DD209497A1

DD209497A1 - Verfahren und anordnung zur reduzierung thermischer belastungen von dampfturbinen bei grossen lastaenderungen

Info

Publication number: DD209497A1
Application number: DD24326182A
Authority: DD
Inventors: Heinz Marschler; Klaus Cunert; Horst Gaidetzka; Wolfgang Pausder
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1984-05-09

Abstract

Verfahren und Anordnung zur Reduzierung thermischer Belastungen von Dampfturbinen bei grossen Lastaenderungen durch Aenderung der Regelstufenbeaufschlagung. Ziel ist die Lebensdauerverlaengerung durch Verringerung der thermischen Belastung der Turbinenteile im Bereich der Regelstufenkammer. Dazu erfolgt in Bloecken mit Duo-Dampferzeugeranordnung bei Halblastschaltung eine selbsttaetige Umstellung von Fuellungsregelung auf Vordruckregelung und eine gleichzeitige Absenkung des Frischdampfsystemdruckes. Ueber die Halblast-Steuerschaltung werden Verstelleinrichtung aktiviert, die mit den Hochdruck-Verstellmotoren der Regelventile gekoppelt sind. Durch die Verstelleinrichtungen wird die oertliche Lage der Steuerschlitze in bezug auf den Steuerschieber der Stellmotore derart veraendert, dass eine Verschiebung der Einsatzpunkte der Regelventile erfolgt, die zur Wirkung einer Drosselregelung fuehrt. Gleichzeitig erhaelt der Frischdampf-Vordruckregler einen verminderten Sollwert.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Anordnung zur Reduzierung thermischer Belastungen von Dampfturbinen bei großen Laständerungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung thermischer Belastungen von Dampfturbinen, insbesondere bei Blockanlagen mit zwei Dampferzeugern und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die für eine Dampfturbine über einen längeren Zeitraum zulässigen Leistungssprünge und zulässigen mittleren Laständerungsgeschwindigkeiten sind von d®r Höhe der hieraus resultierenden Teraperaturspannungen und Verformungen abhängig. Bei jeder Dampfturbine liegen die kritischen Stellen im Bereich der ersten Turbinenstufe wegen d&r großen Wand- bzw. Flanschdicken« Bei Turbinen mit Düsengruppenregelung im Festdruckbetrieb ist dies die Regelstufenpartie«, Bei Laständerungen treten im Be» reich der Regelstufe wegen der Expansionscharakteristik in der Turbine erhebliche Dampftemperaturänderungen auf» Um bei großen Laständerungen die thermische Belastung an allen Stellen der Turbine, insbesondere im Regelstufenbereich, klein zu halten, gewinnt für Dampfturbinen

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großer Leistung, die vorrangig für die Ausregelung großer Laständerungen eingesetzt werden, die Anwendung der Drosselregelung oder der Gleitdruckbetrieb zunehmend an Bedeutung.

Es ist eine Dampfturbinensteuerordnung bekannt geworden, mit der sich die Entstehung von Wärmebeanspruchungen in der Turbine beseitigen oder wesentlich reduzieren läßt, indem eine kontinuierliche Umstellung von Vollbeaufschlagung auf Teilbeaufschlagung oder irgendeine Zwischenstellung während einer Leistungsänderung vorgenommen wird ( DE-AS 2712349, DE-OS 2900336, 3116340). Diese Lösungen sind technisch sehr aufwendig, kompliziert und teuer und für Nachrüstungen nicht geeignet.

Weiterhin ist bekannt, daß zur Senkung der thermischen Belastung von Dampfturbinen der Frischdampfsystemdruck vor der Dampfturbine entsprechend der Leistung abgesenkt wird. Eine schnelle Absenkung des Frischdampfsystemdruckes zur Reduzierung der thermischen Belastung der Turbine ist nur in geringem Umfang möglich, da sonst unzulässige thermische Beanspruchungen an den Systemen der Dampferzeuger-Bauteile auftreten. Für Blockanlagen mit zwei Dampferzeugern, die nicht grundsätzlich für schnelle Laständerungen konzipiert sind, bedeutet der Störungsfall -Ausfall eines Dampferzeugers- , d.h. Halblastschaltung des Blockes, eine hohe thermische Beanspruchung der Hochdruckregelst rufe mit entsprechender Verminderung der Lebensdauer.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist bei Blockeinhe*iten mit Duo-Dampferzeugern thermische Belastungen der Dampferzeuger» und Turbinenteile bei Ausfall eines Dampferzeugers mit relativ geringem technischen Aufwand möglichst klein zu halten, um eine hohe Lebensdauer d®r Ausrüstungen zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» zur Erfüllung der Zielstellung ein Verfahren anzugeben, mit dem für den Fall der Halblastschaltung die Dampftensperaturabsenkung und damit auftretende mechanische Spannungsspitzen im Bereich der Turbinen-Regelstufe maßgeblich reduziert werden, Weiterhin ist eine Anordnung zur Realisierung des Verfahrens zu schaffen»

Die Aufgabe wird gelöst, indem im Falle des Ausfalls eines Dampferzeugers während der Halblastschaltung eine selbsttätige Umstellung von der Füllungs- bzw« Düsengruppenregelung auf die Drosselregelung durch paralleles öffnen mindestens eines Teils der Regelventile ausgelöst und eine gleichzeitige Absenkung des Frischdampfsystem» druckes unter Beachtung der thermischen Grenzwerte des in Betrieb befindlichen Dampferzeugers vorgenommen wird. Nach dem thermischen Ausgleich erfolgt eine Rückstellung bzw* ©in kontinuierlicher Übergang zur Düsengruppenregelung_o

Zur Realisierung des Verfahrens sind an die vorhandene Halblast-Steuerschaltung, mit der in bekannter Weise bei Ausfall eines Dampferzeugers die Belastungsregelung des

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Betriebs-Dampferzeugers auf Festlast eingestellt, die Turbinenleistungsregelung außer Betrieb genommen und die Frischdampf-Vordruckregelung mit festem Nenndruck zugeschaltet werden, zusätzliche Verstelleinrichtungen angeschlossen, die jeweils mit dem Hochdruck-Stellmotor eines Regelventils gekoppelt sind und eine Änderung der örtlichen Lage der Steuerschlitze in bezug auf den Steuerschieber der Stellmotore und damit eine solche Verschiebung des Einsatzpunktes des jeweiligen Regelventils verursachen, daß insgesamt die Wirkung einer Drosselregelung vorhanden ist. Gleichzeitig ist an den Frischdampf-Vordruckregler ein Sollwert?gelegt, der kleiner als der Nenndruck gewählt ist, wobei sich die Differenz aus der zulässigen thermischen Belastbarkeit der Dampferzeugerbauteile herleitet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch Verwendung der vorhandenen Einrichtungen bzw. einfache Nachrüstung im Bereich der Frischdampf-Vordruckregelung mit einem geringen Realisierungsaufwand eine wesentliche Lebensdauerverlängerung erreicht wird.

Ausführungsbeispiel

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnung zeigt einen Block mit zwei Dampferzeugern 1 und 2, einer Hochdruckturbine 2 einer zweiflutigen Zwischenüberhitzungsturbine 4 und einer ersten zweiflutigen Niederdruckturbine 5, der in Tandemanordnung weitere Niederdruckturbinen nachgeordnet sind .

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Der Dampf strömt von den beiden Dampferzeugern über .Hauptabsperrschieber 6, Schnellschlußventäle 7 und über Regelventile 8, von denen jedes mit einem anderen Düsensegment der Hochdruckturbine 3 verbunden ist« Bei Ausfall eines der beiden Dampferzeuger spricht die vorhandene Halblastschaltung 9 an. Bekannterweise werden parallel zum Abtrennen des ausgefalenen Dampferzeugers, die nicht näher bezeichnete Belastungsregelung des Betriebsdampferzeugers auf Festlast.eingestellt, die Turbinenleistungsregelung außer Betrieb genommen und der Frischdampf-Vordruckregler 10 mit festeingestelltem Nenndruck p.. zugeschaltet. Der Frischdampf-Vordruckregler beeinflußt bei Frischdampfdruck-Sollwertabweichung in der bekannten Art über die Drefazahl-Leistungs-Sollwertverstelleinrichtung 11^ einen summierenden hydraulischen Verstärker 12 und die Hochdruck-Stellmotore 13 die Stellung der Hochdruckregelventile 8.

Nach der Erfindung werden automatisch zusätzlich die Einsatzpunkte einiger Hochdruckregelventile 8 verstellt und gleichzeitig der Frischdampfdruck vor Turbosatz abgesenkt, indem durch Betätigung der Verstelleinrichtungen 14 eine Änderung der Stellung der beweglichen Rückführbuchse der Steuerschieber der betreffenden Hochdruck-Stellmotore 13 und damit die fur den Übergang von Füllungs- auf Drosselregelung erforderliche Verschiebung der Hub-Druck-Kennlinie H_H0 = f (p_st) aus der Lage 15 in die Lage 16 erfolgt und der Sollwert des Frischdampf-Vordruckreglers 10 von P_n auf den neuen festeingestellten Sollwert P^o verstellt wird. Dabei ist die mögliche Höhe der Sollwertänderung A P_Soix * Priori ~ PhLS ^{durcn die} zulässige thermische Belastbarkeit der Dampferzeugerbauteile begrenzt .

Claims

- 6 Erfindungsanspruch

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1. Verfahren zur Reduzierung thermischer Belastungen von Dampfturbinen in Blockanlagen mit zwei Dampferzeugern bei großer Laständerung, insbesondere bei Halblastschaltung, durch Ausfall eines der Dampferzeuger, bei der die Belastungsregelung des Betriebsdampferzeugers auf Festlast eingestellt, die Turbinenleistungsregelung außer Betrieb genommen und die Frischdampf-Vordruckregelung, mit festem Nenndruck zugeschaltet werden, gekennzeichnet dadurch, daß mit der Halblastschaltung zusätzlich eine selbsttätige Umstellung von der Düsengruppenregelung auf die Drosselregelung durch paralleles öffnen mindestens eines Teils der Regelventile ausgelöst und gleichzeitig eine Absenkung des Frischdampfdruckes unter Beachtung der thermischen Grenzwerte des in Betrieb befindlichen Dampferzeugers vorgenommen wird·
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach dem thermischen Ausgleich eine Rückstellung bzw. ein kontinuierlicher Übergang zur Düsengruppenregelung eingeleitet wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß an die vorhandene HaIblast-Steuersehaltung (9) zusätzliche Verstelleinrichtungen (14) angeschlossen sind, die jeweils mit dem Hochdruck-Stellmotor (13) eines Regelventils (8) gekoppelt sind,derart, daß eine Änderung der örtlichen Lage der Steuerschlitze in bezug auf den Steuerschieber der Stellmotore (13) und damit eine solche Verschiebung des Einsatzpunktes der Regelventile erfolgt, die zur Wirkung einer Drosselregelung führt, und daß gleichzeitig

der Frischdampf-Vordruckregler (10) einen Sollwert (Pu_LS) erhält, der um einen Betrag (Δ Pe«!].) kleiner als der Nenndruck (P_Nenn) gewählt ist, wobei sich der Betrag aus der zulässigen thermischen Belastung der Dampferzeugerbauteile ableitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen