 min nach der
Kesselanfahrzeit oder bevor der Dampfturbine Dampf zugeführt wird. Die Temperatur des aus der Kesselumwälzpumpe 12
austretenden Speisewassers wird von dem im Kreislaufsystem
17 angeordneten Temperaturerfasser 19 erfaßt, und die
Temperatur wird an den Regler 80 weitergegeben. Wenn die Temperatur des durch das Kreislaufsystem 17 strömenden
Speisewassers auf ca. 120-130 ° ca. 10 min nach dem Zünden des Kessels ansteigt, wird ein diese Temperatur bezeichnendes
Signal in den Regler 80 eingegeben, so daß das in der Erwärmungsleitung 14a angeordnete Temperaturregelventil 15a
hierdurch geöffnet wird.
Infolgedessen wird ein Teil des Speisewassers, dessen Temperatur auf ca. 120-130 0C gestiegen ist, aus dem
Kreislaufsystem 17 abgezweigt und strömt in den Einlaßteil A
des Nr.-1-Hochdruck-Speisewasservorwärmers 1 durch die Erwärmungsleitung 14a. Das Speisewasser strömt dann abwärts
durch den Nr.-1-, Nr.-2- und Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmer
1, 2 und 3 und beginnt, diese Speisewasservorwärmer vorzuwärmen, deren Speisewasser eine Temperatur von ca.
60 0C entsprechend einem Punkt C in Fig. 2 hat. Das die
Hochdruck-Speisewasservorwärmer durchströmende Speisewasser kehrt über das Auslaßventil 6 zu dem Brennstoffvorwärmer 8
zurück. Die Temperatur des diese Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 durchströmenden Speisewassers wird von dem
Temperaturerfasser 16 erfaßt, der in dem Teil des Speisewassersystems
51 entsprechend dem kesselseitigen Auslaß D des Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmers 3 vorgesehen ist, und
die Temperaturregelventile 15b, 15c werden in dieser Reihenfolge vom Regler 80 geöffnet, so daß das Hochtemperatur-Speisewasser,
das das Kreislaufsystem 17 durchströmt, in die Einlaßabschnitte B, C des Nr.-2- und des Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmers
2,3 durch die Erwärmungsleitungen 14b und 14c eingeleitet wird. Somit wird die Erwärmung
dieser Hochdruck-Speisewasservorwärmer vereinfacht.
Die Erwärmung wird so durchgeführt, daß die Temperatur des
Speisewassers in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 schließlich ca. 1600C erreicht, was einem Punkt d in
Fig. 2 entspricht, wenn die Dampfzufuhr zur Turbine beginnt (ca. 40 min nach dem Zünden des Kessels). Wenn die Temperatur
des durch die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 strömenden Speisewassers 160 0C erreicht und diese Temperatur
vom Erfasser 16 erfaßt wird, wird ein Stellsignal vom Regler 80 abgegeben, so daß die Temperaturregelventile 15a,
15b und 15c in den Erwärmungsleitungen 14a, 14b und 14c
geschlossen werden, und dadurch wird die Zufuhr von Hochtemperatur-Speisewasser aus dem Kreislaufsystem 17 zu den
Hochdruck-Speisewasservorwärmern 1, 2, 3 unterbrochen, womit die Erwärmung der Hochdruck-Speisewasservorwärmer abgeschlossen
ist. Der Treibdampf wird dann der Dampfturbine 30 zugeführt, so daß diese mit einer Nenndrehzahl von
3600 ü/min umläuft. Nach Ablauf von 10 min nach Beginn der Dampfzufuhr zur Dampfturbine (also 50 min nach dem Zünden
des Kessels) wird die Turbine mit Last gefahren. Wenn die Dampfzufuhr zur Turbine beginnt, muß dem Kessel Wasser
zugeführt werden. Dementsprechend wird ein Bypaßventil 7 im Hochdruck-Speisewasservorwärmer geöffnet, so daß dem Brennstoff
vorwärmer 8 durch die Umwälzpumpe über eine Umgehungsleitung 52 Speisewasser zugeführt wird und somit das Speisewasser
dem Kessel mit erwünschtem Durchsatz zugeführt werden kann zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Dampfzufuhr zur
Turbine beginnt, und dem Zeitpunkt, in dem die Hochdruck-Speisewasservorwärmer in Betrieb genommen werden. Wenn die
Turbine mit ca. 20 % Teillast gefahren wird, müssen die Hochdruck-Speisewasservorwärmer Nr. 1-Nr. 3 in Betrieb
genommen werden. Daher wird der aus der Dampfturbine 30 entnommene Dampf in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1,
2, 3 durch Dampfentnahmeleitungen 72, 73, 74 geleitet, und
zwar während eines Zeitraums von ca. 20-25 min zwischen dem Zeitpunkt, der unmittelbar nach Beginn der Dampfzufuhr zur
Turbine liegt (also 40 min nach dem Zünden des Kessels), und einem Zeitpunkt, zu dem die Hochdruck-Speisewasservorwärmer
in Betrieb genommen werden (also 60-65 min nach dem Zünden des Kessels).
Damit wird die Temperatur von 160 0C der Vorwärmer 1, 2,
3, die dem Punkt d in Fig. 2 entspricht und die von dem darin enthaltenen Speisewasser unmittelbar nach Beendigung
eines Erwärmungsvorgangs erreicht wird, auf 1300C entsprechend
einem Punkt e im Nr.-1-Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1 innerhalb von ca. 20 min, auf 148 0C entsprechend einem
Punkt f im Nr.-2-Hochdruck-Speisewasservorwärmer 2 innerhalb von ca. 23 min und auf 187 0C entsprechend einem Punkt g
im Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmer 3 innerhalb von ca. 26 min geregelt. Nachdem die Hochdruck-Speisewasservorwärmer
1, 2, 3 in Betrieb genommen sind, werden mit zunehmender Last die Temperaturen des darin enthaltenen Speisewassers
weiter auf H., H2 und H3 gesteigert.
Der Regler 80 kann so ausgelegt sein, daß er zum Erwärmen der Hochdruck-Speisewasservorwärmer einsetzbar ist. Er kann
die Temperaturregelventile 15a, 15b und 15b entweder in dieser Reihenfolge öffnen, oder er kann sie auf einmal
öffnen, um das Hochtemperatur-Kreislaufwasser im Kessel
gleichzeitig in die Hochdruck-Speisewasservorwärmer 1, 2, 3 einzuleiten.
Während der Erwärmung der Hochdruck-Speisewassservorwärmer 1, 2, 3 ändert sich die Temperatur des Speisewassers im
Nr.-1-Vorwärmer 1 vom Punkt d (160 0C) zum Punkt e
(130 0C) während eines Zeitraums von ca. 20 min, und zwar
zwischen dem Moment, in dem die Dampfzufuhr zur Turbine beginnt, und dem Moment, in dem die Vorwärmer 1, 2, 3 in
Betrieb genommen werden. Infolgedessen ist der Temperaturänderungsbereich
-30 0C, und die Temperaturänderungsrate (°C/H ) ist (-30 0C) x 60 min/20 min = -90 °C/Hr.
Im Nr.-2-Vorwärmer 2 ändert sich die Temperatur des darin befindlichen Speisewassers vom Punkt d (160 0C) zum Punkt
f (148 0C) während ca. 23 min. Infolgedessen ist der Temperaturänderungsbereich -12 0C, und die Temperaturänderungsrate
ist (-12 0C) χ 60 min/23 min = -31 °C/Hr.
Im Nr.-3-Vorwärmer 3 ändert sich die Temperatur des darin befindlichen Speisewassers vom Punkt d (1600C) zum Punkt g
(187 0C) während ca. 26 min. Infolgedessen ist der Temperaturänderungsbereich
+27 0C, und die Temperaturänderungsrate ist (+27 0C) χ 60 min/20 min = +62 °C/Hr.
Somit wird während der Erwärmung der Hochdruck-Speisewasservorwärmer
gemäß dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel die Temperaturänderungsrate jedes Vorwärmers erheblich
reduziert, so daß in diesen Vorwärmern keine übermäßigen Wärmebelastungen auftreten. Die Temperaturänderungsraten des
Speisewassers in den Hochdruck-Speisewasservorwärmern einer konventionellen Erwärmungsanlage dieser Art werden zu
Vergleichszwecken angegeben. Im Nr.-1-Vorwärmer steigt die Temperatur des Speisewassers während 20 min nach dem Beginn
der Dampfzufuhr vom Kessel zur Turbine von 60 auf 130 0C.
Infolgedessen ist die Temperaturänderungsrate 210 °C/H . Im Nr.-2-Vorwärmer steigt die Temperatur des Speisewassers
von 60 auf 148 0C während 23 min. Somit ist die Temperaturänderungsrate
230 °C/Hr. im Nr.-3-Vorwärmer steigt
die Temperatur des Speisewassers während 26 min von 60 auf 187 0C. Somit ist die Temperaturänderungsrate
293 °C/Hr. Die Temperaturänderungsraten in allen drei
Vorwärmern sind sehr hoch.
Bei der Erwärmung der Hochdruck-Speisewasservorwärmer gemäß dem Ausführungsbeispiel wird das Hochdruck-Speisewasser im
Kreislaufsystem als Wärmequelle genutzt. Infolgedessen ist es möglich, mit der Erwärmung der Hochdruck-Speisewasservorwärmer
bereits 10 min nach dem Zünden des Kessels zu beginnen, ohne auf den Beginn der Dampfzufuhr vom Kessel zur
Turbine 40 min nach dem Zünden des Kessels warten zu müssen. Infolgedessen kann die Temperaturänderungsrate des Speisewassers
in bezug auf die zur Erhöhung seiner Temperatur erforderlichen Zeit erheblich reduziert werden.
Fig. 3 zeigt die Lebensdauer-Verbrauchsquote einer Wasserkammer in einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer, der in
einem 600 MW-Kraftwerk vorgesehen ist, pro Arbeitszyklus des Kraftwerks. Die Ordinate bezeichnet die Temperaturänderungsrate
des Speisewassers, und die Abszisse bezeichnet den Bereich (0C) der Änderungen der Temperatur des Speisewassers.
Jede der vier Hyperbeln bezeichnet eine in Prozent ausgedrückte Lebensdauer-Verbrauchsquote einer Wasserkammer
in einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer pro Arbeitszyklus des Kraftwerks.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden die Lebensdauer-Verbrauchsquoten
von Wasserkammern in dem Hochdruck-Speisewasservorwärmern pro Arbeitszyklus des Kraftwerks unter Anwen-
dung des Verfahrens nach der Erfindung zum Erwärmen der Vorwärmer erörtert. Die Lebensdauer-Verbrauchsquote der
Wasserkammer des Nr.-1-Vorwärmers liegt bei einem Punkt X1
aufgrund der Beziehung zwischen dem Temperaturänderungsbereich des darin enthaltenen Speisewassers von 30 0C und
der Temperaturänderungsrate des Speisewassers von 90 C/H^. Die Lebensdauer-Verbrauchsquote der Wasserkammer
des Nr.-2-Vorwärmers liegt bei einem Punkt X„ aufgrund der Beziehung zwischen dem Temperaturänderungsbereich
seines Speisewassers von 12 0C und der Temperaturänderungsrate
des Speisewassers von 31 °C/H . Die Lebensdauer-Verbrauchsquote der Wasserkammer des Nr.-3-Vorwärmers
liegt bei einem Punkt X3 aufgrund der Beziehung zwischen
dem Temperaturänderungsbereich seines Speisewasssers von 27 C und der Temperaturänderungsrate des Speisewassers
von 62 °C/H . Wie hieraus ersichtlich ist, können die Lebensdauer-Verbrauchsquoten dieser Wasserkammern minimiert
werden. In Fig. 3 sind zum Vergleich auch die Lebensdauer-Verbrauchsquoten von Wasserkammern in konventionellen
Nr.-i-Nr.-3-Hochdruck-Speisewasservorwärmern an Punkten Y^-Yo angegeben.
Wie aus dem Vergleich zwischen den Lebensdauer-Verbrauchsquoten X1-X3 und Y-j-Y3 hervorgeht, erlaubt das
Erwärmungsverfahren nach der Erfindung die Verringerung der Lebensdauer-Verbrauchsquoten der Wasserkammern in den
Hochdruck-Speisewasservorwärmern um erheblich höhere Werte als bei konventionellen Verfahren dieser Art.
Durch die Erfindung wird also ein Verfahren bzw. eine Anlage zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern für
Kraftwerke angegeben, wobei das Auftreten übermäßig hoher Warraebeanspruchungen in diesen Vorwärmern vermieden wird und
Probleme der Festigkeit und Lebensdauer der Vorwärmer im wesentlichen nicht auftreten.
Claims (8)
1./Verfahren zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern
in Kraftwerken mit einem ein Kreislaufsystem aufweisenden Kessel,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kreislaufsystem ein Teil des darin strömenden
Hochtemperatur-Speisewassers abgezweigt und dieses Speisewasser in einen Hochdruck-Speisewasservorwärmer aus dem
Abschnitt eines Speisewassersystems auf der Seite eines Einlaßteils des Vorwärmers eingeleitet wird, wobei das aus
dem Vorwärmer ausströmende Speisewasser während eines Zeitraums zwischen der Zündung des Kessels und der Inbetriebnahme
des Vorwärmers zum Kessel rückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus dem Kreislaufsystem im Kessel abgezweigte Hochtemperatur-Speisewasser so aufgeteilt wird, daß es in
den Teil des Speisewasssersystems auf der Seite von Einlaßteilen einer Mehrzahl von Hochdruck-Speisewasservorwärmern
eingeleitet wird.
680-118105595-DE1-Schö
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchsatz des aus dem Kessel in den Hochdruck-Speisewasservorwärmer
eingeleiteten Speisewassers nach Maßgabe der Temperatur des im selben Vorwärmer abwärtsströmenden
Speisewassers geregelt wird.
4. Anlage zum Erwärmen von Hochdruck-Speisewasservorwärmern für Kraftwerke, die einen Kessel mit einem Kreislaufsystem,
eine Dampfturbine, die von dem im Kessel erzeugten Dampf getrieben wird, einen Kondensator zum Verdichten des aus der
Dampfturbine nach unten strömenden Dampfs und einen Hochdruck-Speisewasservorwärmer
in einem Speisewassersystem zur Zuführung von Kondensat aus dem Kondensator zum Kessel
aufweisen,
gekennzeichnet durch.
eine von dem Kreislaufsystem (17) für den Kessel abzweigende Erwärmungsleitung (14a, 14b, 14c), die mit dem Teil
des Speisewassersystems (51) auf der Seite eines Einlaßteils des Hochdruck-Speisewasservorwärmers (1, 2, 3) in
Verbindung steht, und
ein in der Erwärmungsleitung (14a, 14b, 14c) angeordnetes Durchsatzregelventil (15a, 15b, 15c).
5. Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmungsleitung (14a, 14b, 14c) weiter verzweigt ist und mit dem Teil des Speisewassersystems (51) auf der
Seite von Einlaßteilen einer Mehrzahl Hochdruck-Speisewasservorwärmer (1, 2, 3) in Verbindung steht, wobei jede der
Erwärmungs-Zweigleitungen (14a, 14b, 14c) mit einem Durchsatzregelventil (15a, 15b, 15c) versehen ist.
6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
einen ersten Temperaturerfasser (16), der die Temperatur
des Speisewassers erfaßt und in dem Teil des Speisewassersystems (51) abstrom von den Hochdruck-Speisewasservorwärmern
(1, 2, 3) angeordnet ist, und einen Regler (80), der die Durchsatzregelventile (15a,
15b, 15c) nach Maßgabe eines Ausgangssignals des ersten Erfassers (16), das die Speisewassertemperatur bezeichnet,
regelt.
7. Anlage nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
gekennzeichnet durch
einen zweiten Temperaturerfasser (19) in dem Speisewassersystem (51) für den Kessel zur Erfassung der Temperatur des
im Kessel im Kreislauf geführten Speisewassers, wobei der Regler (80) nach Maßgabe eines Temperatur-Ausgangssignals
des zweiten Temperaturerfassers (19) ein Erwärmungs-Startsignal
abgibt.
8. Anlage nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmungsleitung (14a) von dem Teil des Kreislaufsystems (51) des Kessels auf der Seite eines Auslaßteils
einer Kessel-Umwälzpumpe (12) abzweigt.
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| DE3232029A1 true DE3232029A1 (de) | 1983-03-17 |
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