(19)
(11) EP 0 752 556 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
08.01.1997  Patentblatt  1997/02

(21) Anmeldenummer: 96110438.7

(22) Anmeldetag:  28.06.1996
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6F22B 1/18, F22B 29/04
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU NL PT SE

(30) Priorität: 07.07.1995 DE 19524727

(71) Anmelder: NEM B.V.
2321 JW Leiden (NL)

(72) Erfinder:
  • van Gerven, Johan
    2332 ZR Leiden (NL)
  • van der Burg, Rum
    2101 SG Heemstede (NL)

(74) Vertreter: Carstens, Wilhelm, Dipl.-Phys. 
L. & C. Steinmüller GmbH
51641 Gummersbach
51641 Gummersbach (DE)

   


(54) Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger


(57) Bei einem Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger, insbesondere Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger hinter Gasturbine mit mindestens einer Trommel (4), einer der Trommel Speisewasser über eine Speisewasserleitung zuführenden Speisewasserpumpe (10), einem Umlaufsystem bestehend aus mindestens einem Fallrohr (5), mindestens einer horizontal in einem vertikalen Abgaskanal angeordneten Verdampferheizfläche (2) und mindestens einem Steigrohr (6) sowie einer Anfahrhilfe für den Naturumlauf, ist, um den Druck in der Speisewasserleitung in besonders wirksamer Weise zum Aufbau einer Anfahrhilfe auszunutzen, erfindungsgemäß vorgesehen, 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.




Beschreibung


[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.


Ansprüche

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.
 




Zeichnung







Recherchenbericht