CN205744015U - 蒸汽涡轮温暖保持设备 - Google Patents

蒸汽涡轮温暖保持设备 Download PDF

Info

Publication number
CN205744015U
CN205744015U CN201521123359.4U CN201521123359U CN205744015U CN 205744015 U CN205744015 U CN 205744015U CN 201521123359 U CN201521123359 U CN 201521123359U CN 205744015 U CN205744015 U CN 205744015U
Authority
CN
China
Prior art keywords
steamturbine
steam
keeping device
valve
main steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201521123359.4U
Other languages
English (en)
Inventor
G.马里内斯库
P.斯特恩
M.塞尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Priority to CN201521123359.4U priority Critical patent/CN205744015U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205744015U publication Critical patent/CN205744015U/zh
Priority to PCT/IB2016/001914 priority patent/WO2017115132A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction

Abstract

本实用新型涉及一种蒸汽涡轮温暖保持设备，其包括：主蒸汽线路，其用于将工作蒸汽供给到所述蒸汽涡轮中，以便从所述工作蒸汽提取功，停止阀，在所述主蒸汽线路中，用于隔断所述主蒸汽线路，控制阀，在所述主蒸汽线路中，在所述停止阀的下游，用于控制通过所述主蒸汽线路的工作蒸汽流，蒸汽涡轮外罩壳，具有第一端部和远侧的第二端部，其中，所述主蒸汽线路朝所述第一端部连接至所述蒸汽涡轮外罩壳；和蒸汽涡轮排出柱，朝所述第二端部连接至涡轮罩壳，用于排放所述工作蒸汽，其中，温暖保持蒸汽线路在所述停止阀的下游连接至所述主蒸汽线路。

Description

蒸汽涡轮温暖保持设备
技术领域
本实用新型涉及蒸汽涡轮性能，且具体而言，涉及涡轮转子和罩壳的保持温暖，以便限制在蒸汽涡轮运转中断期间的寿命周期应力。
背景技术
影响蒸汽涡轮寿命的主要因素是低循环疲劳。用于生成功率的蒸汽涡轮典型地具有大直径转子和罩壳(casing)，该转子和罩壳由于它们的尺寸而倾向于处于低循环疲劳形式的热应力损伤。该损伤在加载和卸载循环期间是最普遍的，具体而言是在开始/停止循环期间，由于在这些事件期间发生的热膨胀和金属温度的大变化速率。当积累的低循环疲劳损伤达到构件的材料极限时，可形成裂纹，从而需要替换。结果，期望避免导致低循环疲劳的事件或至少使其减到最少。
欧洲专利no. EP 2 351 912 A1论述了将太阳能站从关机状态和/或启动阶段开始加热至操作温度所要求的总体工作时间的问题的解决方案。所论述的解决方案包括加热装置，其能够连接至轴的内部孔，该加热装置实现涡轮的轴的加热。
美国专利No. 4,282,708公开了备选的方法，该方法包括通过将加热的蒸汽供应至轴封(gland)区段来对蒸汽涡轮进行温暖保持(warm keeping)。
专利申请CA1245059A1论述了另一重新启动方法，该方法使用在空气间隙上方的多个电加热毯，以将涡轮转子的温度维持在期望的初始启动温度。
实用新型内容
公开了一种蒸汽涡轮温暖保持设备，其可提供简单的系统，在该简单的系统中，可实现通过蒸汽涡轮运转中断期间的温暖保持带来的对转子低循环疲劳寿命的益处。
一个普通方面包括蒸汽涡轮设备，其包括：主蒸汽线路，其用于将工作蒸汽供给到蒸汽涡轮中，以便于从该工作蒸汽提取功；停止阀，在该主蒸汽线路中，用于隔断该主蒸汽线路；控制阀，在该主蒸汽线路中，在该停止阀的下游，用于控制通过该主蒸汽线路的工作蒸汽流；蒸汽涡轮外罩壳，具有第一端部和远侧的第二端部，其中，该主蒸汽线路朝该第一端部连接至该蒸汽涡轮罩壳；和蒸汽涡轮排出柱，朝第二端部连接至该涡轮外罩壳，用于排放该工作蒸汽。该方面还包括温暖保持蒸汽线路，其在该停止阀的下游连接至该主蒸汽线路。该方面使得可能当蒸汽涡轮离线时使加温蒸汽(warming steam)行进通过整个蒸汽涡轮工作流体流动路径。通过当蒸汽涡轮离线时用这种方法将蒸汽涡轮保持在升高的温度下减小了温度变化，从而减轻低循环疲劳。
其他方面包括下列特征中的一个或更多个：温暖蒸汽线路在停止阀与控制阀之间连接至主蒸汽线路；温暖保持蒸汽线路中的阻断阀；用于在温暖保持蒸汽行进通过温暖保持蒸汽线路时加热该温暖保持蒸汽的加热装置；电加热装置；混合装置，其在温暖蒸汽线路中，在该加热装置处或附近，构造成在该加热装置的附近形成湍流，从而增大热传递效率；用于控制加温保持蒸汽的流动速率的控制系统；和构造成仅当满足以下条件中的各项时才操作该加热装置的控制系统：停止阀关闭、控制阀打开、和外罩壳内的压力等于或小于周围压力。
根据结合附图作出的下列描述，本公开的其他方面和优点将变得显而易见，附图作为示例来例示本实用新型的示范实施例。
附图说明
作为示例，参考附图在下文中更全面地描述本公开的实施例，在附图中：
图1是可应用示范实施例的现有技术的蒸汽涡轮的截面图；
图2是已应用了示范实施例的图1的蒸汽涡轮；且
图3示出可应用至图1的蒸汽涡轮的去往主蒸汽线路连接点的备选加温蒸汽线路。
图4示出了湍流器。
参考标号
10 蒸汽涡轮
12 主蒸汽线路
14 控制阀
16 停止阀
20 蒸汽涡轮主体
22 外罩壳
23 热隔离件
24 内罩壳
26 进口螺管(inlet spiral)
28 涡轮腔
30 转子
32 轴承
34 轴封
40 排出柱
50 温暖保持蒸汽线路
52 阻断阀
54 加热器
56 湍流器。
具体实施方式
现在参照附图描述本公开的示范实施例，其中，自始至终，类似的参考标号用于指类似的元件。在下列说明中，为了说明，陈述了许多具体细节以提供本公开的透彻理解。然而，本公开可在没有这些具体细节的情况下实施，且不限于本文中公开的示范实施例。
图1示出现有技术蒸汽涡轮10，该蒸汽涡轮10包括朝蒸汽涡轮主体20的第一端部对该蒸汽涡轮主体20进行供给的主蒸汽线路12。经由控制阀14行进通过主蒸汽线路12的蒸汽行进通过蒸汽涡轮主体20，且借助于排出柱40离开蒸汽涡轮主体，该排出柱40在蒸汽涡轮10为中间压力蒸汽涡轮10的情况下典型地连接至(未示出的)低压蒸汽涡轮。控制阀14的目的是调节通过蒸汽涡轮主体20的蒸汽流且因此控制蒸汽涡轮10的加载。
蒸汽涡轮主体20包括外罩壳22和进口螺管26，该进口螺管26用于将基本上径向供给的供给蒸汽引导到基本上轴向定向的蒸汽膨胀区段中，该蒸汽膨胀区段由内罩壳24和转子30限定，其中，膨胀的蒸汽用于驱动转子30。离开蒸汽膨胀区段的膨胀蒸汽在于第二轴向远端处经由排出柱40离开蒸汽涡轮主体20之前进入外罩壳22内的涡轮腔28。外罩壳22可由热隔离件23包围。
轴封34用于靠着转子30密封外罩壳22，同时轴承32还用于支撑转子30。
图2示出蒸汽涡轮10的示范实施例，其中温暖保持蒸汽线路50在控制阀14和外罩壳22之间连结主蒸汽线路12。温暖保持蒸汽线路50的目的是使加温蒸汽流能够通过蒸汽涡轮10的工作流动路径，包括通过进口螺管26，在内罩壳24和转子30之间，到涡轮腔28中且通过排出柱40离开。只要当涡轮腔28中的流体压力等于或小于周围压力时加温保持蒸汽线路50运行，对待机操作期间的轴封蒸汽的需求就是不必要的。在图2中示出的示范实施例中，控制阀14包括停止阀16。
在图3中示出的更改的示范实施例中，主蒸汽线路12包括在控制阀14的上游的分开的停止阀16，其构造成处于完全打开位置或者完全关闭位置。在该示范实施例中，温暖保持蒸汽线路50在停止阀16与控制件14之间连结主蒸汽线路12。在该设备中，通过在温暖保持蒸汽线路50中使用阀来调节温暖保持蒸汽流速率是可能的。优选地使用控制阀14来在温暖保持蒸汽流速率典型地显著小于标称操作蒸汽速率时调节该温暖保持蒸汽流速率，且因此通常单独使用控制阀14来稳定地控制是不可能的。
在示范实施例中，温暖保持蒸汽线路50包括阻断阀52且可选地包括加热器54和湍流器56。
阻断阀52提供在例如正常操作期间将温暖保持蒸汽与蒸汽涡轮10隔断的工具。阻断阀52是自动操作的阀，其连接至未示出的控制系统。
示范实施例还包括加热器54。加热器54的目的是提供将温暖保持蒸汽加热至如下温度的工具，该温度使行进通过蒸汽涡轮10的温暖保持蒸汽能够维持罩壳22、24，且具体而言，转子30，的温度，从而补偿通过外罩壳22和相关热隔离件的周围热损耗、以及由行进通过蒸汽涡轮10且通过排出柱40离开的温暖保持蒸汽携带的热量的损耗。加热器54可为能够将热能赋予行进通过温暖保持蒸汽线路50的加温蒸汽中的任何已知的装置，包括电气装置。在示范实施例中，加热器54位于温暖保持蒸汽线路50的外部。
在示范实施例中，温暖保持蒸汽在范围从100℃直到标称新蒸汽温度(nominallive steam temperature)的温度下提供至温暖保持蒸汽线路50，其中，在阻断阀52的下游围绕蒸汽保持蒸汽线路50的外区段缠绕的电气元件作用为加热器54。
在示范实施例中，加热器54将温暖保持蒸汽加热至高于550℃。由加热器54加热至的温度取决于蒸汽涡轮10的设计和操作。
又一示范实施例包括温暖保持蒸汽线路50中的湍流器56，其在加热器54附近或加热器54的如下场所处，在此加热器54增大温暖保持蒸汽的温度。湍流器56的目的是生成湍流，从而增大加热器54与温暖保持蒸汽之间的热传递速率，从而使得可能减小加热器54的热传递面积。
如图4所示，在示范实施例中，各湍流器56包括中空的圆形板，该中空的圆形板具有多个轴向地对齐的孔57，孔57位于湍流器的周边上。当阻断阀52打开时，沿湍流器流动的蒸汽加速，且接连地膨胀，从而增大湍流度且因此改善来自电加热器的热传递。
示范实施例涉及启动加热器54，且然后，当电加热器中的蒸汽温度达到＞550℃(即，标称新蒸汽温度)时，通过关闭停止阀16和/或控制阀14来绕过蒸汽涡轮。下个步骤是关掉轴封系统和打开温暖保持蒸汽线路50中的阻断阀52。以此方式，加温蒸汽流动通过蒸汽涡轮10且通过排出柱40离开。然后阻断阀52保持打开直到下次开始。
示范实施例包括典型地与蒸汽涡轮10一起使用的控制系统(未示出)。该控制系统附加地构造成控制加温保持蒸汽的流动速率。在示范实施例中，该控制系统构造成仅当满足以下条件中的各项时才操作加热装置54：停止阀16关闭、控制阀14至少部分地打开、和外罩壳22内的压力等于或小于周围压力。
尽管已在本文中以相信是最实用的示范实施例的形式示出且描述了本公开，但本公开还可以以其他特例实现。当前公开的实施例因此应认为在各方面均为示例性且不受限的。本公开的范围由所附权利要求而非前述描述来指示，且将在其等同物的意义和范围内的所有改变都确定为包含在其中。

Claims (10)

1.一种蒸汽涡轮温暖保持设备，其包括：
主蒸汽线路，其用于将工作蒸汽供给到所述蒸汽涡轮中，以便从所述工作蒸汽提取功；
停止阀，在所述主蒸汽线路中，用于隔断所述主蒸汽线路；
控制阀，在所述主蒸汽线路中，在所述停止阀的下游，用于控制通过所述主蒸汽线路的工作蒸汽流；
蒸汽涡轮外罩壳，具有第一端部和远侧的第二端部，其中，所述主蒸汽线路朝所述第一端部连接至所述蒸汽涡轮外罩壳；和
蒸汽涡轮排出柱，朝所述第二端部连接至涡轮罩壳，用于排放所述工作蒸汽，
其中，温暖保持蒸汽线路在所述停止阀的下游连接至所述主蒸汽线路。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，其中，所述温暖保持蒸汽线路在所述停止阀与所述控制阀之间连接至所述主蒸汽线路。
3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，其中，所述温暖保持蒸汽线路在所述控制阀与所述蒸汽涡轮外罩壳之间连接至所述主蒸汽线路。
4.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，还包括在所述温暖保持蒸汽线路中的阻断阀。
5.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，还包括加热装置，用于在温暖保持蒸汽行进通过所述温暖保持蒸汽线路时加热该温暖保持蒸汽。
6.根据权利要求5所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，其中，所述加热装置为电加热器。
7.根据权利要求5所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，还包括混合装置，其在温暖蒸汽线路中，在所述加热装置的附近，构造成在所述加热装置的附近形成湍流，从而增大热传递效率。
8.根据权利要求7所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，其中，所述混合装置为湍流器(56)，所述湍流器(56)包括中空的圆形板，所述中空的圆形板具有多个轴向地对齐的孔(57)，所述孔(57)位于所述湍流器(56)的周边上。
9.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，还包括控制系统，所述控制系统用于控制加温保持蒸汽的流动速率。
10.根据权利要求9所述的蒸汽涡轮温暖保持设备，其中，所述控制系统构造成仅当满足以下条件中的各项时才操作加热装置：
所述停止阀关闭；
所述控制阀打开；和
所述外罩壳内的压力等于或小于周围压力。
CN201521123359.4U 2015-12-31 2015-12-31 蒸汽涡轮温暖保持设备 Active CN205744015U (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521123359.4U CN205744015U (zh) 2015-12-31 2015-12-31 蒸汽涡轮温暖保持设备
PCT/IB2016/001914 WO2017115132A1 (en) 2015-12-31 2016-12-22 Steam turbine warm keeping arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521123359.4U CN205744015U (zh) 2015-12-31 2015-12-31 蒸汽涡轮温暖保持设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205744015U true CN205744015U (zh) 2016-11-30

Family

ID=57388149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201521123359.4U Active CN205744015U (zh) 2015-12-31 2015-12-31 蒸汽涡轮温暖保持设备

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN205744015U (zh)
WO (1) WO2017115132A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114060109B (zh) * 2021-11-23 2023-12-08 闫小龙 一种汽轮机进汽节能导流装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE570366C (de) * 1928-01-03 1933-02-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum Beheizen von Dampf- oder Gasturbinen durch Einfuehrung eines erwaermten Waermetraegers in das Turbineninnere
DE920548C (de) * 1952-07-11 1954-11-25 Licentia Gmbh Vorrichtung zur Erhoehung der Temperatur der Einstroemteile einer Dampfturbine waehrend des Sparbetriebes
JPS5532916A (en) 1978-08-25 1980-03-07 Hitachi Ltd Method of making temperature of steam turbine metal of combined plant constant and its device
JPS60159311A (ja) * 1984-01-31 1985-08-20 Toshiba Corp 蒸気タ−ビンの起動方法
US4584836A (en) 1985-01-29 1986-04-29 Westinghouse Electric Corp. Steam turbine restart temperature maintenance system and method
ES2743247T3 (es) 2010-01-12 2020-02-18 Siemens Ag Turbina con sistema de calefacción, y central de energía solar correspondiente y procedimiento de funcionamiento
JP5959454B2 (ja) * 2013-03-08 2016-08-02 株式会社東芝 蒸気タービンシステム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017115132A1 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102094713B (zh) 减少关机期间来自燃气涡轮机的热损失的系统和方法
JP5227352B2 (ja) 熱回収蒸気発生器及び関連する蒸気ラインを予め加温するためのシステム及び方法
US20140165565A1 (en) Steam turbine plant and driving method thereof
JP5346303B2 (ja) タービンの排気を利用したコンプレッサクリアランス制御システム
US8776521B2 (en) Systems and methods for prewarming heat recovery steam generator piping
CN108291452A (zh) 燃气轮机及燃气轮机的部件温度调节方法
JP2009228678A (ja) ターボ機械のターンダウンレンジを拡張するためのシステム
EP2917491A1 (en) External cooling fluid injection system in a gas turbine engine
EP2917490A1 (en) Air injection system for cooling a rotor in a gas turbine engine and method of cooling such rotor
CN107605541A (zh) 防止1000mw超超临界汽轮机汽封抱轴轴封电加热器系统及方法
CN205744015U (zh) 蒸汽涡轮温暖保持设备
JP6231228B2 (ja) 複合サイクルガスタービンプラント
US9404395B2 (en) Selective pressure kettle boiler for rotor air cooling applications
US20110308251A1 (en) Method for heating a turbine shaft
CN105888845A (zh) 一种天然气差压冷能利用装置
CN206667347U (zh) 一种加热供水设备
EP3153660A1 (en) Heating systems for internally heating rotor in-situ in turbomachines, and related rotor
JP2004245184A (ja) 再熱蒸気タービンプラントとその起動方法
CN101627185A (zh) 用于控制电站的方法和设备
JP6827765B2 (ja) 蒸気タービン
JP5959454B2 (ja) 蒸気タービンシステム
CN105804817A (zh) 发电系统及其运行控制方法
US20170101897A1 (en) Heating systems for rotor in-situ in turbomachines
JP2003020905A (ja) 再熱発電プラントの運転装置および運転方法
CN106030048B (zh) 用于蒸汽轮机的可加热的推杆

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant