CN109196189A - 用于加热阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置和用于加热调节阀(5)的方法，其中快关阀(4)和调节阀(5)在蒸汽管路(3)中串联设置，其中快关阀(4)构成为伺服阀并且被运行以预热调节阀(5)。

Description

用于加热阀的方法

技术领域

本发明涉及一种包括蒸汽管路和设置在蒸汽管路中的调节阀的装置，所述调节阀具有调节阀开度，其中调节阀构成为，使得调节阀允许调节阀开度的每个任意的中间位置，此外所述装置包括设置在蒸汽管路中的快关阀，所述快关阀具有快关阀开度，其中调节阀和快关阀串联。

此外，本发明涉及一种用于加热调节阀的方法，其中调节阀设置在蒸汽管路中并且调节阀构成为，使得调节阀允许调节阀开度的每个任意的中间位置，其中在蒸汽管路中设置有快关阀，其中快关阀构成为，使得快关阀允许快关阀开度的每个任意的中间位置。

背景技术

在现代的蒸汽发电站中，蒸汽发生器中的蒸汽被置于高温并且经由新鲜蒸汽管路引导至蒸汽轮机。在那里，蒸汽的热能被转换为转子的转动能，所述转子驱动发电机。新鲜蒸汽温度以及新鲜蒸汽压力具有这样高的值，使得与蒸汽接触的构件必须厚壁地构造。在蒸汽轮机的入口区域旁，阀也强烈地受到热负荷。通常，在蒸汽发生器下游，蒸汽管路构成有两个与蒸汽轮机的流入口流体连接的阀。所述阀中的一个构成为所谓的调节阀，其中另一阀作为快关阀承担其功能。快关阀通常具有两个位置：完全打开或完全关闭。此外，快关阀构成为，使得从完全打开位置至完全关闭位置的关闭时间尽可能短。

目前，现代的蒸汽发电站在强烈变化的需求负担下运行。在首要满足经由可再生能源的供电时，蒸汽发电站部分负荷地运行或甚至完全被关断。蒸汽发电站的重新启动是技术挑战，因为在蒸汽发电站起动和提供电能之间的时间应尽可能短。因此，目前主要的努力集中于缩短蒸汽发电站的起动时间。在这种情况下的挑战在于，在起动期间不过快地加热厚壁的构件，例如阀。过快地加热会对阀的使用寿命产生不利影响。

因此，在起动期间必须预热调节阀。这主要涉及所谓的冷起动情况，在冷起动情况中在蒸汽发电站起动前的初始温度相对低。目前，通过如下方式预热调节阀，即在蒸汽下打开快关阀，其中快关阀和调节阀串联。调节阀的加热经由在表面上的冷凝实现。但是，为了不使新鲜蒸汽调节阀的构件应力过大，这必须通过如下方式来限制，即限制冷凝温度。

因为，为了预热新鲜蒸汽调节阀而打开的新鲜蒸汽快关阀仅具有完全打开功能或完全关闭功能，所以调节阀的加热性能与新鲜蒸汽压力关联。

冷凝温度的限制且进而还有新鲜蒸汽调节阀的构件应力的限制通过降低在新鲜蒸汽管路中的新鲜蒸汽压力来实现。但是，为此蒸汽发生器必须被运行为，使得降低新鲜蒸汽压力，这在实践中需要所有部分的具有相对高的耗费的协调。

在这种情况下，尤其有问题的是，找到打开快关调节阀的理想的时间点。

蒸汽发生器功率的降低阻碍快速的负荷升高直至满负荷，在所述满负荷时产生最佳效率。

发明内容

本发明的目的是，简化发电站的启动过程。

该目的通过一种包括蒸汽管路和设置在蒸汽管路中的调节阀的装置来实现，所述调节阀具有调节阀开度，其中调节阀构成为，使得调节阀允许调节阀开度的每个任意的中间位置，此外所述装置包括设置在蒸汽管路中的快关阀，所述快关阀具有快关阀开度，其中调节阀和快关阀串联，其中快关阀构成为，使得快关阀允许快关阀开度的每个任意的中间位置。

此外，该目的通过一种用于加热调节阀的方法来实现，其中调节阀设置在蒸汽管路并且调节阀构成为，使得调节阀允许调节阀开度的每个任意的中间位置，其中在蒸汽管路中设置有快关阀，其中快关阀构成为，使得快关阀允许快关阀开度的每个任意的中间位置，其中快关阀用于预热快速阀。

因此，借助本发明提出，快关阀改进为，使得该快关阀能够更好地用于预热调节阀。为此，快关阀构成为，使得其允许快关阀开度的每个任意的中间位置。快关阀配置为用于定位的所谓的伺服阀。根据本发明，在这种情况下快关阀从关闭位置缓慢地且根据新鲜蒸汽调节阀中的热应力朝小的位置运动，以便限制调节阀的阀壳体中的压力。在所述根据本发明的方法中，阀壳体的排水阀必须是打开的，然而这在冷阀和冷暖阀中总归是这种情况。

因此，取消需要蒸汽压力与初始温度的关联并且简化发电站的启动过程。

根据本发明，构成为伺服阀的快关阀有针对性地用于预热新鲜蒸汽调节阀。通过监控新鲜蒸汽调节阀的构件量值不需要附加的测量部位。

本发明的再一优点是，新鲜蒸汽管路中的压力构建能够与涡轮机阀的初始温度无关地进行。这提高了蒸汽发电站的灵活性且降低在项目开发以及信号交换时的匹配需要。

另一优点是，蒸汽轮机能够在较高的新鲜蒸汽压力下启动，也就是说，对于发电站构成为蒸汽-燃气联合发电站的情况，在效率较差的情况下为了预热新鲜蒸汽调节阀，不再强制性地需要限制燃气轮机的功率。

本发明的再一优点是，在蒸汽轮机静止且燃气轮机运转时的整体启动时间缩短。为了降低在蒸汽轮机上游的新鲜蒸汽压力，目前必须关闭新鲜蒸汽滑阀。通过绕过新鲜蒸汽滑阀，缓慢构建蒸汽轮机上游的新鲜蒸汽压力。那么，在新鲜蒸汽滑阀能够打开之前，在加热新鲜蒸汽阀后进行压力平衡。由此取消缓慢的压力构建。

再一优点如下：在蒸汽轮机中，调节阀比蒸汽轮机本身更快地冷却。这使得在暖起动时——这是具有如下特征的状态，即24至72小时之间的停机状态——难于找到用于蒸汽轮机组的最佳的开启温度。通过接上加热控制器，新鲜蒸汽调节阀的构件温度首先匹配于蒸汽轮机的构件温度。因此，蒸汽轮机的开启无干扰地且更有利于使用寿命地实现。

再一优点是，通过构成为伺服阀的快关阀能够使用现有的设施。

有利的改进形式在从属权利要求中给出。

本发明的上述特性、特征和优点以及如所实现的方式和方法结合实施例的下面的描述变得更清楚且更易理解，所述实施例结合附图详细阐述。相同的或具有相同功能的构件在此以相同的附图标记表示。

下面借助附图描述本发明的实施例。附图未按比例示出实施例，相反为了方便阐述，附图以示意的和/或略微失真的方式示出。

关于可在图中直接看出的教导的补充参考相关的现有技术。

附图说明

附图示出

图1示出蒸汽发电站的示意图；

图2示出加热控制器的示意图。

具体实施方式

图1示出一种包括装置2的蒸汽发电站1。装置2包括蒸汽管路3和设置在蒸汽管路3中的调节阀5。调节阀5具有调节阀开度，其中调节阀5构成为，使得调节阀5允许调节阀开度的每个任意的中间位置。

此外，装置2包括设置在蒸汽管路3中的快关阀4。快关阀4具有快关阀开度，其中调节阀5和快关阀4串联。快关阀4构成为，使得快关阀4允许快关阀开度的每个任意的中间位置。蒸汽管路3与蒸汽发生器6流体连接。在蒸汽发生器6中产生具有相对高的温度和压力的蒸汽。该蒸汽穿过蒸汽管路3以及串联的调节阀5和快关阀4流至蒸汽轮机8的入流区域7。蒸汽轮机8例如包括高压涡轮段、中压涡轮段或低压涡轮段。由于清楚性，在图1中示出的蒸汽轮机8不具有涡轮段，例如高压涡轮段、中压涡轮段或低压涡轮段。蒸汽轮机8包括可旋转地支承的转子(未示出)。在蒸汽发生器6中产生的蒸汽的热能转换为转子的转动能。转子以传递扭矩的方式与发电机9连接。发电机9产生电能，借助所述发电机能够共同为供电网供电。

经由入流区域7流入蒸汽轮机8中的蒸汽沿着流动通道流动，其中温度和压力下降。在蒸汽轮机8的出流区域10处，蒸汽经由另一蒸汽管路11流至冷凝器12。

在冷凝器12中蒸汽凝结成水并且经由泵13再次被引至蒸汽发生器6。在蒸汽发电站起动时，调节阀5必须适当被加热。根据本发明，这通过用于加热调节阀5的方法实现，其中调节阀5设置在蒸汽管路3中并且调节阀5构成为，使得调节阀5允许调节阀开度的每个任意的中间位置，其中在蒸汽管路3中设置有快关阀4，其中快关阀4构成为，使得快关阀4允许快关阀开度的每个任意的中间位置，其中快关阀4用于预热调节阀5。这通过如下方式进行：快关阀4根据调节阀5中的热应力从关闭位置中打开。在这种情况下，快关阀4打开成，使得调节阀5中的热应力低于极限值。此外，快关阀4运行为，使得调节阀5中的热负荷降低。

图2示出用于调节阀5的加热控制器。

首先，将表示最大构件温差的给定值14与实际值15比较，其中从给定值14中减去实际值15。实际值15示出实际的构件温差。

将由给定值14和实际值15生成的控制偏差16输送给控制器17，所述控制器构成为PI加热控制器。控制器17产生调节变量18。

将该调节变量18输送给控制对象19。首先，在控制对象19中，从调节变量18中减去另一实际值20。将由此导出的另一控制偏差21传递给控制器22，所述控制器构成为P位置控制器。控制器22确定调节变量23。将该另一调节变量23输送给阀驱动器24。在控制对象19中的其他影响变量是阀特征曲线25、新鲜蒸汽管路26和构件温差27。在控制对象终端处存在实际值15作为输出值。

在此涉及串级控制，在那里两个控制回路彼此联接。为了稳定地设计整个控制回路，首先设定内控制回路(调节控制器22)的增益。接着设定叠加的控制回路(加热控制器17)。

尽管通过优选的实施例详细阐明和描述本发明的细节，但本发明不受到所公开的实例限制并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而不会偏离本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种包括蒸汽管路(3)和设置在蒸汽管路(3)中的调节阀(5)的装置(2)，所述调节阀具有调节阀开度，

其中所述调节阀(5)构成为，使得所述调节阀(5)允许所述调节阀开度的每个任意的中间位置，

所述装置还包括设置在所述蒸汽管路(3)中的快关阀(4)，所述快关阀具有快关阀开度，

其中所述调节阀(5)和所述快关阀(5)串联，

其特征在于，

所述快关阀(4)构成为，使得所述快关阀(4)允许所述快关阀开度的每个任意的中间位置。

2.根据权利要求1所述的装置(2)，

所述装置具有与所述蒸汽管路(3)流体连接的蒸汽发生器(6)，并且

具有与所述蒸汽管路(3)流体连接的蒸汽轮机。

3.一种用于加热调节阀(5)的方法，

其中所述调节阀(5)设置在蒸汽管路(3)中，并且

所述调节阀(5)构成为，使得所述调节阀(5)允许调节阀开度的每个任意的中间位置，

其中在所述蒸汽管路(3)中设置有快关阀(4)，其中所述快关阀(4)构成为，使得所述快关阀(4)允许快关阀开度的每个任意的中间位置，

其特征在于，将所述快关阀(4)用于预热所述调节阀(5)，

其中根据在所述调节阀(5)中的热应力将所述快关阀(4)从关闭位置中打开。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中将所述快关阀(4)打开成，使得在所述调节阀(5)中的热应力低于极限值。

5.根据权利要求2、3或4所述的方法，

其中将所述快关阀(4)运行成，使得降低在所述调节阀(5)中的热负荷。

6.一种用于执行根据权利要求3至5之一所述的方法的自动化系统。