CN101351621B - 用于加热蒸汽轮机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加热蒸汽轮机(8)的方法，该蒸汽轮机包括中压涡轮部分(2)和/或低压涡轮部分(6)，其中，中压涡轮部分(2)在出口侧设有积聚装置(7)，其中，在启动过程期间流过中压涡轮部分(2)的蒸汽通过积聚装置(7)积聚在出口(3)处，使得中压涡轮部分(2)中蒸汽压力提高。从中压涡轮部分(2)流出的蒸汽被积聚，从而提高蒸汽的压力和温度。增加蒸汽向中压涡轮部分(2)上的厚壁部件以及中压涡轮部分机轴的热传递。因此，蒸汽轮机的启动时间缩短。

Description

用于加热蒸汽轮机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于加热蒸汽轮机(Dampfturbine)的方法，该蒸汽轮机包括中压涡轮部分(Teilturbine)和/或低压涡轮部分，其中，中压涡轮部分在出口侧设有积聚装置(Staueinrichtung)。
背景技术
蒸汽轮机也称作涡轮机。水轮机、蒸汽和燃气轮机、风车、离心泵和离心式压缩机以及推进器等总称为涡轮机。所有这些机器的共同目的是，用于从流体获取能量以便驱动其它机器，或相反地，用于将能量输送给流体，以便提高其压力。
在本申请中，将高压涡轮部分理解为这样的涡轮部分，该涡轮部分的入口侧受到过热蒸汽的冲击，该蒸汽可具有高达620℃的温度和高达300bar的压力。上述温度和压力数据仅仅是参考值。设计成用于高温度且用于高压力的涡轮部分，同样可称为高压涡轮部分。中压涡轮部分通常受到过热蒸汽的冲击，该蒸汽具有600℃温度和大约140bar的压力。低压涡轮部分通常受到从中压涡轮部分流出的蒸汽的冲击。由低压涡轮部分流出的蒸汽最后在冷凝器中聚集，并重新变成水。一般情况下，由高压涡轮部分流出的蒸汽在中间过热器中加热，并流入中压涡轮部分。
在地区能量供应中具有重要意义的是，尽可能快地让用于驱动发电机的蒸汽轮机加速到额定转速。额定转速为50Hz或60Hz。不过也存在其它的额定转速。
这里的问题是，在加载到满运行参数之前，必须有控制地预热蒸汽轮机中的机轴(Welle)和其它厚壁部件，以防止部件中产生不允许的应力。
通常，中压涡轮部分的涡轮轴对着真空运转。这意味着，中压涡轮部分出口侧普遍存在相对低的压力。由于该原因，在中压涡轮部分中的流过蒸汽的饱和温度和密度是低的。由此通过蒸汽进入到涡轮轴中的热量较少，这使得中压涡轮部分的预热延迟。蒸汽轮机的总启动时间也因此而延长。过长的启动时间令人感到干扰。
发明内容
因此，本发明之目的在于给出一种可以快速加热蒸汽轮机的方法。
该目的通过加热蒸汽轮机的方法实现，该蒸汽轮机包括中压涡轮部分和/或低压涡轮部分，其中，中压涡轮部分出口一侧设有积聚装置，其中，在启动过程期间流过中压涡轮部分的蒸汽通过积聚装置在出口积聚，使得在中压涡轮部分中的蒸汽压力提高，以提高蒸汽的饱和温度，其中所述积聚装置构造成具有可调节性，其中通过可调节的所述积聚装置如此改变不连续地流入中压涡轮部分的蒸汽流量，使得热量均匀地进入中压涡轮部分的厚壁部件。
本发明的另一方面在于，通过蒸汽流受控地积聚在中压涡轮部分的出口处，提高在蒸汽轮机启动过程中的压力。例如可以通过闭合阀瓣(Klappe)，提高中压涡轮部分出口处的压力。压力的提高导致蒸汽饱和温度的提高。在饱和的蒸汽中，传热系数尤其高。该传热系数比对流预热时高。因此，在蒸汽饱和时，温度对于进入涡轮轴中的热量是有决定意义的。例如没有本发明的积聚时，蒸汽温度约为80℃，蒸汽压力约为0.5bar。中压涡轮部分的出口侧的蒸汽，在积聚装置中积聚成例如压力为4bar，由此产生蒸汽饱和温度144℃。向安装在蒸汽轮机中的涡轮轴的热传递由此提高，并因此相对快速地加热涡轮轴。
而且，由于大的蒸汽密度，加速了中压涡轮部分机轴的紧接着的对流过加热。
通过本发明的方法，热可以快速的传送到中压涡轮部分机轴，可以将冷启动时蒸汽轮机启动过程缩短一小时。在一个有利的改型中，积聚装置设置在溢流管线
Figure GSB00000787463100031
中。这里，溢流管线是按流体动力学
Figure GSB00000787463100032
的方式连接中压涡轮部分出口和低压涡轮部分的入口的管线。
通过该方法，能够相对简单地提高中压涡轮部分出口侧的压力。
在另一有利改型中，积聚装置形成得具有可调整性。
由此，可以调整蒸汽轮机的加热过程。例如，通过可调整的积聚装置可以改变在中压涡轮部分流入的不连续的蒸汽流量，使得热量均匀地进入中压涡轮部分的厚壁部件。
作为用于调节积聚装置的输入量，可采用温度、压力和/或蒸汽流量。
在另一有利改型中，积聚装置构成为可转动的阀瓣。构成为可转动的阀瓣是比较经济的方法，还能够取得所要的效果，即实现蒸汽的积聚。
在另一有利改型中，中压涡轮部分出口侧的蒸汽积聚成压力值处于3至5bar之间，而温度值处于130℃至150℃之间。
已经发现，在这样的压力值和温度值下，进入中压涡轮部分机轴的蒸汽的热量特别高。
本发明的任务还通过一种蒸汽轮机设备来解决。该设备包括中压涡轮部分，其特征在于，还包括设在所述中压涡轮部分的出口侧的积聚装置，其中所述积聚装置构造成具有可调节性，如此改变不连续地流入中压涡轮部分的蒸汽流量，使得热量均匀地进入中压涡轮部分的厚壁部件。
附图说明
接下来，参照附图来详细描述本发明的实施例。其中具有同一附图标记的部件具有同样的功能。
其中：
图1表示中压涡轮部分和低压涡轮部分的示意图。
具体实施方式
图1中，示意性地显示了蒸汽轮机8。蒸汽轮机可以包括高压涡轮部分、中压涡轮部分和/或低压涡轮部分。图示的蒸汽轮机包括中压涡轮部分和低压涡轮部分。一般来说，新蒸汽流入图中未显示的高压涡轮部分，并在其中膨胀(entspannen)并冷却到较低温度。该膨胀且冷却的蒸汽在图1中没有详细示出的中间过热器中加热到高温，接着经过管线1流入中压涡轮部分2中。流入中压涡轮部分2的蒸汽膨胀，这时，蒸汽的压力和温度下降。
在中压涡轮部分2的出口侧，膨胀的蒸汽由出口3通过溢流管4流入低压涡轮部分6的入口5。在图1中示出的中压涡轮部分2和低压涡轮部分6是蒸汽轮机的一部分。为了清晰起见，高压涡轮部分、中间过热器、冷凝器和(例如)泵等不同的单元均没有详细示出。
在溢流管线4中设置了积聚装置7。积聚装置7可形成为可调节且/或可转动的阀瓣。在启动过程期间，运行积聚装置7，使得从出口3流出的蒸汽在调节阀瓣前积聚，由此提高蒸汽压力。蒸汽的饱和温度因此提高，并导致到中压涡轮部分2的中压涡轮轴的蒸汽传热系数的提高。中压涡轮轴没有详细地显示。
已表明，出口侧的蒸汽应积聚到3bar至5bar之间的压力值和130℃至150℃之间的温度值，以获得良好的传热系数。
蒸汽轮机的启动过程由此缩短大约一小时。

Claims (7)

1.一种用于加热蒸汽轮机(8)的方法，
所述蒸汽轮机(8)包括中压涡轮部分(2)，
其中，所述中压涡轮部分(2)在出口侧具有积聚装置(7)，
其中，在启动过程期间流过所述中压涡轮部分(2)的蒸汽通过所述积聚装置(7)如此积聚在出口(3)处，使得所述中压涡轮部分(2)中的蒸汽压升高，从而提高蒸汽的饱和温度，
所述积聚装置(7)构造成具有可调节性，
其特征在于，通过可调节的所述积聚装置如此改变不连续地流入中压涡轮部分的蒸汽流量，使得热量均匀地进入中压涡轮部分的厚壁部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述积聚装置(7)设置在溢流管线(4)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述积聚装置(7)构造成可转动的阀瓣。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，蒸汽在出口侧积聚到压力值处于3bar至5bar之间而温度值处于130℃至150℃之间。
5.一种蒸汽轮机设备，包括中压涡轮部分(2)，其特征在于，还包括设在所述中压涡轮部分(2)的出口侧的积聚装置(7)，其中所述积聚装置(7)构造成具有可调节性，如此改变不连续地流入中压涡轮部分的蒸汽流量，使得热量均匀地进入中压涡轮部分的厚壁部件。
6.根据权利要求5所述的蒸汽轮机设备，其特征在于，所述积聚装置(7)构造成可转动的阀瓣。
7.根据权利要求5或6所述的蒸汽轮机设备，其特征在于，所述积聚装置(7)设置在溢流管线(4)中。
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