Naturumlauf-Abhitzedampferzeuger

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.

Claims

1. Natural circulation-waste heat boiler, especially natural circulation-waste heat boiler downstream a gas turbine, with a drum (4), a feed water pump (10) feeding feed water via a feed water conduit (9, 11) to the drum, a circulation system comprising at least one down pipe (5), at least one evaporator heating surface (2) being horizontally arranged in a vertical waste gas channel (1) and at least one ascending pipe (6) as well as a starting aid for the natural circulation,
characterized in that the feed water conduit (9, 11) is connected downstream of the feed water pump (10) by means of a starting pipe (14) to the down pipe (5) in a controllable (13) manner and between the junction point (15) of the starting pipe to the ascending pipe on one hand and the drum on the other hand in the down pipe a check valve (16) is arranged closing against the direction of the down flow and seen in the direction of down flow before the checkvalve the down pipe or the drum is connected to at least one let-off pipe (17) in a controllable (18) manner.

2. Natural circulation-waste heat boiler according to claim 1,
characterized in that in case of arrangement of a feed water preheater heating surface (3) arranged before the evaporator heating surface the starter pipe (14) is connected downstream of the feed water preheater heating surface to the feed water conduit (9, 11).

3. Natural circulation-waste heat boiler according to claim 1 or 2,
characterized in that the starter pipe (14) is connected to the feed water conduit (9,11) by means of a controllable three-way-valve, the other outlet of which is connected to the drum (4)

4. Natural circulation-waste heat boiler according to at least one of the claims 1 - 3,
characterized in that the feed water preheater heating surface is arranged in the waste gas channel down stream of the evaporator heating surface.

5. Natural circulation-waste heat boiler according to at least one of the claims 1 - 4,
characterized in that the let-off pipe is connected by means of a controllable valve (18) to a feed water tank (8) connected to the inlet of the feed water pump (10)

Revendications

1. Générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle, notamment générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle monté en aval d'une turbine à gaz, comportant au moins un tambour (4), une pompe d'eau d'alimentation (10) qui envoie au tambour de l'eau d'alimentation par l'intermédiaire d'une canalisation d'eau d'alimentation (9, 11), un système de circulation constitué par au moins un tube de descente (5), au moins une surface de chauffage (2) d'un évaporateur, disposée horizontalement dans un canal vertical (1) des gaz d'échappement et au moins un tube montant (6) ainsi qu'un système d'aide au démarrage pour la circulation naturelle, caractérisé en ce que la canalisation d'eau d'alimentation (9, 11) est reliée au tube de descente (5) en aval de la pompe d'eau d'alimentation (10), par l'intermédiaire d'au moins un tube d'arrivée (14), de manière à pouvoir être commandée (13), et qu'une soupape antiretour (16), qui réalise un blocage à l'encontre de l'écoulement descendant, est disposée dans le tube de descente entre le point de raccordement (15) du tube d'arrivée avec le tube de descente d'une part et avec le tambour d'autre part, et que le tube de descente ou le tambour est raccordé d'une manière commandable (18) à au moins un tube de dérivation (17), en amont de la soupape anti-retour, dans la direction de l'écoulement descendant.

2. Générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas où une surface (3) de préchauffage de l'eau d'alimentation est disposée en amont de la surface de chauffage de l'évaporateur, le tube d'arrivée (14) est raccordé à la canalisation d'eau d'alimentation (9, 11) en aval de la surface de préchauffage de l'eau d'alimentation.

3. Générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube d'arrivée (14) est raccordé à la canalisation d'eau d'alimentation (9, 11) par l'intermédiaire d'une soupape commandable à trois voies, dont l'autre voie de sortie est raccordée au tambour (4).

4. Générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface de préchauffage de l'eau d'alimentation est disposée dans le canal des gaz d'échappement, en aval de la surface de chauffage de l'évaporateur.

5. Générateur de vapeur à chaleur perdue et à circulation naturelle selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tube de dérivation est raccordé par l'intermédiaire d'une soupape commandable (18) à un réservoir d'eau d'alimentation (8) branché en amont de la pompe d'eau d'alimentation (10).

Zeichnung