[0001] Die Erfindung betrifft einen Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger der im Oberbegriff
des Anspruches 1 genannten Art.
[0002] Ein solcher Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger ist aus der EP 0 357 590 B1 bekannt.
Als Anfahrhilfe, die im Wasserumlauf eine Umwälzpumpe vermeiden soll, ist mindestens
ein Injektor angeordnet, der lediglich in der Anfahrphase einen Teilstrom von Wasser
mit der gewünschten Strömungsrichtung in das Fall- und/oder Steigrohr einspeist.
[0003] Bei einer anderen Ausführungsform ist als Anfahrhilfe eine Einrichtung zur Einspeisung
von Dampf, Dampf-Wasser-Gemischen, Gasen, wie Stickstoff oder dergleichen, in das
Steigrohr vorgesehen. Als dritte Möglichkeit wird als Anfahrhilfe zwischen mindestens
je einem Ein- und Austrittssammler der Verdampferheizfläche eine absperrbare Verbindungsleitung
angeordnet.
[0004] Bei der Verwendung eines Injektors muß als nachteilig angesehen werden, daß im Betrieb
der Strömungsquerschnitt von Fallrohr und Steigrohr durch den Injektor behindert wird.
[0005] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abhitzedampferzeuger der
gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem der Druck in der Speisewasserleitung in besonders
wirksamer Weise zum Aufbau einer Anfahrhilfe ausgenutzt wird.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Speisewasserleitung stromab der Speisewasserpumpe
über mindestens ein Anfahrrohr mit dem Fallrohr steuerbar verbunden ist und zwischen
der Verbindungsstelle des Anfahrrohres mit dem Fallrohr einerseits und der Trommel
andererseits in dem Fallrohr ein entgegen der Fallströmung sperrendes Rückschlagventil
angeordnet ist und in Fallströmung gesehen vor dem Rückschlagventil das Fallrohr oder
die Trommel mit mindestens einem Ableitrohr steuerbar verbunden ist.
[0007] Auf diese Weise wird das von der Speisewasserpumpe herangeführte Wasser beim Anfahren
ganz oder teilweise über die Verdampferheizfläche der Trommel zugeführt, während diese
über das Ableitrohr steuerbar entlastet wird.
[0008] Weist der Dampferzeuger ein Mitteldrucksystem mit einer der Verdampferheizfläche
vorgeschalteten Speisewasservorwärmheizfläche (Economizer) auf, wird das Anfahrrohr
vorzugsweise gemäß Anspruch 2 stromab der Speisewasservorwärmheizfläche an die Speisewasserleitung
angeschlossen.
[0009] Die Unteransprüche 3 bis 5 betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Naturumlauf-Abhitzedampferzeugers.
[0010] Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur in einer Ausführungsform näher
erläutert werden.
[0011] In einem vertikalen Abgaskanal 1, dem von unten Abgas AG zugeführt wird, ist eine
horizontal angeordnete Verdampferheizfläche 2 und in Strömungsrichtung des Abgases
folgend eine Speisewasservorwärmheizfläche 3 ebenfalls horizontal angeordnet. Den
Heizflächen 2 und 3 ist eine Trommel 4 in Überhub bezüglich der Verdampferheizfläche
4 zugeordnet. Die Trommel 4 ist über mindestens ein Fallrohr 5 mit dem Eintrittssammler
2a der Verdampferheizfläche 2 verbunden, deren Austrittssammler 2b über ein Steigrohr
6 in bekannter Weise mit einem Beruhigungsraum 7 in der Trommel 4 verbunden ist. Die
Elemente 2, 4, 5, 6 stellen bei stationärem Betrieb des Dampferzeugers ein Naturumlauf-System
dar.
[0012] Der Eintrittssammler 3a der Speisewasservorwärmheizfläche 3 (Economizer) wird von
einem Speisewasserbehälter 8 über eine Speisewasserleitung 9, in der eine Speisewasserpumpe
10 angeordnet ist, Speisewasser zugeführt. Das in dem Economizer 3 vorgewärmte Wasser
wird über den Austrittssammler 3b und eine Leitung 11 der Trommel 4 zugeführt. Dem
Eintrittssammler 3a ist ein steuerbares Ventil 12 vorgeschaltet und zwischen Austrittssammler
3b und Trommel 4 ist ein steuerbares Drei-Wege-Ventil 13 eingeschaltet. Das Drei-Wege-Ventil
13 ist über ein Anfahrrohr 14 mit dem Fallrohr 5 verbunden. Zwischen der Verbindungsstelle
15 und der Trommel 4 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet, das eine Strömung von
der Trommel 4 zum Eintrittssammler 2a (Fallströmung) ungehindert durchläßt, in Gegenrichtung
jedoch sperrt. Zwischen Rückschlagventil 16 und Trommel 4 ist das Fallrohr 5 mit einem
Ableitrohr 17 verbunden, in dem ein Ventil 18 angeordnet ist. Das Wasser kann in eine
Kläranlage oder direkt in eine Kanalisation abgeleitet werden.
[0013] Bei Anfahren des Dampferzeugers wird das Ventil 12 geöffnet und das Drei-Wege-Ventil
13 so eingestellt, daß zumindest ein wesentlicher Teil des aus dem Economizer austretenden
Wassers über Leitung 14 in das Fallrohr 5 vor dem Rückschlagventil 16 geführt wird.
Durch das von der Speisewasserpumpe 10 aufgeprägte hohe Druckniveau des Economizers
wird eine sichere Durchströmung der Verdampferheizfläche beim Anfahren erreicht. Das
geschlossene Rückschlagventil 16 verhindert, daß das über Rohr 14 herangeführte Wasser
entgegen der Fallrichtung in das Fallrohr 5 eintreten kann.
[0014] Der für die Trommel 4 vorgegebene Wasserstand wird dadurch aufrechterhalten, daß
das über das Steigrohr 6 in die Trommel eingeführte Wasser bei geöffnetem Ventil 18
über Leitung bzw. Rohr 17 abgeführt wird. Bei Auftreten der Dampfbildung in der Verdampferheizfläche
2 wird der Dampf in das Steigrohr 6 mitgenommen und in die Trommel 4 eingetragen.
Infolge der Dichteunterschiede kommt der Naturumlauf in Gang; es wird dann ein Punkt
erreicht, bei dem die Dichteunterschiede dafür sorgen, daß sich das Rückschlagventil
öffnet, d.h. das Wasser in dem Fallrohr 5 durch das Rückschlagventil 16 hindurch zum
Eintrittssammler 2a strömen kann. Mit entsprechenden Druckmeß- und/oder Flußmeßeinrichtung
werden die Druck- und Strömungszustände erfaßt und es wird das Drei-Wege-Ventil 13
so angesteuert, daß das aus dem Austrittssammler 3b des Economizers 3 austretende
Wasser zur Gänze in die Trommel 4 eingeführt wird. Dann kann auch das Ventil 18 im
Ableitrohr geschlossen werden und die Niveauregelung in der Trommel 4 erfolgt allein
in Abhängigkeit von der Stellung des Ventils 12 in der Speisewasserleitung 9.
[0015] Der sich in der Trommel ansammelnde Dampf wird über eine Dampfleitung 19, die mit
dem Dampfraum der Trommel 4 verbunden ist, abgeführt und einer Nutzung zugeführt.
Hierbei ist es möglich, daß der Dampf wie bei der EP 0 357 590 B1 einer Überhitzung
zugeführt wird. Die Überhitzerheizfläche sollte in Strömungsrichtung des Abgases gesehen
jedoch vor der Verdampferheizfläche angeordnet werden.
1. Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger, insbesondere Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger hinter
Gasturbine mit mindestens einer Trommel (4), einer der Trommel Speisewasser über eine
Speisewasserleitung (9, 11) zuführenden Speisewasserpumpe (10), einem Umlaufsystem
bestehend aus mindestens einem Fallrohr (5), mindestens einer horizontal in einem
vertikalen Abgaskanal (1) angeordneten Verdampferheizfläche (2) und mindestens einem
Steigrohr (6) sowie einer Anfahrhilfe für den Naturumlauf,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserleitung (9, 11) stromab der Speisewasserpumpe (10) über mindestens
ein Anfahrrohr (14) mit dem Fallrohr (5) steuerbar (13) verbunden ist und zwischen
der Verbindungsstelle (15) des Anfahrrohres mit dem Fallrohr einerseits und der Trommel
andererseits in dem Fallrohr ein entgegen der Fallströmung sperrendes Rückschlagventil
(16) angeordnet ist und in Fallströmung gesehen vor dem Rückschlagventil das Fallrohr
oder die Trommel mit mindestens einem Ableitrohr (17) steuerbar (18) verbunden ist.
2. Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Anordnung einer der Verdampferheizfläche vorgeschalteteten Speisewasservorwärmheizfläche
(3) das Anfahrrohr (14) stromab der Speisewasservorwärmheizfläche an die Speisewasserleitung
(9, 11) angeschlossen ist.
3. Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrrohr (14) an die Speisewasserleitung (9,11) über ein steuerbares Drei-Wege-Ventil
angeschlossen ist, dessen anderer Auslaßweg mit der Trommel (4) verbunden ist.
4. Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasservorwärmheizfläche stromab der Verdampferheizfläche in dem Abgaskanal
angeordnet ist.
5. Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitrohr über ein steuerbares Ventil (18) mit einem der Speisewasserpumpe
(10) vorgeschalteten Speisewasserbehälter (8) verbunden ist.