CH633348A5

CH633348A5 - Dampfturbinenanlage.

Info

Publication number: CH633348A5
Application number: CH851078A
Authority: CH
Inventors: Helmut Gruber; Kurt Reinhard
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1982-11-30
Also published as: SE7906609L; DE2837502A1; SE442041B; FR2435600A1; DE2837502C2; CA1142370A; PL217634A1; PL129019B1; US4254627A; FR2435600B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage mit min- einerseits zwischen der Rückschlagklappe und der Hochdruck-

destens einem über eine Rückschlagklappe mit der Austrittssei- turbine mit der Austrittsseite der letzteren, und anderseits mit te der Hochdruckturbine verbundenen Zwischenüberhitzer, der Eintrittsseite des Kondensators verbunden ist.

dessen Austrittsseite einerseits über mindestens eine mit einem 55 Es ist zweckmässig, wenn zwischen dem Speisewasserbehäl-

ersten Durchflussregulierorgan versehene Leitung mit der Ein- ter und dem Kessel mindestens ein Hochdruckwärmer vorgese-

trittsseite der nächsten Turbinenstufe und andererseits über hen ist, welcher dampfseitig über eine Hochdruck-Dampfzu-

mindestens eine mit einem zweiten Durchflussorgan versehene fuhrleitung zwischen der Hochdruckturbine und der zwischen

Leitung mit einem Kondensator verbunden ist, sowie mit min- der letzteren und dem Zwischenüberhitzer angeordneten Rück-

destens einer von der Frischdampfzufuhrleitung der Hoch- 60 schlagklappe mit der Austrittsseite der Hochdruckturbine ver-

druckturbine ausgehenden, die letztere umgehenden und zwi- bunden ist. Dadurch wird bei einer Lastabschaltung an der Tur-

schen der Rückschlagklappe und dem Zwischenüberhitzer mit bine die Speisewassertemperatur automatisch etwas abgesenkt der Eintrittsseite des letzteren verbundenen Bypassleitung. und der Kessel kann die Last schneller abfahren. Bei dieser

Bei konventionellen Kraftwerken mit Turbinenanlagen, die Anordnung gelangt ferner der bei geschlossener Rückschlag-

mit Zwischenüberhitzer und Bypasseinrichtungen von grosser 65 klappe für den Zwischenüberhitzer verlorene Dampf in den

Kapazität versehen sind, ergibt sich nach einer Lastabschaltung Hochdruckvorwärmer, so dass sich für den Kessel keine wesent-

an der Turbine und anschliessend voll geöffnetem Bypass ein liehen unterschiedlichen Wärmebilanzbedingungen ergeben,

relativ langsamer Druckabbau im Zwischenüberhitzer. Kohle- Bei dieser Anordnung ist es ferner vorteilhaft, wenn das in der-

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Entlastungsleitung angeordnete Durchflussregulierorgan mit Steuermitteln verbunden ist, die derart ausgebildet sind, dass sie beim Anfahren der Turbinenanlage bis zum Erreichen eines festgelegten Austrittsdruckes der Hochdruckturbine dieses Durchflussregulierorgan geschlossen halten und danach die Öffnungsstellung des letzteren derart regulieren, dass der Druck in der Hochdruckturbine diesen festgelegten Druckwert nicht überschreitet, dass bei Parallelschaltung des Generators mit dem Netz die momentane Öffnungsstellung dieses Durchfluss-regulierorganes blockiert, bis zum Erreichen eines festgelegten minimalen Lastschwellwertes oder mindestens annähernd gleichen Druckes auf den Ein- und Austrittsseiten der zwischen der Hochdruck-Turbine und dem Zwischenüberhitzer angeordneten Rückschlagklappe in dieser blockierten Öffnungsstellung gehalten, und danach bei weiterer Erhöhung der Turbinenlast dieses Durchflussregulierorgan geschlossen wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine erste beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Dampfturbinenanlage; und

Fig. 2 schematisch eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Dampfturbinenanlage.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dargestellte Dampfturbinenanlage einen Kessel 1 auf, von dem aus der Frischdampf über die Frischdampfzufuhrleitung 2 und das Einlassventil 3 in die Hochdruckturbine 4 gelangt. Von der letzteren aus gelangt der Dampf bei Normalbetrieb über die Rückschlagklappe 5, den Zwischenüberhitzer 6, das Abfangventil 7 und die Mitteldruckturbine 8 in die Niederdruckturbine 9.

Dabei ist ein mit einem Hochdruckumleitventil 10 versehener Hochdruckbypass 11 und ein mit einem Niederdruckumleitventil 12 versehener Niederdruckbypass 13 vorgesehen. Mit 14 ist eine Wassereinspritzanordnung dargestellt.

Der Austritt aus der Niederdruckturbine 9 ist mit einem Kondensator 15 verbunden. Vom Kondensator 15 aus gelangt das Kondensat auf bekannte Weise aufeinanderfolgend in die ersten vier Vorwärmer 16,17,18 und 19 und dann in den als fünften Vorwärmer wirkenden Speisewasserbehälter 20.

Eine Hilfsturbine 21 befördert mittels der angekuppelten Pumpe 22 das Kondensat aus dem Speisewasserbehälter 20 über den sechsten Vorwärmer 23 und den siebten Vorwärmer 24 zurück zum Kessel 1.

Der Hochdruckvorwärmer 24 ist dampfseitig über die Hochdruck-Dampfleitung 25 zwischen der Rückschlagklappe 5 und dem Zwischenüberhitzer 6 mit dem Hochdruck-Abdampfsystem verbunden.

Erfindungsgemäss ist nun zusätzlich eine mit einem dritten Durchflussregulierorgan 26 versehene, den Zwischenüberhitzer 6 umgehende Entlastungsleitung 27 vorgesehen, welche einerseits zwischen der Rückschlagklappe 5 und der Hochdruckturbine 4 mit der Austrittsseite der letzteren, und anderseits mit der Eintrittsseite des Kondensators 15 verbunden ist.

Das Durchflussregulierorgan 26 wird dabei mittels der Druckdifferenzabtastanordnung 29 und der Steueranordnung 28 derart gesteuert, dass es bei Stillstand oder Leerlauf der Anlage voll geöffnet ist und erst bei steigender Last, je nach

Bedarf, zwischen 7 bis 12% Last, schliesst. Dieses Durchflussregulierorgan 26 wird relativ einfach mit einem Lastsignal oder dem Signal des Einlassventils 3 mitgesteuert und beginnt zu schliessen, wenn der Hochdruck-Abdampfdruck mit zunehmen-5 der Turbinenlast sich an den Zwischenüberhitzerdruck ungefähr angeglichen hat, was mittels der Druckdifferenzabtastanordnung 29 festgestellt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Dampfturbinenanlage besteht zu der in Fig. 1 dargestellten Anlage der wesentliche Unter-10 schied darin, dass der siebte Vorwärmer 24 dampfseitig über eine Hochdruck-Dampfleitung 25' zwischen der Hochdruckturbine 4 und der Rückschlagklappe 5 mit der Austrittsseite der Hochdruckturbine 4 verbunden ist.

Alle zu Fig. 1 analoge Teile sind mit gleichen Überweisungs-i5 zeichen versehen, so dass sich eine nochmalige Beschreibung dieser Teile erübrigt.

Das in der Entlastungsleitung 27 angeordnete Durchflussregulierorgan 26 ist dabei mit Steuermitteln 28,29 verbunden, die derart ausgebildet sind, dass sie beim Anfahren der Turbinenan-20 läge bis zum Erreichen eines festgelegten Austrittsdruckes der Hochdruckturbine 4 von beispielsweise 7,5 bar dieses Durchflussregulierorgan 26 geschlossen halten, so dass der gesamte Abdampf der Hochdruckturbine 4 dem für diese letztere als Kondensator wirkenden siebten Vorwärmer 24 zugeführt wird. 25 Der auf diese Weise nicht dem Zwischenüberhitzer 6 zugeführte Dampf gelangt somit in den siebten Vorwärmer 24, so dass sich für den Kessel 1 wärmebilanzmässig nur geringfügige Änderungen ergeben.

Wird die Turbinenanlage nun weiter hochgefahren, dann 30 öffnet bei Überschreiten der Schluckfähigkeit des Hochdruckvorwärmers 24 das Durchflussregulierorgan 26 und die Öffnungsstellung wird dabei mittels der Steuermittel 28 derart reguliert, dass der Druck am Austritt der Hochdruckturbine 4 diesen festgelegten Druckwert von beispielsweise 7,5 bar nicht 35 überschreitet und es somit nicht zu unzulässigen Temperaturerhöhungen im Hochdruck-Abdampf kommt. Bei Parallelschaltung des Generators 30 mit dem Netz wird die zuletzt vorhandene momentane Öffnungsstellung dieses Durchflussregulieror-gans 26 blockiert, und bis zum Erreichen eines vorher festgeleg-40 ten minimalen Lastschwellwertes oder mindestens annähernd gleichen Druckes auf den Ein- und Austrittsseiten der Rückschlagklappe 5, festgestellt mittels der Druckdifferenzabtast-anordnung 29, in dieser blockierten Öffnungsstellung gehalten. Danach wird das Durchflussregulierorgan 26 geschlossen und 45 die Turbinenlast bis zum gewünschten Betriebswert weiter erhöht.

Eine solche Anlage ermöglicht ein optimales Kaltanfahren der Turbinengruppe, da alle Turbinengehäuse gleichzeitig angewärmt werden, was eine beachtliche Verkürzung der Anfahrzeit 50 ermöglicht. Es ergeben sich keine Probleme mit einer Ventilation in der Hochdruckturbine infolge aufgestautem Zwischenüberhitzerdruck. Es ist eventuell eine kleinere Dimensionierung des Niederdruckbypasses, das heisst ein höherer Zwischenüberhitzerdruck als bei den bisher bekannten Anlagen zulässig. Aus-55 serdem ist ein problemloses Lastabschalten und Wiederbelasten der Turbine unabhängig von der gefahrenen Kessellast möglich.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

633 348 2 PATENTANSPRÜCHE gefeuerte Kessel weisen zum Beispiel, wenn sie anlässlich der

1. Dampfturbinenanalge mit mindestens einem über eine Lastabschaltung an der Turbine nicht ebenfalls getrippt werden, Rückschlagklappe (5) mit der Austrittsseite der Hochdrucktur- einen Lastabfahrgradienten von min. 5 %/min. auf, das heisst, es bine (4) verbundenen Zwischenüberhitzer (6), dessen Austritts- ist damit zu rechnen, dass bei einer ordnungsgemässen Lastabseite einerseits über mindestens eine mit einem ersten Durch- 5 fahrt im Kessel der Druck im Zwischenüberhitzer sich frühe-flussregulierorgan (7) versehene Leitung mit der Eintrittsseite stens in 15 Minuten auf den der min. Kessellast entsprechenden der nächsten Turbinenstufe (8) und anderseits über mindestens Druck abgebaut hat.

eine mit einem zweiten Durchflussregulierorgan (12) versehene Wird die Turbinenanlage im Leerlauf oder Inselbetrieb

Leitung (13) mit einem Kondensator (15) verbunden ist, sowie (Hauslast) mit einem höheren Druck im Zwischenüberhitzer mit mindestens einer von der Frischdampfzufuhrleitung (2) der 10 betrieben, dann reicht in der Regel die begrenzte durch die

Hochdruckturbine (4) ausgehenden, die letztere umgehenden Hochdruckturbine strömende Dampfmenge nicht aus, um die und zwischen der Rückschlagklappe (5) und dem Zwischen- infolge des im Zwischenüberhitzer aufgestauten Druckes be-

überhitzer (6) mit der Eintrittsseite des letzteren verbundenen wirkte Ventilationswärme abzuführen, so dass es zu einem un-

Bypassleitung (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine mit ei- kontrollierten Temperaturanstieg im Abdampf der Hochdruck-

nem dritten Durchflussregulierorgan (26) versehene, den Zwi- 15 turbine respektive zu einer begrenzten Leerlauffähigkeit kom-

schenüberhitzer (6) umgehende Entlastungsleitung (27) vorge- men kann.

sehen ist, welche einerseits zwischen der Rückschlagklappe (5) Es entsteht zwischen dem Moment der Lastabschaltung und und der Hochdruckturbine (4) mit der Austrittsseite der letzte- dem Erreichen des notwendigen tieferen Druckes im Zwischenren, und anderseits mit der Eintrittsseite des Kondensators (15) Überhitzer eine temperaturmässig unkontrollierte Zeitspanne, verbunden ist. 20 die zu ernsthaften Schäden an der Turbinenanlage führen kann.

2. Turbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Diese mit Hoch- und Niederdruck-Bypass versehenen Zwi-net, dass zwischen dem Speisewasserbehälter (20) und dem schenüberhitzer-Turbinenanlagen weisen ferner beim Kaltstart Kessel (1) mindestens ein Hochdruckvorwärmer (24) vorgese- den Nachteil einer verlängerten Anfahrzeit auf, da sich bereits hen ist, welcher dampfseitig über eine Hochdruck-Dampflei- beim Anstossen der Turbine entsprechend dem sich je nach tung (25 ') zwischen der Hochdruckturbine (4) und der zwischen 25 Kessellast im Zwischenüberhitzer aufgestauten Druck ein Tem-der letzteren und dem Zwischenüberhitzer (6) angeordneten peratursprung in der Hochdruckturbine aufbaut, der den Hoch-Rückschlagklappe (5) mit der Austrittsseite der Hochdrucktur- laufgradienten abflacht.

bine (4) verbunden ist. Man versuchte bis heute, die vorgenannten Probleme, ein-

3. Turbinenanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- wandfreie Leerlauffähigkeit nach einer Lastabschaltung und op-net, dass das in der Entlastungsleitung (27) angeordnete dritte 30 timales Kaltstartverhalten durch Vertrimmen der Turbinenab-Durchflussregulierorgan (26) mit Steuermitteln (28,29) ver- fangventile gegenüber den Einlassventilen oder andere Massbunden ist, die derart ausgebildet sind, dass sie beim Anfahren nahmen zu entschärfen. Diese Massnahmen führten aber nicht der Turbinenanlage bis zum Erreichen eines festgelegten Aus- zu einer grundsätzlichen und auch für Grenzfälle zufriedenstel-trittsdruckes der Hochdruckturbine (4) dieses dritte Durchfluss- lenden Lösung.

regulierorgan (26) geschlossen halten und danach, bei Über- 35 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer schreiten der Schluckfähigkeit des Hochdruckvorwärmers (24), Dampfturbinenanlage, welche die vorstehend angeführten seine Öffnungsstellung derart regulieren, dass der Austritts- Nachteile der bisherigen Anlagen nicht aufweist, das heisst, bei druck der Hochdruckturbine (4) diesen festgelegten Druckwert welcher selbst bei einer Bypasskapazität bis zu 100% bei einer nicht überschreitet, dass bei Parallelschaltung des Generators Lastabschaltung an der Turbine der Kessel nicht getrippt wer-(30) mit dem Netz die momentane Öffnungsstellung dieses drit- 40 den muss, sondern ordnungsgemäss auf eine Minimallast abge-ten Durchflussregulierorganes (26) blockiert, bis zum Erreichen fahren und die Turbine unter diesen Bedingungen beliebig lange eines festgelegten minimalen Lastschwellwertes oder minde- im Leerlauf oder Insellastbetrieb betrieben werden kann, so stens annähernd gleichen Druckes auf den Ein- und Austritts- dass der Block zum Beispiel nach Beheben oder Verschwinden Seiten der zwischen der Hochdruck-Turbine (4) und dem Zwi- einer Netzstörung sofort wieder bereit ist, Last aufzunehmen schenüberhitzer (6) angeordneten Rückschlagklappen (5) in ts und das Netz zu stützen und welche infolge gleichzeitiger Auf-dieser blockierten Öffnungsstellung gehalten, und danach bei wärmung der Hoch- und Mitteldruckturbinen bei einem Kaltweiterer Erhöhung der Turbinenlast dieses dritte Durchflussre- start eine kürzere Anfahrzeit ermöglicht.

gulierorgan (26) geschlossen wird. Die erfindungsgemässe Dampfturbinenanlage der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einem 50 dritten Durchflussregulierorgan versehene, den Zwischenüberhitzer umgehende Entlastungsleitung vorgesehen ist, welche