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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die Offenbarung betrifft allgemein die Dampfturbinentechnologie und insbesondere die Leitung von Leckdampf zur Verbesserung der Dampfturbinenleistung. Ein zugehöriges Verfahren wird ebenfalls bereitgestellt.
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Ein Dampfdichtungssystem verhindert den Austritt von Dampf aus und/oder den Eintritt von Luft in die Dampfturbine durch den Spalt zwischen der Turbinenwelle und dem Gehäuse. Die Dampfturbinengehäuse sind mit einer Dichtungspackung ausgestattet, um die Leckageströmung entlang der Welle zu steuern. Die Dichtungspackung ist gewöhnlich von einer Labyrinthbauart, die eine Reihe von Zähnen enthält, die angeordnet sind, um mit minimalem Spiel eng zu der umlaufenden Welle zu passen. Das geringe Spiel und die Zahnkonfiguration bieten einen Strömungswiderstand, der den Leckstrom entlang der Welle minimiert.
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Es gibt zwei Arten von Dichtungen, von der Druckbauart und von der Vakuumbauart. Eine Druckdichtung dichtet gegen einen inneren Dampfüberdruck bei Volllast ab und verhindert den Austritt von Dampf. Wenn unter Teillast ein Unterdruck durchwegs in der Turbine herrscht, dichtet die Dichtung gegen Lufteintritt in die Turbine ab. Druckdichtungsanordnungen weisen eine Leckageableitung zu einem Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH, Steam Seal Header) auf, dessen Druck durch Sperrdampfregelventile geregelt werden kann. Eine Druckdichtung kann auch eine oder mehrere Leckageableitungen bei höherem Druck aufweisen, die zu Dampfeinleitungsstellen an der Turbine ausgeben. Bei voller Turbinenlast strömt Leckdampf aus der Druckdichtung in den Sperrdampfsammler/-verteiler. Beim Anfahren und unter Teillast strömt Dampf aus dem Sperrdampfsammler/-verteiler in die Dichtung hinein, um dort gegen das Eintreten von Außenluft in die Turbinen abzudichten.
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Eine Vakuumdichtung dichtet stets gegen einen Unterdruck (Vakuum) ab, unabhängig von einer Turbinenlast. Es muss Dampf der Vakuumdichtung von dem Sperrdampfsammler/-verteiler zugeführt werden. Sowohl bei einer Druckdichtung als auch bei einer Vakuumdichtung wird der äußerste Abschnitt der Dichtung durch ein Stopfbuchsendampfabsaugsystem (GES, Gland Exhaust System) unter Vakuum gehalten. Ein Gemisch aus Dampf aus dem Sperrdampfsammler/-verteiler und Luft, die durch die äußersten Dichtungsringe eingezogen wird, wird zu einem Stopfbuchsenkondensator zur Wärmeabfuhr und zur Ableitung zu einem Hauptkondensator angesaugt. Der Stopfbuchsenkondensator kann einen Rohrbündelwärmeaustauscher, um den Dampf zu kondensieren, und ein Motor angetriebenes Gebläse enthalten, um die Luft abzuführen und das Vakuum in dem System aufrechtzuerhalten.
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Ein Sperrdampfspeiseventil (SSFV, Steam Seal Feed Valve) und ein Sperrdampfablassventil (SSDV, Steam Seal Dump Valve) dienen dazu, den Druck in dem Sperrdampfsammler/-verteiler während aller Turbinenbetriebsmodi vom Anfahren bis zur Volllast zu steuern. Ein Turbinensteuersystem kann den Druck in dem SSH und die Position der Ventile überwachen, um einen Sammler-/Verteilerdruck in dem gewünschten Druckbereich aufrechtzuerhalten. Beim Anfahren steht die gesamte Dampfturbine unter Unterdruck. Alle Turbinendichtungen benötigen Dampf, der diesen von dem Sperrdampfsammler/-verteiler zugeführt werden muss. Dampf aus einer externen Quelle (gewöhnlich einem Hilfskessel) wird dem SSH unter der Steuerung durch das SSFV zugeführt. Das SSDV ist während dieses Betriebs geschlossen.
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Die Strömung zu der Druckdichtung nimmt normalerweise proportional zu der Turbinenlast ab, bis sich schließlich die Strömungsrichtung umkehrt und sie beginnt, Dampf in den SSH zu speisen. Die Strömung zu den Vakuumdichtungen ist unabhängig von der Last annähernd konstant. Der Lastpunkt, an dem die Strömung aus den Druckdichtungen der Strömung in die Vakuumdichtungen hinein entspricht wird als der „Selbstabdichtungs”-Punkt bezeichnet. Wenn die Last über den Selbstabdichtungspunkt hinaus steigt, setzt sich das SSDV selbst offen, um den SSH-Druck durch Ablassen des überschüssigen Dampfes zu dem Hauptkondensator zu steuern, wobei das SSFV nun geschlossen ist. Die externe Dampfquelle wird in diesem Zustand durch Schließen des SSFV isoliert.
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Ein weiterer Leckagepfad kann auf der Hochdruckseite der Wellendichtung für die Hochdruck(HP)-Turbineneinlassseite, die HP-Turbinenauslassseite und die Mitteldruck(IP)-Turbineneinlassseite bereitgestellt werden. Die zugehörigen Leckageleitungen können betriebsmäßig zur Zuführung des Leckabdampfs zu verschiedenen Stellen in dem Dampfturbinensystem zur Verwendung bei der Energieerzeugung angeschlossen sein. Dieser Leckdampf kann derartigen Stellen, wie einer vertikalen Verbindung zwischen den IP/LP-Turbinen, dem Dampfeinlassrohr der LP-Turbine und den Mantelstufen entweder der HP-Turbine oder der IP-Turbine oder der LP-Turbine zugeführt werden.
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Derzeitige Dampfdichtungssysteme weisen eine suboptimierte Konstruktion mit einem einzigen Sollwert auf. Zum Beispiel können diese vorstehend beschriebenen Konstruktionen für die Turbinenanordnung einen Selbstabdichtungs-Lastpunkt („SSLP”, Self-Sealing Load Point) von etwa 30–45% bereitstellen. Wenn eine Dampfturbine „selbstabdichtet”, bezeichnet dieser Ausdruck allgemein den Zustand, bei dem die Sperrdampfströmung der Druckdichtung ausreicht, um die Vakuumdichtungen unter Druck zu setzen und abzudichten. Unter Bedingungen mit höherer Last steigt jedoch die Dampfströmung der Druckdichtung, die zu dem Sperrdampfsammler/-verteiler strömt, wobei der Vakuumdichtungsbedarf annähernd konstant sein kann. Der zusätzliche Dampf, der von den Druckdichtungen her in das Dampfabdichtungssystem gelangt, kann somit unter Verwendung eines SSDV zu dem Kondensator abgelassen werden, ohne dass irgendeine Arbeit extrahiert wird.
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Dampfturbinen sind eine relativ ausgereifte Technologie, bei der Wirkungsgradverbesserungen in einem wettbewerbsintensiven Markt von großer Bedeutung sind. Leistungsverbesserungen bei minimalen zusätzlichen Kosten sind unter Wettbewerbsaspekten erwünscht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es sind ein System und Verfahren zur Verbesserung der Leistungsausgabe und des Wirkungsgrads eines Kreislaufs einer Dampfturbine (ST, Steam Turbine) durch Reduktion des Leckdampfs zu einem Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH, Steam Seal Header), der bisher während eines Betriebs oberhalb des selbstabdichtenden Zustands in den Kondensator als überschüssiger Dampf abgelassen wurde, geschaffen. Eine Leitung von einer hochwertigen Dampfleckage aus der Druckdichtung der HP- und IP-Turbinen zu dem SSH kann durch Hinzufügung von Beschränkungen in der Leitung und durch Steuerung der Sperrdampfströmung blockiert werden. Die Leckageströmung ist darauf gerichtet, eine erhöhte Leistungsausgabe in den stromabwärtigen Stufen der Dampfexpansionsleitung zu schaffen und folglich die Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrads und der Leistungsausgabe zu erzielen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ergibt ein Dampfturbinensystem (mit) einer Hochdruck(HP)-Turbine, die mit einer Mitteldruck(IP)-Turbine und einer Niederdruck(LP)-Turbine betriebsmäßig verbunden ist. Arbeitsdampf strömt durch wenigstens eine von der HP-Turbine, der IP-Turbine und der LP-Turbine. Es ist ein Leckagepfad von einer Druckdichtung in der Nähe zu einer oder beiden von der HP-Turbine und der IP-Turbine vorgesehen. Der Leckdampf, der durch den Leckagepfad strömt, steht in Strömungsverbindung mit der Arbeitsdampfströmung innerhalb des Dampfturbinensystems. Sperrdampfleitungen von der Druckdichtung an der einen oder den beiden von der HP-Turbine und der IP-Turbine sind mit einem Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH) strömungsmäßig verbunden. Der SSH ist mit einer Vakuumdichtung an der LP-Turbine strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet, einen konstanten selbsterhaltenden Dichtungsdruck an einer Vakuumdichtung der LP-Turbine aufrechtzuerhalten. Es sind Mittel zur Beschränkung der Sperrdampfströmung vorgesehen, die mit einer oder mehreren Sperrdampfleitungen zwischen der Druckdichtung für die HP-Turbine und die IP-Turbine und dem SSH betriebsmäßig angeschlossen sind.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ergibt ein Dampfturbinensystem, das wenigstens eine erste Dampfturbine enthält, die mit einer Niederdruck(LP)-Turbine betriebsmäßig verbunden ist, wobei das Dampfturbinensystem bei einem Systemlastniveau selbstdichtend wird.
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Ein Arbeitsdampfströmungspfad existiert innerhalb der ersten Dampfturbine und der LP-Turbine.
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Ein Leckagepfad von einer Druckdichtung in der Nähe der ersten Dampfturbine kommuniziert mit der Arbeitsdampfströmung innerhalb des Dampfturbinensystems. Eine oder mehrere Sperrdampfleitungen von einer Druckdichtung an der ersten Dampfturbine ist/sind mit einem Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH) strömungsmäßig verbunden. Der SSH ist mit einer Vakuumdichtung an der LP-Turbine strömungsmäßig verbunden und dazu eingerichtet, einen konstanten selbsterhaltenden Dichtungsdruck an einer Dichtungspackung der LP-Turbine aufrechtzuerhalten. Mittel zur Erzielung einer Sperrdampfströmungsbeschränkung sind mit wenigstens einer der Sperrdampfleitungen zwischen der ersten Dampfturbine und dem SSH betriebsmäßig verbunden. Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die auf Sperrdampfströmungsbedingungen des Dampfturbinensystems anspricht. Die Steuereinrichtung stößt die Mittel für die Sperrdampfströmungsbeschränkung an, um so in vorteilhafter Weise eine Leckströmung zu der Arbeitsdampfströmung zu liefern.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ergibt ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfturbinensystems zur Verbesserung der Leistungsausgabe. Das Verfahren enthält die Bereitstellung einer Hochdruck(HP)-Turbine, die mit einer Mitteldruck(IP)-Turbine und einer Niederdruck(LP)-Turbine betriebsmäßig verbunden ist. Eine Leckdampfleitung verbindet eine oder mehrere Druckdichtungen an der HP-Turbine und der IP-Turbine mit einer Arbeitsdampfströmung innerhalb des Turbinensystems, wodurch eine größere Leistungsausgabe ermöglicht wird. Das Verfahren enthält die Aufrechterhaltung eines konstanten selbsterhaltenden Dichtungsdrucks an der HP-Turbine, der IP-Turbine und der LP-Turbine durch Strömungsverbindungen zu einem Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH), wobei der Sperrdampfsammler/-verteiler ein Sperrdampfspeiseventil von einer Dampfhilfsversorgung und ein Sperrdampfablassventil zu einer Dampfsenke enthält. Das Verfahren enthält ferner ein Drosseln der Sperrdampfströmung aus wenigstens einer von der HP-Turbine und der IP-Turbine zu dem SSH unter selbstdichtenden Bedingungen für das Dampfturbinensystem. Das Verfahren enthält ferner ein vorteilhaftes Leiten überflüssigen Sperrdampfs, der aus der HP-Turbine und der IP-Turbine zu dem SSH unter selbstdichtenden Bedingungen des Dampfturbinensystems gedrosselt worden ist, zu einer Arbeitsdampfströmung des Dampfturbinensystems.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und weitere Merkmale dieser Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leichter verstanden, die verschiedene Ausführungsformen des Offenbarungsgegenstands darstellen, in denen:
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1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines Dampfturbinensystems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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2 veranschaulicht Drosselöffnungen als ein Mittel zur Einleitung überschüssiger Sperrdampfströmung in einen Arbeitsdampfströmungspfad;
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3 veranschaulicht Absperrventile, die durch eine Sperrdampfsteuereinrichtung gesteuert sind, als ein Mittel zur Einleitung einer überschüssigen Sperrdampfströmung in einen Arbeitsdampfströmungspfad;
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4 veranschaulicht Absperrventile, die durch eine Absperrsteuereinrichtung gesteuert sind, in Kombination mit Drosselöffnungen als ein Mittel zur Leitung einer überschüssigen Sperrdampfströmung in einen Arbeitsdampfströmungspfad;
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5 veranschaulicht Drosselventile, die durch eine Sperrdampfsteuereinrichtung gesteuert sind, als ein Mittel zur Leitung einer überschüssigen Sperrdampfströmung in einen Arbeitsdampfströmungspfad; und
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6 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur vorteilhaften Leitung einer überschüssigen Sperrdampfströmung in einen Arbeitsdampfströmungspfad.
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Es wird angemerkt, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Offenbarung zeigen und sollten deshalb nicht in einem die Offenbarung beschränkenden Sinne aufgefasst werden. In den Zeichnungen repräsentieren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente unter den Zeichnungen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung hat viele Vorteile, einschließlich der Bereitstellung eines Turbinensystems, in dem während auslegungsgemäßer oder maximaler Lastzustände überschüssiger Leckdampf daran gehindert wird, durch einen Sperrdampfsammler/-Verteiler abgelassen zu werden, und in den Arbeitsdampfströmungspfad abgeleitet wird, so dass folglich die Nettoleistungsausgabe und der Wirkungsgrad für das Turbinensystem vergrößert werden. Eine Begrenzung des Leckdampfs, der durch den Sperrdampfsammler/-Verteiler zu dem Kondensator abgelassen wird, ermöglicht ferner eine Verringerung der Kondensatorbeanspruchung.
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Bezugnehmend auf 1 ist eine schematisierte Darstellung von Ausführungsformen eines Dampfturbinensystems 100 gemäß der Erfindung und unter selbstdichtenden Bedingungen veranschaulicht. Das Dampfturbinensystem 100 enthält eine HP-Turbine 101, eine IP-Turbine 102 und eine LP-Turbine 103, die auf einer gemeinsamen Welle 104 betriebsmäßig angeschlossen sein können, um einen elektrischen Generator 105 anzutreiben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnte Turbinenkonfiguration, eine gemeinsame Welle oder auf einen elektrischen Generator als die Last an der Welle beschränkt.
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Mehrere Dichtungssegmente 110 erstrecken sich entlang der gemeinsamen Welle 104 auf der Dampfeinlassseite 106 der HP-Turbine 101. Mehrere Dichtungssegmente 115 erstrecken sich entlang der gemeinsamen Welle 104 auf der Dampfauslassseite 107 der HP-Turbine 101. Mehrere Dichtungssegmente 120 erstrecken sich auf der Dampfeinlassseite 108 der IP-Turbine 102. Mehrere Dichtungssegmente 123 erstrecken sich entlang der gemeinsamen Welle auf der stromabwärtigen Seite 109 der LP-Turbine 103.
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Es können eine oder mehrere Leckageleitungen zwischen den Dichtungssegmenten in enger Nähe zu dem Wellenauslass aus jeder der Turbinen strömungsmäßig angeschlossen sein, um Leckdampf für eine Nutzarbeit in dem Turbinensystem zu liefern. Von der Dampfeinlassseite 106 der HP-Turbine 101 aus kann eine Leckageleitung 111 Leckdampf zu einem Vertikalverbindungssammler 125 liefern, kann eine Leckageleitung 112 Leckdampf zu einer HP-Abdampfleitung 148 liefern und kann eine Leckageleitung 113 die HP-Turbinenmantelstufe 127 versorgen. Von der Dampfauslassseite 107 der HP-Turbine 101 aus kann eine Leckageleitung 116 Dampf zu dem Vertikalverbindungssammler 125 liefern. Von der Dampfeinlassseite 108 der IP-Turbine 102 aus kann eine Leckageleitung 121 Dampf zu dem Vertikalverbindungssammler 125 liefern. Der Vertikalverbindungssammler 125 kann Dampf zu der vertikalen Verbindung zwischen der IP- und der LP-Turbine und zu dem Dampfeinlassrohr 129 der LP-Turbine für eine Nutzarbeit liefern. Hier kann der Leckagesammler/-verteiler unter selbstdichtenden Bedingungen in vorteilhafter Weise hochwertigen Dampf von Dichtungsleckageableitungen zu Stellen in dem Turbinensystem liefern, wo die Systemleistungsausgabe verbessert werden kann.
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Ein Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH) 130 kann durch Sperrdampfsammlerleitungen mit Stellen in den Dichtungssegmenten strömungsmäßig verbunden sein, die sich physisch außerhalb von den zugehörigen Stellen an der HP-Turbine und der IP-Turbine für die Anschlüsse für den ersten Leckagesammler/-verteiler befinden. Eine Sperrdampfsammlerleitung 114 kann mit der Dampfeinlassseite 106 der HP-Turbine 101 strömungsmäßig verbunden sein. Eine Sperrdampfsammlerleitung 117 kann mit der Dampfauslassseite 107 der HP-Turbine 101 strömungsmäßig verbunden sein. Eine Sperrdampfsammlerleitung 122 kann mit der Dampfeinlassseite 108 der IP-Turbine 102 strömungsmäßig verbunden sein. Der SSH kann auch über eine Sperrdampfsammlerleitung 126 mit der LP-Turbine 103 strömungsmäßig verbunden sein.
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Die Sperrdampfsammlerleitungen können auf einen konstanten Druck durch den Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH) 130 geregelt werden, der die Dampfströmung zu Dichtungspackungen von einer beliebigen der Dampfsystemturbinen liefert, wenn sich das System unter den erforderlichen Dichtungsbedingungen befindet. In einer Ausführungsform erhält der SSH 130 einen Druck von ungefähr 0,13 Megapascal (MPa) (ungefähr 18,7 psia) aufrecht. Entsprechend einer (nicht veranschaulichten) Turbinensystemsteuerung kann der SSH mit Ergänzungsdampf von einem Dampfversorgungsspeiseventil (SSFV) 131 aus einem Hilfskessel 133 oder einer sonstigen Dampfquelle versorgt werden, um die Druckhöhe aufrechtzuerhalten, oder er kann Dampf über ein Dampfversorgungsablassventil 132 (SSDV) zu einem Kondensator 134 oder einer anderen Wärmesenke ablassen. Jedoch können verschiedene Turbinenkonfigurationen und Dichtungspackungen unterschiedliche Dichtungsdrücke erfordern.
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Ein Stopfbuchsenabsaugsammler kann an den äußersten Dichtungssegmenten mit einem Stopfbuchsenabsaugsystem 135 (GES) strömungsmäßig verbunden sein. Es wird ein Gemisch aus Dampf aus dem Sperrdampfsammler/-verteiler und Luft, die durch die äußersten Dichtungsringe eingesaugt wird, zu einem (nicht veranschaulichten) Stopfbuchsenkondensator zur Wärmeabfuhr und Ableitung zu einem (nicht veranschaulichten) Hauptkondensator eingesaugt. Stopfbuchsenabsaugleitungen 136, 137, 138, 139 können mit der Dampfeinlassseite 106 der HP-Turbine 101, der Dampfauslassseite 107 der HP-Turbine 101, der Dampfeinlassseite 108 der IP-Turbine 102 bzw. der Dampfauslassseite 109 der LP-Turbine 103 strömungsmäßig verbunden sein.
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Zur effektiveren Nutzung der Dichtungsleckage, die bei höheren Turbinenlasten zur Verfügung steht, des überschüssigen Leckdampfs, der ansonsten zu dem SSH 130 übermittelt werden würde, wobei das SSDV 132 veranlasst werden würde, die Leckage zu dem (nicht veranschaulichten) Kondensator abzulassen, können Mittel zur Strömungsbeschränkung in einer oder mehreren der SSH-Leitungen 114, 117 und/oder 122 vorgesehen sein, um den Fluss des überschüssigen Dampfes zu dem SSH 130 zu sperren. Eine Beschränkung des Durchflusses in den SSH-Leitungen 114, 117 und 122 erhöht den Druck in den SSH-Leitungsdichtungssegmenten, wodurch eine vergrößerte Strömung des Leckagesperrdampfes durch die erste Leckageleitung 111, die zweite Leckageleitung 116 und die dritte Leckageleitung 121 erzwungen wird, wodurch der Dampffluss zu Lasten stromabwärts von dem ersten Leckagepfad, wie beispielsweise der vertikalen Verbindung der IP/LP-Turbine und dem Dampfeinlassrohr der LP-Turbine, vergrößert wird. Der Leckdampf wird auf diese Weise in dem Arbeitsdampfströmungspfad genutzt, was eine höhere Leistungsausgabe auf der Welle zur Folge hat. Es muss keine Veränderung an den Dichtungsanordnungen an existierenden Turbinensystemen vorgenommen werden, um die vorliegende Erfindung zu implementieren.
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Es können verschiedene Ausführungsformen vorgesehen sein, um die Mittel zur Beschränkung der dichtenden Leckageströmung 201, 202, 203, wie in 1 veranschaulicht, auszuführen. 2 veranschaulicht Drosselöffnungen 145, 146, 147, die in einer oder mehreren der Sperrdampfleitungen 114, 117, 122 positioniert werden können, um den Durchfluss zu dem SSH 130 zu begrenzen, wodurch der Leckagefluss zu dem Arbeitsdampfpfad (1) vergrößert wird. 3 veranschaulicht, wie Absperrventile 151, 512, 153 in einer oder mehreren der Leitungen 114, 117, 122 vorgesehen sein können, um die Strömung zu dem SSH 130 zu begrenzen, wobei eine Steuerung der Ventile durch Signale 154, 155, 156 von einer Steuereinrichtung 140 erzielt wird. 4 veranschaulicht Absperrventile 151, 152, 153, die parallel zu einer oder mehreren Drosselöffnungen 145, 146, 147 in einer oder mehreren der Sperrdampfleitungen 114, 117, 122 vorgesehen sein können, wobei die Steuereinrichtung 140 über ein Signal 154, 155, 156 den Betrieb der Sperrventile 151, 152, 153 (steuern) kann, um überschüssigen Dampf zu dem Arbeitsdampfpfad zu leiten. In einer weiteren Variante der Mittel zur Strömungsbeschränkung können Drosselventile 161, 162, 163 in einer oder mehreren der Sperrdampfsammlerleitungen 114, 117, 122 platziert werden, wobei die Drosselventile unter der Steuerung durch die Steuereinrichtung 140 in Abhängigkeit von Steuersignalen 164, 165, 166 arbeiten.
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Die Steuereinrichtung 140 kann einen beliebigen heutzutage bekannten oder später entwickelten industriellen Steuermechanismus enthalten und kann als eine gesonderte Einheit oder ein Teil eines größeren Steuersystems, wie beispielsweise einer Turbinensteuerung, enthalten sein. Die Steuereinrichtung 140 kann mit beliebigen erforderlichen Sensoren, z. B. einem Druckgeber an der Dichtungspackung oder einem Druckgeber an dem Sperrdampfsammler/-verteiler, verbunden sein, um die richtigen Lastbedingungen zu erlangen, und sie kann eine beliebige erforderliche Steuerlogik enthalten, die erforderlich ist, um die Absperr- oder Drosselventile zu steuern. Es kann ein vorhandener (nicht veranschaulichter) Drucksensor zur Steuerung des SSFV 131 und des SSDV 132 in dem SSH 130 verwendet werden.
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Während die Turbinenkonfiguration mit einer HP-Turbine, einer IP-Turbine und einer LP-Turbine veranschaulicht ist, sollte verstanden werden, dass die vorliegenden Erfindung effektiv mit einer beliebigen Anzahl und Konfiguration von Dampfturbinen in einem Dampfturbinensystem verwendet werden kann, das bei höheren Lasten selbstdichtend wird und ansonsten Sperrdampf ablassen müsste und für den der Sperrdampf vorteilhafterweise genutzt werden kann und nicht abgelassen wird.
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6 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfturbinensystems zur Verstärkung der Sperrdampfzufuhr zu der Arbeitsdampfströmung. Der Verfahrensschritt 200 enthält eine Bereitstellung einer Hochdruck(HP)-Turbine, die mit einer Mitteldruck(IP)-Turbine und einer Niederdruck(LP)-Turbine betriebsmäßig verbunden ist. Ein Schritt 210 enthält eine Bereitstellung einer Leckageleitung, die eine Druckdichtung wenigstens der HP-Turbine oder eine Druckdichtung der IP-Turbine mit einer Arbeitsdampfströmung innerhalb des Turbinensystems verbindet.
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Ein Schritt 220 enthält eine Aufrechterhaltung eines konstanten selbsterhaltenden Dichtungsdrucks für die HP-Turbine, die IP-Turbine und die LP-Turbine durch Fluidverbindungen zu einem gesteuerten Sperrdampfsammler/-verteiler (SSH). Der SSH kann ein Sperrdampfspeiseventil von einer Dampfhilfsversorgung und ein Sperrdampfablassventil zu einer Dampfsenke enthalten. Ein Schritt 230 enthält eine Beschränkung der Sperrdampfströmung von entweder der HP-Turbine oder der IP-Turbine oder von beiden zu dem SSH unter selbstdichtenden Bedingungen für das Dampfturbinensystem. Ein Schritt 240 leitet vorteilhafterweise überschüssigen Sperrdampf, der aus einer oder beiden von der HP-Turbine und der IP-Turbine zu dem SSH unter selbstdichtenden Bedingungen des Dampfturbinensystems beschränkt worden ist, zu einer Arbeitsdampfströmung des Dampfturbinensystems.
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Es werden viele Modifikationen und Veränderungen für Fachleute auf dem Gebiet offenkundig sein, ohne dass von dem Umfang und Rahmen der Offenbarung abgewichen wird. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und die praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen, wie sie für die spezielle vorgesehene Nutzung geeignet sind, zu verstehen.
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Es ist ein Turbinensystem 100 geschaffen, in dem während selbstdichtender Betriebsbedingungen überschüssiger Leckdampf daran beschränkt wird, zu einem Sperrdampfsammler/-verteiler 130 abgelassen zu werden, und in den Arbeitsdampfströmungspfad abgeleitet wird, so dass folglich die Nettoleistungsausgabe und Effizienz für das Turbinensystem 101 gesteigert werden. Ein zugehöriges Verfahren ist ebenfalls geschaffen.
