Verfahren zum Kühlhalten hochbeanspruchter Teile von Dampf- oder Gasturbinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühl halten hochbeanspruchter Teile von Dampf- oder Gasturbinen mit Zwischenerhitzung des Arbeitsmit tels zwischen zwei Stufengruppen, bei welchen Tur binen zwecks Isolierung der hohem Innendruck aus gesetzten äussern Gehäuseteile von den das heisse Arbeitsmittel führenden Innenteilen besondere Hohl räume zwischen diesen Teilen angebracht sind und von einem Teilstrom des Arbeitsmittels, das bereits in der Turbine Arbeit geleistet hat, durchströmt wer den.
Es ist eine Dampfturbine bekannt, bei der das Kühlhalten des äussern Gehäuses mittels eines durch Hohlräume zwischen diesem Gehäuse und den das heisse Arbeitsmittel führenden Innenteilen geleiteten Teilstroms von Arbeitsmittel erfolgt. Der Teilstrom wird dabei vom Arbeitsmittelstrom abgezweigt, nach dem dieser bereits in einer Stufengruppe der Turbine Arbeit geleistet hat, und er wird dann nach Durch strömen der Hohlräume dem Hauptstrom, der einige Turbinenstufen allein durchflossen hat, wieder zu geleitet und leistet mit ihm wieder Arbeit in noch folgenden Stufen der Turbine.
Eine solche Anordnung hat aber den Nachteil, dass bei einer totalen Entlastung der Turbine gleich zeitig mit dem Abschalten des Arbeitsmittelstroms auch der Kühlstrom abgeschaltet wird. Die von den Innenteilen gespeicherte, ein dem heissen Arbeitsmit tel entsprechend hohes Temperaturniveau aufwei sende Wärme kann dann das äussere Gehäuse unbe hindert aufheizen, wobei unzulässig hohe Wärme spannungen und Wärmedehnungen im Gehäuse mit ihren schädlichen Folgen eintreten.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu ver meiden. Bei dem Verfahren zum Kühlhalten hoch beanspruchter Teile von Gas- oder Dampfturbinen der eingangs beschriebenen Art wird zu diesem Zweck der in den Hohlräumen strömende Teilstrom des Arbeitsmittels mindestens teilweise als Bypass zu mindestens einer Teillänge des im Zwischen erhitzer strömenden Hauptstroms des Arbeitsmittels geführt.
In der Zeichnung ist eine Dampfturbinenanlage mit Zwischenüberhitzung des Arbeitsmittels in ver einfachter Darstellung veranschaulicht. An Hand dieses Ausführungsbeispiels ist das erfindungsgemässe Verfahren näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 die Dampfturbinenanlage und Fig. 2 den Hochdruckteil einer Anlage mit einer von der in Fig. 1 gezeigten verschiedenen Ausfüh rungsform der genannten Hohlräume für den Teil strom des Arbeitsmittels.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage weist einen Hochdruckteil 1 und einen Niederdruckteil 2 auf, die einen Generator 3 antreiben. Der Dampf wird in einem Kessel 4 erzeugt, zwischen Hoch- und Nieder druckteil in einem Zwischenüberhitzer 5 erhitzt und später in einem Kondensator 6 niedergeschlagen. Der Hochdruckteil 1 weist einen äussern Gehäuseteil 7, das heisse Arbeitsmittel führende Innenteile 8 und zwischen diesen Teilen befindliche Hohlräume 9 auf.
Neben den Leitungen für den normalen Arbeitsmit telstrom sind Bypassleitungen 10, 11, 12 und 13, 14 mit Ventilen 10', 11', 12' und 13' vorhanden; die Ventile 10', 11', 12' sind normalerweise geschlossen. Mit 15 ist ein Interceptventil, mit 16 bzw. 17 eine Einmündungsstelle der Leitung 14 in die vom Zwi schenerhitzer zum Niederdruckteil führende Arbeits- mittelleitung bzw. in den Zwischenerhitzer bezeich net.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Hochdruckteil sind die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwen det, soweit es sich um einander entsprechende Teile handelt. Die Hohlräume 9 für das Kühlmittel befin den sich dabei im Innern von Rohren 18, während sich ausserhalb dieser Rohre zwischen den Gehäuse teilen 7 und 8 stagnierendes Arbeitsmittel des Hoch druckteils befindet.
Ein in den Hohlräumen 9 strömender Teilstrom des Arbeitsmittels ist in der Rohrleitung 13, 14 als Bypass zu dem im Zwischenerhitzer 5 strömenden Hauptstrom des Arbeitsmittels geführt.
Auf diese Weise steht für das Durchströmen der Hohlräume 9 stets das im Zwischenerhitzer 5 herr schende Druckgefälle bzw. der entsprechende Teil davon zur Verfügung. Die Kühlung wird so auch bei totaler Entlastung der Turbine weiterhin aufrecht erhalten, und die zu schützenden äussern Gehäuse teile 7 sind damit bei allen auftretenden Betriebs zuständen der Turbine vor schädlicher Wärmeein wirkung geschützt.
Bei dem dargestellten Beispiel wird der durch die Hohlräume 9 strömende Teilstrom des Arbeits mittels an der Stelle 16 vor dem Ventil 15, das den Eintritt der dem Zwischenerhitzer 5 folgenden Stufengruppe 2 steuert, dem durch den Zwischen erhitzer 5 strömenden Hauptstrom wieder zugeführt.
Durch Schliessen des Ventils 15 bei totaler Ent lastung der Turbine kann dann verhindert werden, dass Kühldampf in den Niederdruckteil 2 gelangt und dort unerwünschte Arbeit leistet.
Wie durch strichpunktierte Linien angedeutet, kann die Leitung 14 auch schon innerhalb des Zwi- schenerhitzers 5 an der Stelle 17 an die Leitung des Hauptstroms angeschlossen werden.
Vorteilhafterweise kann auch ein Teil des durch die Hohlräume 9 strömenden Teilstroms durch einen Speisewasservorwärmer geleitet werden.
Bei sehr hohen Dampftemperaturen in den ersten Stufen des dem Zwischenerhitzer 5 folgenden Nieder druckteils 2 kann auch das Niederdruckaussengehäuse in der beschriebenen erfindungsgemässen Art durch einen als Bypass zu einem Zwischenerhitzerteil ge führten Teilstrom des Arbeitsmittels kühl gehalten werden. Auch können andere Teile der Turbinenanlage, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, in der be schriebenen Weise gekühlt werden, wie z. B.
Frisch dampfleitungen, die mit Kühlvorrichtungen versehen sind, Gehäuse von Absperr- oder Regulierventilen, Verbindungsleitungen zwischen einem Zwischen- überhitzer und der anschliessenden Mitteldruck turbine.
The invention relates to a method for keeping highly stressed parts of steam or gas turbines cool with intermediate heating of the Arbeitsmit means between two stage groups, in which turbines for the purpose of isolating the high internal pressure from the set outer housing parts from the internal parts carrying hot working fluids special hollow spaces are attached between these parts and a partial flow of the working fluid that has already done work in the turbine flows through who the.
A steam turbine is known in which the outer housing is kept cool by means of a partial flow of working medium which is directed through cavities between this housing and the inner parts carrying the hot working medium. The partial flow is branched off from the working medium flow, after which it has already done work in a stage group of the turbine, and after flowing through the cavities, it is returned to the main flow, which has flowed through a few turbine stages alone, and works with it again still following stages of the turbine.
However, such an arrangement has the disadvantage that when the turbine is completely relieved of load, the cooling flow is also switched off at the same time as the working medium flow is switched off. The stored by the inner parts, a hot Arbeitsmit tel accordingly high temperature level aufwei sending heat can then heat the outer housing unhindered, with unacceptably high thermal stresses and thermal expansion in the housing with their harmful consequences.
The invention aims to avoid this disadvantage. In the method for keeping highly stressed parts of gas or steam turbines of the type described above cool, the partial flow of the working medium flowing in the cavities is at least partially routed as a bypass to at least a partial length of the main flow of the working medium flowing in the intermediate heater.
In the drawing, a steam turbine system with reheating of the working fluid is illustrated in a simplified representation. The method according to the invention is described in more detail using this exemplary embodiment.
1 shows the steam turbine system and FIG. 2 shows the high-pressure part of a system with an embodiment of the stated cavities for the partial flow of the working medium that differs from that shown in FIG. 1.
The system shown in FIG. 1 has a high-pressure part 1 and a low-pressure part 2, which drive a generator 3. The steam is generated in a boiler 4, heated between high and low pressure parts in a reheater 5 and later deposited in a condenser 6. The high-pressure part 1 has an outer housing part 7, inner parts 8 carrying the hot working fluid and cavities 9 located between these parts.
In addition to the lines for normal Arbeitsmit telstrom bypass lines 10, 11, 12 and 13, 14 with valves 10 ', 11', 12 'and 13' are available; the valves 10 ', 11', 12 'are normally closed. With 15 is an intercept valve, with 16 or 17 a junction of the line 14 into the working medium line leading from the intermediate heater to the low-pressure part or into the intermediate heater.
In the high-pressure part shown in Figure 2, the same reference numerals as in Fig. 1 are used, provided that they are corresponding parts. The cavities 9 for the coolant are located in the interior of tubes 18, while outside of these tubes between the housing parts 7 and 8 stagnant working fluid of the high-pressure part is located.
A partial flow of the working medium flowing in the cavities 9 is guided in the pipeline 13, 14 as a bypass to the main flow of the working medium flowing in the intermediate heater 5.
In this way, the prevailing pressure gradient in the intermediate heater 5 or the corresponding part thereof is always available for the flow through the cavities 9. The cooling is thus still maintained even when the turbine is completely unloaded, and the outer housing parts 7 to be protected are thus protected from harmful heat effects in all operating states of the turbine that occur.
In the example shown, the partial flow of the work flowing through the cavities 9 is fed back to the main flow flowing through the intermediate heater 5 by means of the point 16 upstream of the valve 15, which controls the entry of the stage group 2 following the intermediate heater 5.
By closing the valve 15 when the turbine is completely unloaded, cooling steam can then be prevented from getting into the low-pressure part 2 and doing undesirable work there.
As indicated by dash-dotted lines, the line 14 can also be connected to the main flow line within the intermediate heater 5 at the point 17.
A part of the partial flow flowing through the cavities 9 can advantageously also be passed through a feed water preheater.
At very high steam temperatures in the first stages of the low-pressure part 2 following the intermediate heater 5, the low-pressure outer housing can also be kept cool in the manner described according to the invention by a partial flow of the working medium conducted as a bypass to an intermediate heater part. Other parts of the turbine system that are exposed to high temperatures can also be cooled in the manner described, such as. B.
Fresh steam lines equipped with cooling devices, housings for shut-off or regulating valves, connecting lines between a reheater and the adjoining medium-pressure turbine.