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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft im Wesentlichen Dampfturbinen und
insbesondere die verbesserte Leistung von Dampfturbinen bei verringerter Last,
Teillast oder bei in der Auslegung nicht vorgesehenen Betriebsbedingungen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Dampfturbinen
sind mechanische Vorrichtungen, die die thermische Energie von unter
Druck stehendem Dampf in mechanische Rotationsarbeit umwandeln.
Um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, enthalten große Dampfturbinen
im Wesentlichen mehrere Abschnitte, wie zum Beispiel einen Hochdruckabschnitt,
einen Zwischendruckabschnitt und einen Niederdruckabschnitt. Innerhalb
jedes Abschnittes können
mehrere Stufen in der Expansion des Dampfes verwendet werden.
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Die
Abschnitte großer
Dampfturbinen haben verschiedene Auslegungseigenschaften, um somit die
Gewinnung der größtmöglichen
Energiemenge aus der Expansion des Dampfes durch die Turbinenabschnitte
zu ermöglichen.
Es ist übliche
Praxis zu Beginn Hochdruckdampf in den Hochdruckabschnitt der Dampfturbine
einzuleiten. Der den Hochdruckabschnitt der Turbine verlassende
Dampf wird dann einem Zwischenerhitzer zugeführt, bevor er in einen Niederdruckabschnitt
der Turbine eingeführt,
wo er seine Expansion fortsetzt. In vielen Turbinen passiert der
Dampf einen Zwischendruckabschnitt, bevor er in einen Niederdruckabschnitt
eingeführt
wird.
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Aufgrund
der Volumenzunahme, wenn der Dampf durch die Stufen jedes Abschnittes
hindurch expandiert, muss die Ringraumfläche jeder Stufe zunehmen, um
effizient die thermische Energie des Dampfes in mechanische Rotationsarbeit
umzuwandeln. Diese wird erreicht, indem die Turbinenschaufeln oder
Laufschaufeln von Stufe zu Stufe verlängert werden, indem der Durchmesser
des Rotors, auf welchem die Schaufeln montiert sind, vergrößert wird und
indem zwei oder mehr Strömungspfade
parallel oder Kombinationen davon hinzugefügt werden.
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Wenn
zwei Strömungspfade
eines Turbinenabschnittes parallel vorliegen, ist dieses als ein zweiflutiger
Strömungsabschnitt
bekannt. Es ist übliche
Praxis, einen oder mehrere von den in einer zweiflutigen Anordnung
vorliegenden Abschnitten zu haben, in welchen in einem mittleren
Teilbereich des Abschnittes eintretender Dampf auf einem sich verzweigenden
Strömungspfad
trifft. Anschließend
an den Eintritt in diesen mittleren Teilbereich von einem der Turbinenabschnitte
tritt der Dampf in entgegengesetzte Richtungen aus, wobei beide
Strömungen so
gerichtet sind, dass sie die Turbinenwelle in derselben Richtung
drehen. Somit tritt beispielsweise von oben oder unten eintretender
Dampf nach links und rechts aus.
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Die
Wahl der einflutigen oder der zweiflutigen Niederdruckabschnittskonstruktion
kann von dem Auslegungs-Dampfvolumen abhängen, das durch den Niederdruckabschnitt
bei normalen Volllastbedingungen strömt. Die beste Leistung einer Niederdruckströmungspfadkonstruktion
kann erzielt werden, wenn die die Schaufeln der letzten Stufe des Niederdruckabschnittes
verlassende Dampfgeschwindigkeit etwa 183 m/s (600 ft/s) beträgt. Niedrigere
oder höhere
Geschwindigkeiten können
die Leistung der Dampfturbine verschlechtern. Um die Austrittsgeschwindigkeit
des Niederdruckabschnittes anzupassen, kann die Ringraumfläche der
Schaufeln der letzten Stufe vergrößert oder verkleinert werden. Wenn
die Dampfdruckvolumina groß genug
sind, kann eine Vergrößerung der
Länge der
Turbinenschaufeln oder des Durchmessers des Rotors, auf welchem
die Schaufeln montiert sind, nicht durchführbar oder erwünscht sein.
Stattdessen kann ein zweiflutiger Abschnitt verwendet werden, um
die Austrittsringraumfläche
des Niederdruckabschnittes zu vergrößern. Ebenso können, wenn
ein einziger zweiflutiger Niederdruckabschnitt nicht genügend Ringraumfläche bereitstellt,
um angemessene Dampfaustrittsgeschwindigkeiten zu erzielen, zwei oder
mehr zweiflutige Niederdruckabschnitte parallel eingesetzt werden.
In Turbinen mit einer Anzahl zweiflutiger Niederdruckabschnitte
können
angenähert
gleiche Anteile der Dampfdurchflussmenge in jeden von den zweiflutigen
Niederdruckabschnitten eingeführt
werden.
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Dampfturbinen
sind dafür
ausgelegt, effizient unter normalen Volllastbetriebsbedingungen
zu arbeiten. Unter einigen Umständen,
wie zum Beispiel verringertem Elektrizitätsbedarf wird jedoch die Dampfdurchflussmenge
zu der Turbine aus wirtschaftlichen Gründen reduziert. Wenn die Durchflussmenge
unter die Auslegungsbedingungen reduziert wird, kann die Leistung
des Niederdruckabschnittes der Dampfturbine erheblich aufgrund einer großen Strömungsablösung an
der Nabe der Schaufeln der letzten Stufe abfallen. Die Abdampfstutzenleistung
kann ebenfalls abnehmen. Der niedrige Dampfpfadwirkungsgrad und
die schlechte Abdampfstutzenleistung können einen schlechten Turbinenwirkungsgrad
bei reduzierter Last, Niedriglast und bei in der Auslegung nicht
vorgesehenen Betriebsbedingungen bewirken.
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Es
besteht daher der Wunsch, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Verbessern des Betriebs von Dampfturbinen bei verringerter Last
bereitzustellen. Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung können den
Wirkungsgrad von Dampfturbinen bei derartigen Betriebsbedingungen
verbessern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
einer Ausführungsform
stellt die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine
bei verringerter Last bereit, welches das Bereitstellen einer Anzahl
von Niederdruckabschnitten, das Bereitstellen eines Durchflussmengensteuersystems,
das so betrieben werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu
wenigstens einem von der Anzahl der Niederdruckabschnitte begrenzen
kann, und das Betreiben des Durchflussmengensteuersystems, dass
es die Dampfdurchflussmenge zu dem wenigstens einen von der Anzahl der
Niederdruckabschnitte begrenzt, wenn die Last unter einem vorbestimmten
Wert liegt, umfasst.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung stellt ein Verfahren zum Betreiben einer
Dampfturbine bei reduzierter Last bereit, welches das Bereitstellen
eines zweiflutigen Niederdruckabschnittes mit zwei Dampfströmungspfaden,
das Bereitstellen eines Durchflussmengensteuersystems, das so betrieben
werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem
von den zwei Strömungspfaden
begrenzen kann, und den Betrieb des Durchflussmengensteuersystems,
dass es die Dampfdurchflussmenge zu dem wenigstens einen von den
zwei Strömungspfaden
begrenzt, umfasst.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung stellt eine Dampfturbine bereit. Die Dampfturbine
kann eine Anzahl von Niederdruckabschnitten und ein Durchflussmengensteuersystem enthalten,
das so betrieben werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu
wenigstens einem von der Anzahl von Niederdruckabschnitten begrenzt.
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Diese
und weitere Merkmale der vorliegenden Anmeldung werden für einen
Fachmann auf diesem Gebiet nach Betrachtung der nachstehenden detaillierten
Beschreibung in Verbindung mit den verschiedenen Zeichnungen und
den beigefügten
Ansprüchen
ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Dampfturbine mit zwei zweiflutigen
Niederdruckabschnitten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung wie hierin beschrieben.
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Dampfturbine mit drei zweiflutigen
Niederdruckabschnitten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung wie hierin beschrieben.
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3 ist
eine schematische Ansicht einer Dampfturbine mit einem zweiflutigen
Niederdruckabschnitt gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung wie hierin beschrieben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente
durchgängig
durch die verschiedenen Ansichten bezeichnen, stellt 1 eine
schematische Ansicht einer Dampfturbine 10 einer Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung dar. Unter Druck stehender Dampf wird
der Turbine 10 aus einer Dampfquelle 11, wie zum
Beispiel einem Kessel, zugeführt.
Energiequellen für
die Erzeugung des Dampfes können
fossilen Brennstoff, nukleare, geothermische, solarthermische, elektrische
und Biomassenenergiequellen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der
Dampf wird zuerst in einen Hochdruckabschnitt 12 der Turbine 10 eingeführt. Nachdem
die Dampfdurch flussmenge den Hochdruckabschnitt 12 der
Turbine 10 verlässt, kann
die Durchflussmenge zu einem Zwischenerhitzer 13 weiter
strömen,
wo zusätzliche
thermische Energie hinzugefügt
werden kann. In weiteren Ausführungsformen
kann der Dampf wieder einem Kessel zugeführt werden, wo eine zusätzliche Überhitzungswärme zuführt werden
kann. In einer weiteren Ausführungsform
kann der Dampf in einen Feuchtigkeitsabscheider eingeführt werden,
um jede sich in dem Dampf in dem Hochdruckabschnitt der Turbine
bildende Feuchtigkeit zu entfernen. In noch einer weiteren Ausführungsform
kann der Dampf in einen Zwischendruckabschnitt übergehen, nachdem die Dampfdurchflussmenge
den Überhitzer 13 verlässt.
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Nachdem
die Dampfdurchflussmenge den Überhitzer 13 verlässt, kann
ein Überleitungsrohr 14 die
Dampfdurchflussmenge zu einem ersten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15 und
einem zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 16 leiten.
Ein Durchflussmengensteuersystem 17 kann vorgesehen sein,
das so betrieben werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu
beiden von den zwei Niederdruckabschnitten begrenzen kann.
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Das
Durchflussmengensteuersystem 17 kann ein erstes Ventil 18 enthalten,
das sich an dem Einlass des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 befindet,
und ein zweites Ventil 19, das sich an dem Einlass des
zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 befindet.
In speziellen Ausführungsformen
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 jede beliebige
Vorrichtung enthalten, die die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens
einem von der Anzahl von Niederdruckabschnitten durch Schließen oder
teilweises Verschließen
des Strömungspfades
des Dampfes zu wenigstens einem von den Niederdruckabschnitten regeln,
anhalten oder steuern kann. Beispielsweise kann das Durchflussmengensteuersystem 17 ein
Drosselklappenventil, ein Tellerventil, oder eine Hängeklappe
oder ein anderes bewegliches Teil ent halten, das den Dampfströmungspfad
verschließt
oder verändert.
In einer weiteren Ausführungsform
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 nur ein Ventil
enthalten, das an dem Einlass von einem der Niederdruckabschnitte
angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform kann das Durchflussmengensteuersystem 17 ein
Ventil enthalten, das zwischen dem Einlass des ersten zweiflutigen
Niederdruckabschnittes 15 und dem Einlass des zweiten zweiflutigen
Niederdruckabschnittes 16 angeordnet ist.
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Im
Betrieb kann bei Bedingungen bei reduzierter Last, Niederlast oder
bei in der Auslegung nicht vorgesehenen Betriebsbedingungen die
Leistung des Niederdruckabschnittes der Dampfturbine 10 erheblich
abfallen. Um den Turbinenwirkungsgrad bei derartigen Bedingungen
zu verbessern, kann das Durchflussmengensteuersystem 17 so
betrieben werden, dass es die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens
einem von der Anzahl der Niederdruckabschnitte begrenzt. Wenn die
Dampfdurchflussmenge unter die Auslegungsbedingungen oder unter
einen vorbestimmten Wert verringert wird, kann das Durchflussmengensteuersystem 17 die
Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem von den zwei zweiflutigen
Niederdruckabschnitten begrenzen. Die vorbestimmte Last, bei welcher
eine Einschränkung
der Durchflussmenge beginnt, ist eine Funktion der speziellen Auslegung
und der Betriebsbedingungen. Im Allgemeinen ist diese Last so gewählt, dass
die Gesamtausgangsleistung des Niederdruckabschnittes maximiert
wird.
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Beispielsweise
kann das zweite Ventil 19 deutlich geschlossen werden,
um die Durchflussmenge durch den zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 16 zu
begrenzen. In speziellen Ausführungsformen
kann man einen ausreichende Dampfdurchflussmenge durch das zweite
Ventil 19 strömen
lassen, um eine Ventilationsverlusterhitzung in dem zweiten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 16 zu verhindern. Die Beschränkung der Durchflussmenge
zu dem zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 16 kann
eine entsprechende Zunahme in der Durchflussmenge durch den ersten
zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15 bewirken, und dadurch
den Wirkungsgrad des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 erhöhen. Die
Erhöhung
des Wirkungsgrades des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 erhöht den Gesamtwirkungsgrad
des Niederdruckabschnittes der Dampfturbine 10 bei Bedingungen
reduzierter Last, Niedriglast und bei in der Auslegung nicht vorgesehenen
Betriebsbedingungen.
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In
einer speziellen Ausführungsform
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 so betrieben werden,
dass es eine Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem von den Niederdruckabschnitten
leitet, der ausreicht, um eine Dampfaustrittsgeschwindigkeit aus
dem Niederdruckabschnitt zwischen etwa 152 m/s und etwa 213 m/s
(500 ft/s und etwa 700 ft/s) zu erzeugen. Der spezifische Strömungsgeschwindigkeitsbereich
kann mit der Größe und Konfiguration
der Turbine insgesamt variieren. Die relative Dampfdurchflussmenge
durch die zwei zweiflutigen Niederdruckabschnitte kann unter Verwendung
des Durchflussmengensteuersystems 17 angepasst werden,
um den Gesamtturbinenwirkungsgrad zu maximieren.
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Nachdem
der Dampf jedes Strömungsende des
ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 und des zweiten
zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 verlässt, kann
er an einem Kondensator 20 ausgegeben oder anderweitig
genutzt werden.
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2 stellt
eine schematische Ansicht einer Dampfturbine 27 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung dar. Anstelle der zwei zweiflutigen Niederdruckabschnitte
von 1 kann die Dampfturbine von 2 drei
zweiflutige Niederdruckabschnitte enthalten. Unter Druck stehender Dampf
wird der Turbine 27 von der Dampfquelle 11 zugeführt. Der
Dampf wird zu Beginn in den Hochdruckabschnitt 12 der Turbine 27 eingeführt. Nachdem
die Dampfdurchflussmenge den Hochdruckabschnitt 12 der
Turbine 27 verlässt,
kann sie dem Zwischenerhitzer 13 zugeführt werden, wo zusätzliche Wärmeenergie
hinzugefügt
wird. Nachdem die Dampfdurchflussmenge den Überhitzer 13 verlässt, führt das
Verbindungsrohr 14 die Dampfdurchflussmenge zu dem ersten
zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15, dem zweiten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 16 und dem dritten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 21.
Das Durchflussmengensteuersystem 17 kann dafür vorgesehen
sein, die Dampfdurchflussmenge zu jedem der drei Niederdruckabschnitte zu
steuern. In einer weiteren Ausführungsform
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 nur so betreibbar
sein, dass es die Dampfdurchflussmenge zu einem oder zwei von der
Anzahl der Niederdruckabschnitte steuert. Das Durchflussmengensteuersystem 17 kann
das erste Ventil 18 beinhalten, das an dem Einlass des
ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 angeordnet
ist, das zweite Ventil 19, das sich an dem Einlass des
zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 befindet
und ein drittes Ventil 22, das sich an dem Einlass des
dritten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 21 befindet.
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Im
Betrieb begrenzt das Durchflussmengensteuersystem 17 bei
Bedingungen reduzierter Last, Niedriglast und oder bei in der Auslegung
nicht vorgesehenen Betriebsbedingungen die Dampfdurchflussmenge
zu wenigstens einem von den drei zweiflutigen Niederdruckabschnitten.
Beispielsweise kann das dritte Ventil 22 ziemlich geschlossen
werden, um die Durchflussmenge zu dem dritten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 21 zu
begrenzen. In speziellen Ausführungsformen
kann man eine ausreichende Dampfdurchflussmenge durch das dritte Ventil 21 strömen lassen,
um eine Ventilationsverlusterhitzung in dem dritten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 21 zu verhindern. Die Be grenzung der
Dampfdurchflussmenge zu dem dritten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 21 kann
eine entsprechende Erhöhung
in der Durchflussmenge zu dem ersten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15 und
dem zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 16 bewirken,
und dadurch eine Erhöhung
des Wirkungsgrades des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 und des
zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 bewirken.
Diese Erhöhung
im Wirkungsgrad des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 und
des zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 kann den
Gesamtwirkungsgrad des Niederdruckabschnittes der Dampfturbine 27 bei
Bedingungen verringerter Last, Niedriglast und bei in der Auslegung
nicht vorgesehenen Betriebsbedingungen erhöhen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
können sowohl
das zweite Ventil 19 als auch das dritte Ventil 22 ziemlich
geschlossen werden, um die Durchflussmenge zu dem zweiten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 16 und dritten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 21 zu
begrenzen. In speziellen Ausführungsformen
kann man eine ausreichende Dampfdurchflussmenge durch das zweite
Ventil 19 und das dritte Ventil 21 strömen lassen,
um eine Ventilationsverlusterhitzung in dem zweiten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 16 und dem dritten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 21 zu
verhindern. Die Begrenzung der Dampfdurchflussmenge zu dem zweiten
zweiflutigen Niederdruckabschnitt 16 und dem dritten zweiflutigen
Niederdruckabschnitt 21 kann eine entsprechende Erhöhung in
der Durchflussmenge zu dem ersten zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15 bewirken,
und dadurch eine Erhöhung
des Wirkungsgrades des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 bewirken.
Diese Erhöhung
im Wirkungsgrad des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 kann
den Gesamtwirkungsgrad des Niederdruckabschnittes der Dampfturbine 27 bei
Bedingungen verringerter Last, Niedriglast und bei in der Auslegung nicht
vorgesehenen Betriebsbedingungen erhöhen.
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In
einer speziellen Ausführungsform
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 so betrieben werden,
dass es eine Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem von den Niederdruckabschnitten
leitet, der ausreicht, um eine Dampfaustrittsgeschwindigkeit aus
dem Niederdruckabschnitt zwischen etwa 152 m/s und etwa 213 m/s
(500 ft/s und etwa 700 ft/s) zu erzeugen. Der spezifische Strömungsgeschwindigkeitsbereich
kann mit der Größe und Konfiguration
der Turbine insgesamt variieren. Die relative Dampfdurchflussmenge
durch die drei zweiflutigen Niederdruckabschnitte kann unter Verwendung
des Durchflussmengensteuersystems 17 angepasst werden,
um den Gesamtturbinenwirkungsgrad zu maximieren. Nachdem der Dampf
jedes Strömungsende des
ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15, des zweiten
zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 und des dritten
zweiflutigen Niederdruckabschnittes 21 verlässt, kann
er an einem Kondensator 20 ausgegeben oder anderweitig
genutzt werden.
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3 stellt
eine schematische Ansicht einer Dampfturbine 28 mit einem
zweiflutigen Niederdruckabschnitte gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung dar. Unter Druck stehender Dampf kann
der Turbine 28 von der Dampfquelle 11 zugeführt werden.
Der Dampf wird zu Beginn in den Hochdruckabschnitt 12 der
Turbine 27 eingeführt. Nachdem
die Dampfdurchflussmenge den Hochdruckabschnitt 12 der
Turbine 28 verlässt,
kann sie dem Zwischenerhitzer 13 zugeführt werden, wo zusätzliche
Wärmeenergie
hinzugefügt
wird. Nachdem die Dampfdurchflussmenge den Überhitzer 13 verlässt, kann
das Verbindungsrohr 14 die Dampfdurchflussmenge dem ersten
zweiflutigen Niederdruckabschnitt 15, zuführen. Der
zweiflutige Niederdruckabschnitt 15 kann einen ersten Dampfströmungspfad 23 und
einen zweiten Dampfströmungspfad 24 enthalten.
Das Durchflussmengensteuersystem 17 kann dafür vorgesehen
sein, die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem von den zwei
Strömungspfaden zu
begrenzen. Das Durchflussmengensteuersystem 17 kann ein
erstes Ventil 25, das sich an dem Einlass des ersten Strömungspfades 23 befindet,
und ein zweites Ventil 25, das sich an dem Einlass des
zweiten Strömungspfades 24 befindet,
enthalten.
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Im
Betrieb begrenzt das Durchflussmengensteuersystem 17 bei
Bedingungen reduzierter Last, Niedriglast und oder bei in der Auslegung
nicht vorgesehenen Betriebsbedingungen die Dampfdurchflussmenge
zu wenigstens einem von den zwei Strömungspfaden. Beispielsweise
kann das zweite Ventil 26 ziemlich geschlossen werden,
um die Durchflussmenge zu dem zweiten Strömungspfad 24 zu begrenzen.
In speziellen Ausführungsformen
kann man eine ausreichende Dampfdurchflussmenge durch das zweite
Ventil 26 strömen
lassen, um eine Ventilationsverlusterhitzung in dem zweiten Strömungspfad 24 zu
verhindern. Die Begrenzung der Dampfdurchflussmenge zu dem zweiten
Strömungspfad 24 kann eine
entsprechende Erhöhung
in der Durchflussmenge zu dem ersten Strömungspfad 23 bewirken,
und dadurch eine Erhöhung
des Wirkungsgrades des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 und des
zweiten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 16 bewirken.
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In
einer speziellen Ausführungsform
kann das Durchflussmengensteuersystem 17 so betrieben werden,
dass es eine Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem Strömungspfad
leitet, der ausreicht, um eine Dampfaustrittsgeschwindigkeit aus
dem Strömungspfad
zwischen etwa 152 m/s und etwa 213 m/s (500 ft/s und etwa 700 ft/s)
zu erzeugen. Der spezifische Strömungsgeschwindigkeitsbereich
kann mit der Größe und Konfiguration
der Turbine 28 insgesamt variieren. Die relative Dampfdurchflussmenge durch
die zwei Strömungspfade
kann unter Verwendung des Durch flussmengensteuersystems 17 angepasst
werden, um den Gesamtturbinenwirkungsgrad zu maximieren. Nachdem
der Dampf jedes Strömungsende
des ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15, des
ersten zweiflutigen Niederdruckabschnittes 15 verlässt, kann
er an einem Kondensator 20 ausgegeben oder anderweitig
genutzt werden.
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Es
dürfte
sich verstehen, dass Vorstehendes nur die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Anmeldung betrifft, und dass zahlreiche Änderungen
und Modifikationen hierin ohne Abweichung von dem allgemeinen Erfindungsgedanken und
Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition durch
die nachstehenden Ansprüche
und deren Äquivalente
ausgeführt
werden können.
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Es
werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern eines Betriebs
von Dampfturbinen 10 bei reduzierter Last bereitgestellt.
Die Vorrichtung kann eine Anzahl von Niederdruckabschnitten 15, 16 und
ein Durchflussmengensteuersystem 17 enthalten, das so betrieben
werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem
von der Anzahl von Niederdruckabschnitten 15, 16 begrenzt.
Das Verfahren kann die Bereitstellung einer Anzahl von Niederdruckabschnitten 15, 16,
die Bereitstellung eines Durchflussmengensteuersystems 17,
das so betrieben werden kann, dass es die Dampfdurchflussmenge zu
wenigstens einem von der Anzahl der Niederdruckabschnitte 15, 16 begrenzt,
und den Betrieb des Durchflussmengensteuersystems 17 so,
dass es die Dampfdurchflussmenge zu wenigstens einem von der Anzahl
der Niederdruckabschnitte 15, 16 begrenzt, wenn
die Last unter einem vorbestimmten Wert liegt, beinhalten.
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- 10
- Dampfturbine
- 11
- Dampfquelle
- 12
- Hochdruckabschnitt
- 13
- Zwischenüberhitzer
- 14
- Verbindungsleitung
- 15
- Erster
zweiflutiger Niederdruckabschnitt
- 16
- Zweiter
zweiflutiger Niederdruckabschnitt
- 17
- Durchflussmengensteuersystem
- 18
- Erstes
Ventil
- 19
- Zweites
Ventil
- 20
- Kondensator
- 21
- Dritter
zweiflutiger Niederdruckabschnitt
- 22
- Drittes
Ventil
- 23
- Erster
Dampfströmungspfad
- 24
- Zweiter
Dampfströmungspfad
- 25
- Erstes
Ventil
- 26
- Zweites
Ventil
- 27
- Dampfturbine
- 28
- Dampfturbine