VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES DURCHLAUFDAMPFERZEUGERS

Beschreibung

[0001] Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers mit einem Verdampfer, bei dem ein Speisemassenstrom eines Strömungsmediums mit Hilfe einer Speisepumpe dem Verdampfer zugeführt und dort zumindest teilweise verdampft wird, wobei nicht verdampftes Strömungsmedium in einem dem Verdampfer nachgeschalteten Abscheider abgeschieden und ein Umwälzmassenstrom des abgeschiedenen Strömungsmediums mit Hilfe einer Umwälzpumpe in den Verdampfer zurück geführt wird, so dass sich der als Verdampfermassenstrom bezeichnete Massenstrom des den Verdampfer durchströmenden Strömungsmediums additiv aus dem Speisemassenstrom und dem Umwälzmassenstrom zusammensetzt. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel in Dokument DE 32 43 578 A1 ofenbart. Bei einem Zwangdurchlaufdampferzeuger wird der Durchlauf des üblicherweise in Form von Speisewasser zugespeisten Strömungsmediums durch den in der Regel vorgesehenen Vorwärmer, den Verdampfer und den Überhitzer durch eine entsprechend leistungsstarke Speisewasserpumpe, kurz Speisepumpe erzwungen. Somit erfolgt die Erwärmung des Strömungsmediums bis zur Sattdampftemperatur, die Verdampfung und anschließende Überhitzung kontinuierlich in einem Durchlauf, so dass keine Trommel benötigt wird. Im Gegensatz zu einem Dampferzeuger, der für einen Naturumlaufbetrieb ausgelegt ist, kann ein Zwangdurchlaufdampferzeuger auch im überkritischen Bereich bei Drücken von 230 bar und mehr betrieben werden. Mit Zwangdurchlaufkesseln können sehr große Dampfleistungen auf relativ kleinem Raum erzeugt werden. Da die Menge an Strömungsmedium im System relativ gering ist, hat das System eine geringe Trägheit und erlaubt so eine schnelle Reaktion auf Laständerungen.

[0002] Befeuerte Zwangdurchlaufverdampfer mit spiralförmig um eine Brennkammer gewundenen Verdampferrohren (so genannte Spiralberohrung) werden gewöhnlich für eine Massenstromdichte des durch die Verdampferrohre geführten Strömungsmediums von ca. 2000 kg/(sm²) bei 100 % Last (Volllast) ausgelegt. Entsprechend den bislang üblichen Auslegungsrichtlinien soll die Massenstromdichte in einem Verdampfer mit Glattrohren bei Teillast einen Wert von etwa 800 kg/(sm²) nicht unterschreiten, um Kühlungsprobleme an den Rohrwänden durch eine Schichtung der Strömung zu vermeiden. Dieser Wert entspricht bei der oben genannten Volllastmassenstromdichte von 2000 kg/(sm²) einem Lastwert von 40 % der Volllast. Dies ist dann auch der Lastfall, für den der Verdampfermindestmassenstrom definiert wird. Im Anfahr- und Schwachlastbetrieb wird durch die Speisewasserregelung sichergestellt, dass dem Verdampfer immer dieser Verdampfermindestmassenstrom zugeführt wird.

[0003] Nicht verdampftes Wasser, welches gerade im Anfahr- und Schwachlastbetrieb anfällt, wird üblicherweise in einem dem Verdampfer nachgeschalteten Wasserabscheider (kurz: Abscheider) vom Dampf getrennt und zu einem Wassersammelgefäß (der so genannten Sammelflasche oder kurz Flasche) geführt, während der Dampf in der Regel einem Überhitzer zugeführt wird. Vielfach wird eine Umwälzpumpe verwendet, um das abgeschiedene Wasser zu rezirkulieren und vor dem auch als Economiser bezeichneten Speisewasservorwärmer in den Speisewassermassenstrom (kurz: Speisemassenstrom) einzubinden, es also letztlich wieder zum Verdampfereinlass zurückzuführen. Der Verdampfermassenstrom setzt sich in diesem Fall additiv aus dem Speisemassenstrom und dem auch als Rezirkulationsmassenstrom bezeichneten Umwälzmassenstrom zusammen.

[0004] Bei einer bislang üblichen Betriebsweise wird beim Anfahren der Speisemassenstrom stetig erhöht, während der Umwälzmassenstrom in gleichem Maße herunter geregelt wird. Folglich muss in dem oben genannten Beispiel die Umwälzpumpe für eine vergleichsweise hohe Umwälzmassenstromdichte von ca.

[0005] 800 kg/(ms²) entsprechend 40 % des Volllastwertes der Verdampfermassenstromdichte ausgelegt sein, denn im Nulllastbetrieb oder knapp oberhalb davon wird beinahe der gesamte Verdampfermassenstrom durch den Umwälzmassenstrom gebildet. Dieser vergleichsweise hohe Auslegungsmassenstrom der Umwälzpumpe führt dazu, dass die Umwälzpumpe vergleichsweise leistungsstark und groß dimensioniert sein muss und dementsprechend mit hohen Anschaffungskosten verbunden ist.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers der oben genannten Art anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet, mithin bei gering gehaltenen Anschaffungs- und Betriebskosten für einen effektiven und sicheren Teillastbetrieb mit ausreichender Kühlung der Verdampferrohre ausgelegt ist. Des Weiteren soll ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeigneter Durchlaufdampferzeuger angegeben werden.

[0007] In Bezug auf das Verfahren wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch die technischen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Der Betrieb im Hochlastintervall wird als Durchlaufbetrieb bezeichnet, weil im Abscheider kein Wasser mehr anfällt.

[0008] Die Bezugnahme auf den Fall steigender Last erfolgt hier lediglich zum Zweck einer eindeutigen Definition; die Regelungscharakteristik gilt analog auch für den Fall sinkender Last. Dies bedeutet beispielsweise, dass im Niedriglastintervall der Speisemassenstrom mit sinkender Last verringert wird etc.

[0009] Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass es zwar prinzipiell möglich wäre, auf den Rezirkulationskreisklauf mit der Umwälzpumpe zu verzichten, mithin das im Abscheider abgeschiedene Wasser beim Anfahren und im Schwachlastbetrieb einfach abzuleiten und zu verwerfen (sogenannter Ablaufbetrieb). Dies wäre jedoch unter thermodynamischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten nachteilig und würde darüber hinaus - wegen der geringeren Fluidtemperaturen am Eintritt von Economiser und Verdampfer und der somit geringeren Produktion von kühlend auf die Heizflächen wirkendem Dampf - zu einer unerwünschten Erhöhung der thermischen Belastung der dem Verdampfer nachgeschalteten Überhitzerheizflächen beim Anfahrbetrieb führen.

[0010] Die vorliegende Erfindung löst sich von den bislang gültigen und als betriebsbewährt angesehenen Auslegungsrichtlinien für den Umwälzmassenstrom. Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, dass der Auslegungsmassenstrom für die Umwälzpumpe zumindest in einem Niedriglastintervall gegenüber dem bisherigen Kenntnisstand deutlich verringert werden kann, ohne irgendwelche Nachteile hinnehmen zu müssen. Insbesondere kann in der Nähe des Nulllastzustandes der - in diesem Fall fast ausschließlich durch den Umwälzmassenstrom bewerkstelligte - Verdampfermindestmassenstrom gegenüber dem bislang festgesetzten Wert halbiert werden. Dabei konnte die Sicherstellung einer ausreichenden Kühlung der Verdampferrohre unter diesen Bedingungen - auch dann, wenn sie als Glattrohre ausgeführt sind - durch entsprechende thermohydraulische Berechnungen und Simulationen nachgewiesen werden. Zu höheren Lastbereichen hin werden dann wieder die bislang gebräuchlichen Werte für den Verdampfermindestmassenstrom vorgegeben und durch entsprechende Regelung des Speisemassenstroms und des Umwälzmassenstroms erreicht. Der Übergang zwischen den beiden Regelszenarien erfolgt vorzugsweise stetig, insbesondere linear.

[0011] Vorteilhafterweise wird im Niedriglastintervall der Speisemassenstrom linear mit steigender Last erhöht. Bei konstant gehaltenem Umwälzmassenstrom bedeutet dies, dass der gesamte Verdampfermassenstrom - wie bereits erwähnt die Summe aus Speisemassenstrom und Umwälzmassenstrom - linear mit der Last ansteigt.

[0012] Vorzugsweise wird auch im Mittellastintervall der Speisemassenstrom linear mit steigender Last erhöht, während der Umwälzmassenstrom bevorzugt linear mit steigender Last verringert wird. In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird dabei der Umwälzmassenstrom im gleichen Maße verringert, wie der Speisemassenstrom erhöht wird. Dies bedeutet, dass die Summe aus beiden Massenströmen, nämlich der Verdampfermassenstrom, im Mittellastintervall konstant bleibt.

[0013] Zweckmäßigerweise beginnt das Niedriglastintervall bei Nulllast und endet bevorzugt bei ungefähr 20 % der auslegungsgemäß vorgesehenen Volllast. An das Niedriglastintervall schließt sich zweckmäßigerweise unmittelbar das Mittellastintervall an, welches bevorzugt bei ungefähr 40 % der auslegungsgemäß vorgesehenen Volllast endet.

[0014] In besonders bevorzugter Auslegung wird der Umwälzmassenstrom im Niedriglastintervall auf ungefähr 20 % des Volllastwertes des Verdampfermassenstroms eingestellt. Dabei ist im Niedriglastintervall ein Wert der Umwälzmassenstromdichte von ungefähr 400 kg/(sm²) besonders vorteilhaft, entsprechend einer Verdampfermassenstromdichte bei Volllast von etwa 2000 kg/(sm²).

[0015] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung werden der Umwälzmassenstrom und der Speisemassenstrom im Mittellastintervall derart eingestellt, dass der Verdampfermassenstrom in diesem Intervall stets mindestens 40 % des Volllastwertes erreicht. Besonders bevorzugt ist dabei der Fall, dass der Verdampfermassenstrom in diesem Lastintervall durch gegenläufige Veränderung von Speisestrom und Umwälzstrom konstant gehalten wird (siehe oben). Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist ein Durchlaufdampferzeuger mit einem Verdampfer notwendig, dem strömungsmediumseitg eine Speisepumpe vorgeschaltet und ein Abscheider für nicht verdampftes Strömungsmedium nachgeschaltet ist, wobei der Abscheider über eine Rückführungsleitung, in die eine Umwälzpumpe geschaltet ist, mit dem wasserseitigen Dampferzeugereinlass verbunden ist, und wobei eine elektronische Steuerungs- oder Regelungseinheit für die Speisepumpe und die Umwälzpumpe vorgesehen ist, die die Verfahrensschritte des oben beschriebenen Verfahrens ausführt.

[0016] Wie eingangs bereits angedeutet, mündet die Rückführungsleitung zweckmäßigerweise stromabwärts der Speisepumpe und stromaufwärts des Speisewasservorwärmers in die Speiseleitung. Der Abscheider ist also (mittelbar) über den Speisewasservorwärmer mit dem Verdampfereinlass verbunden.

[0017] In der Steuerungs- oder Regelungseinheit ist zu dem genannten Zweck vorteilhafterweise ein entsprechendes Steuerungs- oder Regelungsprogramm hardwaremäßig und/oder softwaremäßig implementiert. Über geeignete Stellwertgeber wirkt die Steuerungs- oder Regelungseinheit gemäß vorheriger Bedieneingabe (etwa: Anfahren, Herunterfahren, Teillastbetrieb etc.) auf die Speisepumpe und die Umwälzpumpe ein und steuert deren Förderleistung, sprich den jeweiligen Durchsatz von Strömungsmedium (Speisewasser und abgeschiedenes Wasser aus dem Verdampfer). Über geeignete Messwertgeber oder Sensoren wird der Steuerungs- oder Regelungseinheit zweckmäßigerweise der Istwert relevanter Betriebsgrößen zugeführt, so dass bei Abweichung vom gewünschten Sollwert eine entsprechende Nachregelung erfolgen kann.

[0018] Der Durchlaufdampferzeuger wird vorzugsweise direkt durch eine Anzahl von Brennern befeuert. Er weist vorzugsweise eine Brennkammer bzw. einen Gaszug auf, dessen Umfassungswand aus einer Vielzahl von gasdicht miteinander verschweißten Verdampferrohren gebildet ist, wobei zumindest ein Teilbereich der Umfassungswand den eigentlichen Verdampfer bildet (neben gegebenenfalls weiteren Bereichen, die den Speisewasservorwärmer oder den Überhitzer bilden). Der Gaszug ist bevorzugt als Vertikalgaszug ausgestaltet und weist zumindest in der Verdampfersektion eine Spiralberohrung, das heißt sich spiral- oder helixartig innerhalb der Umfassungswand um die Längsachse des Gaszugs windende Verdampferrohre, auf. Bei den Verdampferrohren handelt es sich bevorzugt um Glattrohre; es sind aber auch mit einer Innenberippung versehene Rohre denkbar.

[0019] Bei Verwendung von innenberippten Rohren in Spiralverdampfern kann die Mindestmassenstromdichte bei der höchsten Last im Umwälzbetrieb von dem typischen Wert für Glattrohre von 800 kg/(sm²) auf etwa 500 kg/(sm²) reduziert werden. Daher kann ein Verdampfer mit innenberippten Rohren bei Lasten oberhalb von 25 % der Volllast im Durchlaufbetrieb gefahren werden, wenn die Volllastmassenstromdichte des Verdampfers bei 2000 kg/(sm²) liegt. Auch bei der Verwendung von innenberippten Rohren in einem Spiralverdampfer kann die Umwälzpumpe erfindungsgemäß besonders kompakt dimensioniert werden. Bei einem Spiralverdampfer mit innenberippten Rohren liegt der Übergang vom Umwälz- in den Durchlaufbetrieb bei etwa 25 % Last anstatt bei 40 % Last. Die vorherigen und folgenden Beschreibungen, die zahlenmäßig für einen Verdampfer mit Glattrohren ausgelegt sind, lassen sich unter Berücksichtigung dieser Randbedingung auf einen Verdampfer mit innenberippten Rohren übertragen.

[0020] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die bewusste Abkehr von bislang einschlägigen Auslegungsprinzipien ein Betrieb eines Zwangdurchlaufdampferzeugers mit Rückförderung des am oder nach dem Verdampfer abgeschiedenen flüssigen Strömungsmediums (Wasser) in den Speisewasservorwärmer ermöglicht wird (so genanntes Zwanglauf-Mischsystem), bei dem trotz vergleichsweise niedrig gewähltem Umwälzmassenstrom in der Nähe des Nulllastbereiches eine hohe betriebliche Sicherheit und ausreichende Rohrkühlung gewährleistet ist. Die Umwälzpumpe kann in diesem Fall besonders kompakt dimensioniert und entsprechend kostengünstig in der Anschaffung sein.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in jeweils stark vereinfachter und schematisierter Darstellung:

FIG 1

ein Blockschaltbild eines Durchlaufdampferzeugers,

FIG 2

ein Diagramm, in dem verschiedene für den Durchfluss von Strömungsmedium durch entsprechende Komponenten des Durchlaufdampferzeugers charakteristische und für seine bisherige Betriebssteuerung maßgebliche Kennlinien als Funktion der Last aufgetragen sind, und

FIG 3

ein weiteres derartiges Diagramm, wobei der Kennlinienverlauf einer neuartigen, erfindungsgemäß verbesserten Betriebssteuerung entspricht.

[0022] Der in FIG 1 dargestellte Durchlaufdampferzeuger 2 umfasst einen Verdampfer 4 zur Verdampfung eines Strömungsmediums M, dem ein auch als Economiser bezeichneter Speisewasservorwärmer 6 strömungsmediumseitig vorgeschaltet ist. Der Verdampfer 4 umfasst eine Mehrzahl von strömungsmäßig parallel geschalteten, gasdicht miteinander verschweißten und als Glattrohren ausgeführten Dampferzeugerrohren, die nach Art einer Spiralberohrung einen Bereich einer Umfassungswand einer Brennkammer bilden, welche über eine Anzahl von Brennern beheizt wird (hier nicht im Detail dargestellt). Dem Verdampfer 4 ist ein Überhitzer 8 mit einer Anzahl von Überhitzerheizflächen strömungsmediumseitig nachgeschaltet. Beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 wird dem Speisewasservorwärmer 6 über die Speiseleitung 10 mit Hilfe einer Speisepumpe 12 das Strömungsmedium M in Form von Speisewasser S zugeführt, im Speisewasservorwärmer 6 vorgewärmt, anschließend über den Verdampfereintritt 14 in den Verdampfer 4 geleitet und dort verdampft. Der den Verdampfer 4 über den Verdampferaustritt 16 verlassende Dampf D wird schließlich im Überhitzer 8 überhitzt und danach seiner vorgesehenen Verwendung, beispielsweise in einer Dampfturbine, zugeführt.

[0023] Beim Teillastbetrieb, insbesondere beim Anfahren oder beim Herunterfahren des Durchlaufdampferzeugers 2, wird das Strömungsmedium M im Verdampfer 4 nicht vollständig verdampft, sondern es verbleibt am Verdampferaustritt 16 ein Anteil an unverdampftem, flüssigem Strömungsmedium M, nämlich Wasser W. Dieser Wasseranteil wird in einem strömungsmediumseitig zwischen den Verdampfer 4 und den Überhitzer 8 geschalteten Abscheider 18 vom Dampfanteil, der zum Überhitzer 8 weitergeleitet wird, getrennt und abgeschieden. Das abgeschiedene Wasser W wird in einem mit dem Abscheider 18 verbundenen Sammelgefäß 20 gesammelt und von dort je nach Betriebszustand in unterschiedlichem Maße über eine Rückführungsleitung 22 zum Eintritt des Speisewasservorwärmers 6 zurück geführt. Zu diesem Zweck ist in die Rückführungsleitung 22 eine Umwälzpumpe 24 geschaltet, und die Rückführungsleitung 22 ist stromabwärts der Speisepumpe 12 und stromaufwärts des Speisewasservorwärmers 6 an die Speiseleitung 10 angeschlossen. Überschüssiges Wasser W wird aus dem Sammelgefäß 20 über eine Ableitung 26 abgeleitet.

[0024] Der den Verdampfer 4 durchströmende Massenstrom an Strömungsmedium M, nämlich der Verdampfermassenstrom VM, setzt sich damit additiv aus dem Massenstrom an zugeführtem Speisewasser S, nämlich dem Speisemassenstrom SM, und dem Massenstrom an mit Hilfe der Umwälzpumpe 24 zurück zirkuliertem, zuvor abgeschiedenem Wasser W, nämlich dem Umwälzmassenstrom UM, zusammen. Anstelle der Bezeichnung Massenstrom wird umgangssprachlich auch die Bezeichnung Durchfluss verwendet.

[0025] Eine auf die Speisepumpe 12 und die Umwälzpumpe 24 sowie gegebenenfalls auf hier nicht dargestellte Stell- oder Regelventile im Leitungssystem des Strömungsmediums M einwirkende elektronische Steuerungs- oder Regelungseinheit 28 dient zur betriebszustandsabhängigen Steuerung bzw. Regelung dieser Massenströme, speziell beim Anfahr- oder Schwachlastbetrieb. Zur Erfassung des betrieblichen Ist-Zustandes sind ferner eine Anzahl von mit der Steuerungs- oder Regelungseinheit 28 verbundenen Sensoren vorgesehen (hier nicht dargestellt).

[0026] FIG 2 zeigt hierzu den Verlauf relevanter Kennlinien gemäß einem herkömmlichen Regelungsschema. Aufgetragen als Funktion der Last L sind hier der Umwälzmassenstrom UM, der Speisemassenstrom SM und der Verdampfermassenstrom VM. Die Lastwerte auf der Abszisse sind jeweils als prozentualer Wert der Maximallast (Volllast) angegeben, und in ähnlicher Weise sind die Durchfluss- bzw. Massenstromwerte auf der Ordinate als prozentuale Werte des auslegungsgemäß vorgesehenen maximalen Verdampfermassenstroms VM bei Volllast angegeben. Wie man sieht, nimmt der Umwälzmassenstrom UM mit steigender Last vom Ausgangwert 40 % (entsprechend 0 % Last) stetig und insbesondere linear auf den Wert 0 % (entsprechend 40 % Last) ab, während der Wert des Speisemassenstroms SM im entsprechenden Lastintervall linear von 0 % auf 40 % steigt. Die Summe aus dem Speisemassenstrom SM und dem Umwälzmassenstrom UM, die den Verdampfermassenstrom VM repräsentiert, besitzt daher in diesem Lastintervall den konstanten Wert 40 %. Bei noch grö-ßeren Lasten verbleibt der Umwälzmassenstrom UM auf dem Wert 0 %, während der Speisemassenstrom SM und damit der Verdampfermassenstrom VM bis zum Volllastwert 100 % ansteigen (im Diagramm nicht mehr dargestellt). Die Umwälzpumpe 24 muss daher für einen vergleichsweise hohen Massenstromwert von 40 % des Verdampfermassenstroms VM bei Volllast ausgelegt sein.

[0027] Demgegenüber zeigt FIG 3 ein hinsichtlich der Anforderungen an die Umwälzpumpe 24 verbessertes Regelungsschema in einer zu FIG 2 analogen diagrammatischen Darstellung. Ähnlich wie bei der durch FIG 2 repräsentierten Regelungsvariante wird der Speisemassenstrom SM im Lastintervall zwischen 0 % und 40 % Last linear vom Wert 0 % auf den Wert 40 % gesteigert. Abweichend von der vorherigen Variante wird nunmehr der Umwälzmassenstrom UM in einem ersten Lastintervall zwischen 0 % und 20 % Last, hier als Niedriglastintervall I bezeichnet, auf einem gegenüber FIG 2 reduzierten Wert von 20 % konstant gehalten. Erst im anschließenden Mittellastintervall II zwischen 20 % Last und 40 % Last wird der Umwälzmassenstrom linear auf den Wert 0 % reduziert. Demnach steigt der Verdampferdurchfluss im Niedriglastintervall I vom Wert 20 % linear auf den Wert 40 % an und wird im Mittellastintervall II auf dem Wert 40 % gehalten. Im sich rechts anschließenden Hochlastintervall jenseits 40 % Last (nicht mehr dargestellt) steigt dann wie im zuvor diskutierten Fall der Speisemassenstrom SM und damit der Verdampfermassenstrom VM bis zum Volllastwert 100 % an.

[0028] Durch die Reduzierung des Auslegungsmassenstroms für die Umwälzpumpe 24 auf einen gegenüber FIG 2 halbierten Wert von 20 % des maximalen Verdampfermassenstroms VM sind die Anforderungen an die Umwälzpumpe 24 deutlich reduziert, ohne die ausreichende Kühlung der Verdampferrohre des Verdampfers 4 im Schwachlastbereich zu gefährden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers (2) mit einem Verdampfer (4), bei dem ein Speisemassenstrom (SM) eines Strömungsmediums (M) mit Hilfe einer Speisepumpe (12) dem Verdampfer (4) zugeführt und dort zumindest teilweise verdampft wird, wobei nicht verdampftes Strömungsmedium (W) in einem dem Verdampfer (4) nachgeschalteten Abscheider (18) abgeschieden und ein Umwälzmassenstrom (UM) des abgeschiedenen Strömungsmediums (W) mit Hilfe einer Umwälzpumpe (24) in den Verdampfer (4) zurück geführt wird, so dass sich der als Verdampfermassenstrom (VM) bezeichnete Massenstrom des den Verdampfer (4) durchströmenden Strömungsmediums (M) additiv aus dem Speisemassenstrom (SM) und dem Umwälzmassenstrom (UM) zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem Niedriglastintervall (I) der Speisemassenstrom (SM) mit steigender Last (L) erhöht wird, während der Umwälzmassenstrom (UM) im Wesentlichen konstant gehalten wird,

- in einem Mittellastintervall (II) der Speisemassenstrom (SM) mit steigender Last (L) weiter erhöht und der Umwälzmassenstrom (UM) bis auf null verringert wird, und

- gegebenenfalls in einem Hochlastintervall der Speisemassenstrom (SM) mit steigender Last (L) weiter erhöht und der Umwälzmassenstrom (UM) auf null gehalten wird

und wobei für das Mittellastintervall (II) ein Mindestwert für den Verdampfermassenstrom (VM) festgelegt ist und für das Niedriglastintervall (I) der Umwälzmassenstrom (UM) im Wesentlichen auf dem halbierten Mindestwert konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Niedriglastintervall (I) der Speisemassenstrom (SM) linear mit steigender Last (L) erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im Mittellastintervall (II) der Speisemassenstrom (SM) linear mit steigender Last (L) erhöht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Mittellastintervall (II) der Umwälzmassenstrom (UM) linear mit steigender Last (L) verringert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im Mittellastintervall (II) der Speisemassenstrom (SM) linear mit steigender Last (L) erhöht und der Umwälzmassenstrom (UM) im gleichen Maße linear mit steigender Last (L) verringert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Niedriglastintervall (I) bei Nulllast beginnt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Niedriglastintervall (I) bei Verwendung von Glattrohren bei ungefähr 20 %, bei Verwendung von innenberippten Rohren bei ungefähr 12,5 % der auslegungsgemäß vorgesehenen Volllast endet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem sich das Mittellastintervall (II) unmittelbar an das Niedriglastintervall (I) anschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Mittellastintervall (II) bei Verwendung von Glattrohren bei ungefähr 40 %, bei Verwendung von innenberippten Rohren bei ungefähr 25 % der auslegungsgemäß vorgesehenen Volllast endet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Umwälzmassenstrom (UM) im Niedriglastintervall (I) bei Verwendung von Glattrohren auf ungefähr 20 %, bei Verwendung von innenberippten Rohren auf ungefähr 12,5 % des Volllastwertes des Verdampfermassenstroms (VM) eingestellt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem im Niedriglastintervall (I) bei Verwendung von Glattrohren eine Umwälzmassenstromdichte von ungefähr 400 kg/(sm²), bei Verwendung von innenberippten Rohren von ungefähr 250 kg/(sm²) eingestellt wird.

12. Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers (2) mit einem Verdampfer (4), bei dem ein Speisemassenstrom (SM) eines Strömungsmediums (M) mit Hilfe einer Speisepumpe (12) dem Verdampfer (4) zugeführt und dort zumindest teilweise verdampft wird, wobei nicht verdampftes Strömungsmedium (W) in einem dem Verdampfer (4) nachgeschalteten Abscheider (18) abgeschieden und ein Umwälzmassenstrom (UM) des abgeschiedenen Strömungsmediums (W) mit Hilfe einer Umwälzpumpe (24) in den Verdampfer (4) zurück geführt wird, so dass sich der als Verdampfermassenstrom (VM) bezeichnete Massenstrom des den Verdampfer (4) durchströmenden Strömungsmediums (M) additiv aus dem Speisemassenstrom (SM) und dem Umwälzmassenstrom (UM) zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem Mittellastintervall (II) der Speisemassenstrom (SM) mit sinkender Last (L) verringert und der Umwälzmassenstrom (UM) von null ausgehend vergrößert wird, und

- in einem Niedriglastintervall (I) der Speisemassenstrom (SM) mit sinkender Last (L) weiter verringert wird, während der Umwälzmassenstrom (UM) im Wesentlichen konstant gehalten wird

und wobei für das Mittellastintervall (II) ein Mindestwert für den Verdampfermassenstrom (VM) festgelegt ist und für das Niedriglastintervall (I) der Umwälzmassenstrom (UM) im Wesentlichen auf dem halbierten Mindestwert konstant gehalten wird.

Claims

1. Method for operating a once-through steam generator (2) with an evaporator (4), in which a feeding mass flow (SM) of a flow medium (M) is fed with the aid of a feed pump (12) to the evaporator (4) and at least partly evaporated there, wherein non-evaporated flow medium (W) is separated in a separator (18) connected downstream from the evaporator (4) and is fed back to a circulating mass flow (UM) of the separated flow medium (W) with the aid of a circulating pump (24) into the evaporator (4), so that the mass flow referred to as the evaporator mass flow (VM) of the flow medium (M) flowing through the evaporator (4) is composed additively of the feeding mass flow (SM) and the circulating mass flow (UM), characterised in that

- in a low-load interval (I) the feeding mass flow (SM) is increased as the load (L) rises, while the circulating mass flow (UM) is kept substantially constant,

- in a moderate-load interval (II) the feeding mass flow is increased further with increasing load (L) and the circulating mass flow (UM) is reduced to zero, and

- if necessary in a high load interval the feeding mass flow (SM) is increased further with increasing load (L) and the circulating mass flow (UM) is kept at zero.

and wherein, for the moderate-load interval (II) a minimum value is defined for the evaporator mass flow (VM) and, for the low-load interval (I), the circulating mass flow (UM) is substantially kept constant at the halved minimum value.

2. Method according to claim 1, in which in the low-load interval (I) the feeding mass flow (SM) is increased linearly with increasing load (L).

3. Method according to claim 1 or 2, in which in the moderate-load interval (II) the feeding mass flow (SM) is increased linearly with increasing load (L).

4. Method according to one of claims 1 to 3, in which in the moderate-load interval (II) the circulating mass flow (UM) is reduced linearly with increasing load (L).

5. Method according to claim 1 or 2, in which in the moderate-load interval (II) the feeding mass flow (SM) is increased linearly with increasing load (L) and the circulating mass flow (UM) is reduced linearly to the same extent with increasing load (L).

6. Method according to one of claims 1 to 5, in which the low-load interval (I) begins at no load.

7. Method according to claim 6, in which the low-load interval (I), when smooth tubes are used, ends at approximately 20%, when inner-ribbed tubes are used, ends at approximately 12.5% of the full load provided for by the design.

8. Method according to one of claims 1 to 7, in which the moderate-load interval (II) follows directly on from the low-load interval (I).

9. Method according to claim 8, in which the moderate-load interval (II), when smooth tubes are used, ends at approximately 40%, when inner-ribbed tubes are used, ends at approximately 25% of the full load provided for by the design.

10. Method according to one of claims 1 to 9, in which the circulating mass flow (UM) in the low-load interval (I), when smooth tubes are used, is set at approximately 20%, when inner-ribbed tubes are used is set at approximately 12.5% of the full load value of the evaporator mass flow (VM).

11. Method according to one of claims 1 to 10, in which in the low-load interval (I), when smooth tubes are used, a circulating mass flow density of approximately 400 kg/(sm²), when inner-ribbed tubes are used a circulating mass flow density of approximately 250 kg/(sm²) is set.

12. Method for operating a once-through steam generator (2) with an evaporator (4), in which a feeding mass flow (SM) of a flow medium (M) is fed with the aid of a feed pump (12) to the evaporator (4) and at least partly evaporated there, wherein non-evaporated flow medium (W) is separated in a separator (18) connected downstream from the evaporator (4) and is fed back to a circulating mass flow (UM) of the separated flow medium (W) with the aid of a circulating pump (24) into the evaporator (4), so that the mass flow referred to as the evaporator mass flow (VM) of the flow medium (M) flowing through the evaporator (4) is composed additively of the feeding mass flow (SM) and the circulating mass flow (UM), characterised in that

- in a moderate-load interval (II) the feeding mass flow (SM) is decreased with decreasing load (L) and the circulating mass flow (UM) is increased, starting from zero, and

- in a low-load interval (I) the feeding mass flow (SM is decreased further with decreasing load (L), while the circulating mass flow (UM) is kept substantially constant.

and wherein, for the moderate-load interval (II) a minimum value is defined for the evaporator mass flow (VM) and, for the low-load interval (I), the circulating mass flow (UM) is substantially kept constant at the halved minimum value.

Revendications

1. Procédé pour faire fonctionner un générateur (2) de vapeur à passage continu, comprenant un évaporateur (4), dans lequel un courant (SM) massique d'alimentation d'un milieu (M) en écoulement est envoyé à l'aide d'une pompe (12) d'alimentation à l'évaporateur (4) et y est évaporé, au moins en partie, dans lequel du milieu (W) en écoulement non évaporé est séparé dans un séparateur (18) monté en aval de l'évaporateur (4) et un courant (VM) massique de recirculation du milieu (W) en écoulement séparé est retourné à l'évaporateur (4) à l'aide d'une pompe (24) de recirculation, de manière à ce que le courant massique, désigné comme courant (VM) massique d'évaporateur du milieu (M) en écoulement passant dans l'évaporateur (4), se compose additivement du courant (SM) massique d'alimentation et du courant (UM) massique de recirculation, caractérisé en ce que

- dans un intervalle (I) de charge petite, on augmente le courant (SM) massique d'alimentation au fur et à mesure qu'augmente la charge (L), tandis que l'on maintient sensiblement constant le courant (UM) massique de recirculation,

- dans un intervalle (II) de charge moyenne, on continue à augmenter le courant (SM) massique d'alimentation au fur et à mesure que la charge (L) augmente et on diminue jusqu'à zéro le courant (UM) massique de recirculation, et

- le cas échéant, dans un intervalle à grande charge, on continue à augmenter le courant (SM) massique d'alimentation au fur et à mesure que la charge (L) augmente et on maintient à zéro le courant (VM) massique de recirculation

et dans lequel pour l'intervalle (II) de charge moyenne, on fixe une valeur minimum du courant (VM) massique d'évaporateur et, pour l'intervalle (I) de charge petite, on maintient constant, sensiblement à la moitié de la valeur minimum, le courant (UM) massique de recirculation.

2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel, dans l'intervalle (I) de charge petite, on augmente le courant (SM) massique linéairement au fur et à mesure que la charge (L) augmente.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel dans l'intervalle (II) de charge moyenne, on augmente le courant (SM) massique d'alimentation linéairement au fur et à mesure que la charge (L) augmente.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel, dans l'intervalle (II) de charge moyenne, on diminue le courant (UM) massique de recirculation linéairement au fur et à mesure que la charge (L) augmente.

5. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans l'intervalle (II) de charge moyenne, on augmente le courant (SM) massique d'alimentation linéairement au fur et à mesure que la charge (L) augmente et l'on diminue le courant (UM) massique de recirculation dans la même mesure linéairement au fur et à mesure que la charge (L) augmente.

6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'intervalle (1) de charge petite commence à la charge nulle.

7. Procédé suivant la revendication 6, dans lequel l'intervalle (I) de charge petite se termine lorsque l'on utilise des tuyaux lisses à environ 20 %, lorsque l'on utilise des tuyaux nervurés intérieurement à environ 12,5 % de la pleine charge prévue à la conception.

8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'intervalle (II) de charge moyenne se raccorde directement à l'intervalle (I) de charge petite.

9. Procédé suivant la revendication 8, dans lequel l'intervalle (II) de charge moyenne se termine lorsque l'on utilise des tuyaux lisses à environ 40 %, et lorsque l'on utilise des tuyaux nervurés intérieurement à environ 25 % de la pleine charge prévue à la conception.

10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, dans lequel on règle le courant (UM) massique de recirculation dans l'intervalle (I) de charge petite, lorsque l'on utilise des tuyaux lisses à environ 20 % et lorsque l'on utilise des tuyaux nervurés intérieurement à environ 12,5 % de la valeur de pleine charge du courant (VM) massique de l'évaporateur.

11. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 10, dans lequel, dans l'intervalle (I) de charge petite, on règle, lorsque l'on utilise des tuyaux lisses, une densité de courant massique de recirculation d'environ 400 kg/(sm²) et lorsque l'on utilise des tuyaux nervurés intérieurement d'environ 250 kg/(sm²).

12. Procédé pour faire fonctionner un générateur (2) de vapeur à passage continu, comprenant un évaporateur (4), dans lequel on envoie un courant (SM) massique d'alimentation d'un milieu (M) en écoulement à l'aide d'une pompe (12) d'alimentation à l'évaporateur (4) et on l'y évapore, au moins en partie, dans lequel on sépare du milieu (W) en écoulement non évaporé dans un séparateur (18) monté en aval de l'évaporateur (4) et on retourne un courant (UM) massique de recirculation du milieu (W) en écoulement séparé à l'évaporateur (4) à l'aide d'une pompe (24) de recirculation, de manière à ce que le courant massique, désigné par courant (VM) massique d'évaporateur, du milieu (M) en écoulement passant dans l'évaporateur (4) se compose additivement du courant (SM) massique d'alimentation et du courant (UM) massique de recirculation, caractérisé en ce que

- dans un intervalle (II) de charge moyenne, on diminue le courant (SM) massique d'alimentation au fur et à mesure que la charge (L) diminue et on augmente, à partir de zéro, le courant (UM) massique de recirculation et

- dans un intervalle (I) de charge petite, on continue à diminuer le courant (SM) massique d'alimentation au fur et à mesure que la charge (L) diminue, tandis que l'on maintient sensiblement constant le courant (UM) massique de recirculation

et dans lequel, pour l'intervalle (II) de charge moyenne, on fixe une valeur minimum, du courant (VM) massique d'évaporateur, et pour l'intervalle (I) de charge petite, on maintient le courant (UM) massique de recirculation constant sensiblement à la moitié de la valeur minimum.

Zeichnung