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Dokumentenidentifikation DE10002774A1 26.07.2001
Titel Einrichtung zur Zufuhr von Sperrdampf
Anmelder ABB Patent GmbH, 68309 Mannheim, DE
Erfinder Lindner, Rudolf, Dipl.-Ing., 90451 Nürnberg, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 22.01.2000
DE-Aktenzeichen 10002774
Offenlegungstag 26.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.07.2001
IPC-Hauptklasse F01D 11/06
IPC-Nebenklasse F22G 5/14   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zufuhr von Sperrdampf, wobei die Temperatur des Sperrdampfes durch Einleitung von Wasser reduziert wird und wobei in einer Sperrdampf und einer Wasserzufuhrleitung je ein Regelventil angeordnet ist. Zur Reduzierung des Platzaufwandes ist vorgesehen, daß zwischen einem Flansch (4) der Sperrdampfzufuhrleitung und einem Flansch (5) einer Sperrdampfleitung (3) ein Sperrdampfkühler (6) eingespannt. Der Sperrdampfkühler ist mit einem als Diffusor ausgebildeten Durchlaß (7) für den Sperrdampf versehen. Eine von der Wasserzufuhrleitung (10) wegführende Düse mündet an einer vorgebbaren Stelle der Mantelfläche des Diffusors in den Durchlaß (7).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zufuhr von Sperrdampf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Einrichtungen sind allgemein als Druckreduzierventil mit nachgeschaltetem Einspritzkühler bekannt. Sie sind hinsichtlich ihrer Funktion unzuverlässig, da sowohl die zu kühlenden Dampfmengen als auch die dafür erforderlichen Einspritzwassermengen gering und zudem in vielen Fällen variabel (in Richtung null) sind. Zieht man ferner in Betracht, daß die Strömungsgeschwindigkeit im Sperrdampfsystem höchstens 20 m/s betragen soll, eine nicht unerhebliche Durchsatzreserve eingeplant werden muß und daß bei bekannten Einspritzkühlern die mindestzulässige Dampfgeschwindigkeit, bei der sie noch einigermaßen funktionieren, bei zirka 6 m/s liegt, wird klar, daß das Regelverhältnis höchstens bei zirka 2 liegen kann. Bei Heizturbinen sind Funktionsprobleme vorprogrammiert, da hier die erforderliche Sperrdampfmenge nicht nur kleiner wird, sondern sogar zu null werden kann. Derartige Einspritzkühler sind aufwendig und verlangen außerdem einen erheblichen Platzaufwand, da ihre Einbaulänge bei zirka 2,5 bis 3 m liegt.

Es stellt sich die Aufgabe eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die zuverlässig arbeitet und außerdem mit einem reduzierten Platzbedarf auskommt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Danach ist zwischen einem Flansch der Sperrdampfzufuhrleitung und einem Flansch einer Sperrdampfleitung ein Sperrdampfkühler eingespannt, der mit einem als Diffusor ausgebildeten Durchlaß für den Sperrdampf versehen ist. Eine von der Wasserzufuhrleitung wegführende Düse mündet an einer vorgebbaren Stelle der Mantelfläche des Diffusors in den Durchlaß.

Aufgrund des in Richtung Sperrdampfleitung ansteigenden Diffusors erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit und reduziert sich der Druck des in den Kühler einströmenden Sperrdampfes kontinuierlich in Richtung Sperrdampfleitung. Erfolgt der Anschluß der Düse an einer bestimmten Stelle des Diffusormantels, so trifft das einströmende Wasser auf Dampf mit einem bestimmten Druck und hoher Geschwindigkeit. Der Druck des einzudüsenden Wassers kann daher vorgebbar auf einen Einspeisewert geregelt werden, der ein vorgebbares Maß höher liegt als der Sperrdampfdruck an der jeweiligen Wassereinspeisestelle. Der in seiner Länge reduzierte Sperrdampfkühler arbeitet auch bei geringen Dampfmengen zuverlässig und führt aufgrund der Diffusorausbildung zu einem vereinfachten Aufbau. Außerdem dient der druckreduzierte Sperrdampf unmittelbar als Zerstäuberdampf für das Kühlwasser. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Auslegung des Sperrdampfregelventils unabhängig davon ist, ob ein Kühler nachgeschaltet wird oder nicht. Das heißt, daß aufgrund der geringen Einbaulänge bei Bedarf relativ problemlos in einer bestehenden Anlage ein derartiger Kühler nachgerüstet werden kann.

Die Länge des Diffusors entspricht etwa dem Zehnfachen des Durchmessers der der Sperrdampfzufuhrleitung zugewandten Öffnung des Durchlasses.

Bei einem Durchmesser der Öffnung von 10 mm ergibt sich eine Diffusorlänge von 100 mm, wodurch die extrem kurze Bauweise des Sperrdampfkühlers verdeutlicht wird.

In der Sperrdampfleitung ist ein Temperaturfühler angeordnet, dessen Meßwerte in einen Temperaturkorrekturregler eingehen, dessen Ausgang mit dem Regelventil der Wasserzuleitung verbunden ist.

Der Sperrdampfleitung ist ferner ein Drucksensor zugeordnet, dessen Meßwerte zu einem Druckregler gelangen, dessen Ausgang mit dem Regelventil der Sperrdampfzufuhrleitung verbunden ist.

Nach dem Zuführen des Wassers wird also die Temperatur und der Druck des Sperrdampfes ermittelt und mit den Werten die Durchflußmenge der Regelventile beeinflußt.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Fig. 1 und 2 wird die erfindungsgemäße Einrichtung beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Einrichtung im Längsschnitt und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung des Regelprinzips.

Die Fig. 1 zeigt eine Sperrdampfzufuhrleitung 1, eine Dampfleitung 2 und eine Sperrdampfleitung 3 mit einem Dampfdruckregelventil 9 und einen zwischen den Flanschen 4 und 5 eingespannten Sperrdampfkühler 6. Die Sperrdampfleitung 3 führt zu einem nicht dargestellten Einsatzort des Sperrdampfes, wie zum Beispiel einer Wellendichtung einer Dampfturbine. Zwischen der Dampfleitung 1 und der Sperrdampfleitung 3 ist der Sperrdampfkühler 6 von einem Durchlaß 7 durchsetzt. Der Durchmesser einer der Sperrdampfzufuhrleitung 1 zugewandten Öffnung 8 ist kleiner ausgebildet als der Innendurchmesser der Sperrdampfzufuhrleitung 1. Die Öffnung 8 ist auf einer ihrem Durchmessermaß entsprechenden Länge zylindrisch ausgebildet und geht dann in einen Diffusor über, der in Richtung und bis zum Flansch 5 der Sperrdampfleitung 3 ansteigt. In Abhängigkeit der gewählten Konuserweiterung erfolgt eine Geschwindigkeitsreduzierung des Sperrdampfes.

Eine Kühlwasserzufuhrleitung 10 ist mittels einer Verschraubung 11 im Gehäuse des Sperrdampfkühlers 6 festgelegt. Vom Ende der Verschraubung 11 führt eine Düsenbohrung 12 zum Diffusor und mündet somit in den Durchlaß 7. Auch der Kühlwasserzufuhrleitung 10 ist ein Kühlwasserregelventil 13 zugeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel befindet sich die Mündung der Düsenbohrung 12 nahe am erweiterten Ende des Diffusors bei niedrigem Sperrdampfdruck. Es reicht daher aus, wenn das über die Kühlwasserleitung 10 herangeführte Wasser einen Überdruck von 8 bis 10 bar aufweist. In der zum Einsatzort des Sperrdampfes führenden Sperrdampfleitung 3 weist der Sperrdampf einen Überdruck von zirka 0,1 bar auf.

In Zusammenhang mit der Fig. 2 ist das Regelprinzip dargestellt, wobei nach dem Zuführen des Wassers in den Sperrdampfkühler 6 die Temperatur und der Druck des gekühlten Sperrdampfes ermittelt wird und zur Beeinflussung der Durchflußmenge der Regelventile 9, 13 herangezogen wird. Hierzu zeigt die Fig. 2 den Sperrdampfkühler 6 mit der Sperrdampfzufuhrleitung 1 und der Wasserzufuhrleitung 10 mit dem jeweiligen Regelventil 9, 13. An der Sperrdampfleitung 3 ist ein Temperaturfühler 14 installiert, dessen Meßleitung 15 zu einem Temperaturkorrekturregler 16 führt. Der Korrekturwert gelangt über einen Ausgang 17 zum Regelventil 13 der Wasserzufuhrleitung 10. Der Sperrdampfleitung 2 ist ferner ein Drucksensor 18 zugeordnet, dessen Meßleitung 19 zu einem Druckregler 20 führt. Sein Regelergebnis gelangt über einen Ausgang 21 zum Regelventil 9 der Sperrdampfzuführungsleitung 1. Vom Ausgang 21 führt eine Verbindung 22 als Vorsteuersignal zum Ausgang 17 des Temperaturkorrekturreglers 16, wo eine Verknüpfung mit dem dortigen Signal stattfindet.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Zufuhr von Sperrdampf, insbesondere in den Bereich einer Wellendichtung einer Dampfturbine, wobei die Temperatur des Sperrdampfes durch Einleitung von Wasser reduziert wird, und wobei in einer Sperrdampf- (1) und einer Wasserzufuhrleitung (10) je ein Regelventil (9, 13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Flansch (4) der Sperrdampfzufuhrleitung (2) und einem Flansch (5) einer Sperrdampfleitung (3) ein Sperrdampfkühler (6) eingespannt ist, der mit einem als Diffusor ausgebildeten Durchlaß (7) für den Sperrdampf versehen ist, und daß eine von der Wasserzufuhrleitung (10) wegführende Düse an einer vorgebbaren Stelle der Mantelfläche des Diffusors in den Durchlaß (7) mündet.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Diffusors dem Zehnfachen des Durchmessers der der Sperrdampfzufuhrleitung (1) zugewandten Öffnung (8) des Durchlasses (7) entspricht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrdampfleitung (3) ein Temperaturfühler (14) angeordnet ist, dessen Meßwerte in einen Temperaturkorrekturregler (16) eingehen, und daß ein Ausgang (17) des Temperaturkorrekturreglers (16) mit dem Regelventil (13) der Wasserzufuhrleitung (10) verbunden ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrdampfleitung (3) ein Drucksensor (18) zugeordnet ist, dessen Meßwerte zu einem Druckregler (20) gelangen, und daß ein Ausgang (21) des Druckreglers (20) mit dem Regelventil (9) der Sperrdampfzufuhrleitung (1) verbunden ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang (17) des Druckreglers (20) eine Verbindung (22) zum Ausgang (21) des Temperaturkorrekturreglers (16) vorgesehen ist.






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