DE102016210952A1

DE102016210952A1 - Schnellere Erwärmung des Generators durch Dampfwärme bei Startvorgängen und Lastwechseln, Generator und Verfahren

Info

Publication number: DE102016210952A1
Application number: DE102016210952.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Jäkel; Martin Bennauer; Kai Brune; Manuel Gutermuth; Mario Koebe; Matthias Kowalski; Andrey Mashkin; Pascal Piasecki; Florian Röhr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnelleren Erwärmung des Generators (7) durch Dampfwärme bei Startvorgängen und Lastwechseln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnelleren Erwärmung des Generators insbesondere durch Dampfwärme bei Startvorgängen und Lastwechseln, eine Vorrichtung und ein Verfahren.
Beim Hochfahren der Turbine nach einem längeren Stillstand oder aus tiefen Teillasten ist der Generator auf Temperaturen unter der eigentlich notwendigen Betriebstemperatur abgekühlt. Für größere Lasten sind jedoch höhere Temperaturen der Komponenten des Generators notwendig. Insbesondere das dickwandige Blechpaket benötigt eine längere Aufwärmzeit.
Der Generator ist innerhalb eines Turbosatzes führend, sprich die Dampf- und/oder Gas-Turbine könnte schneller hochfahren oder die Last ändern, als es der Generator kann. Könnte der Generator schneller Last aufnehmen, könnte der komplette Block schneller starten, was auf dem Strommarkt einen Wettbewerbsvorteil des Kunden darstellt.
Momentan wird die Turbine zusammen mit dem Generator durch entsprechende (langsame) Lastrampen so hochgefahren, dass beim Generator keine zulässigen Spannungen überschritten werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Blechpakete eines Generators können bei luft- und wasserstoffgekühlten Generatoren insbesondere durch zusätzliche Heizleitungen in den Blechpaketen bei Startvorgängen und Lastwechseln schneller erwärmt und auf Betriebstemperatur gebracht werden. Bei wassergekühlten Generatoren wird vorzugsweise das Kühlmedium Wasser zusätzlich erwärmt, um dann den Generator zu erwärmen.
Ein Turbosatz weist zumindest eine Dampfturbine mit einem Generator auf, insbesondere auch zumindest eine Gasturbine.
Während des Startvorgangs des Turbosatzes befindet sich die Dampfturbine im Umleitbetrieb, d.h. der heiße Dampf aus dem Kessel wird abgekühlt und in den Kondensator verworfen. Ein Teil der Energie dieses Dampfes kann daher genutzt werden, um den Generator vor dessen Start oder beim Anfahren auf Betriebstemperatur zu bringen.
Der erfinderische Schritt liegt in der Nutzung der Wärme des Umleitdampfes. Dieser Dampf wird vorzugsweise über einen zusätzlichen Wärmetauscher geleitet. In diesem wird ein Heizmedium für den Generator erwärmt.
Mit diesem Heizmedium kann der Generator bei Startvorgängen und Lastwechseln vorgewärmt werden.
Der Generator kann somit schneller starten und schnellere Lastwechsel vollziehen. Der gesamte Turbosatz kann schneller Last aufnehmen und/oder ans Stromnetz gehen. Das stellt einen Wettbewerbsvorteil des Kunden dar.
Die Figur zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Generator zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figur und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Die Figur zeigt einen Generator 7, der an eine Dampfturbine oder an ein GuD-Kraftwerk (nicht näher dargestellt) angeschlossen ist. Die drehende Läuferwelle 4 ist schematisch dargestellt.
Der Generator 7 weist ein Blechpaket 8 auf. Das Blechpaket 8 ist Teil eines Ständers des Generators 7 (Generatorständer). Der Generatorständer weist eine Wicklung auf (Ständerwicklung).
Durch entsprechende Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ im Generatorständer des Generators 7 wird das Blechpaket 8 des Generatorständers beheizt.
Die Reglung kann vorzugsweise automatisch erfolgen.
Die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ sind bei direkt wassergekühlten Generatoren 7 bereits in der Ständerwicklung integriert und/oder stellen ein separates System zur Kühlung/Heizung des Blechpakets dar. In den Leitungen 10‘, 10‘‘ zirkuliert das Wasser nun als Heizmedium, welches bedarfsabhängig durch die Dampfwärme in einem nicht abgebildeten Wärmetauscher erwärmt wird.
Die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ sind bei direkt gasgekühlten Generatoren bereits in der Ständerwicklung integriert und/oder stellen nun ein separates System zur Kühlung/Heizung des Blechpakets dar. Durch die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ wird das Gas als Heizmedium zirkuliert oder geleitet, welches bedarfsabhängig durch die Dampfwärme in einem nicht abgebildeten Wärmetauscher erwärmt wird.
Die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ stellen bei indirekt gasgekühlten Generatoren ein separates System zur Kühlung/Heizung des Blechpakets dar. Durch die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ wird das Temperaturregelungsmedium Gas als Heizmedium zirkuliert oder geleitet, welches bedarfsabhängig durch die Dampfwärme in einem nicht abgebildeten Wärmetauscher erwärmt wird.
Die Zuführungen und Leitungen 10‘, 10‘‘ können innerhalb des Blechpakets 8 oder der Ständerwicklung auch durch entsprechende Öffnungen und Aussparungen ausgebildet werden, es wird kein Durchsteckrohr benötigt, d.h. es kann auch eine Bohrung sein, die die Leitungsfunktion übernimmt.
Ein Generator ohne diese Leistung 10‘, 10‘‘ kann entsprechend eingerichtet werden.

Claims

Verfahren zur Erwärmung eines Generators (7), bei dem ein Blechpaket (8) des Generators (7) beheizt wird, wobei durch Zuleitungen (10‘, 10‘‘) Energie in das Blechpaket (8) des Generators (7) zur Beheizung eingebracht wird.
Generator (7), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bei dem Zuleitungen (10‘, 10‘‘) vorhanden sind, insbesondere zusätzliche Zuleitungen (10‘, 10‘‘) vorhanden sind, durch die ein Blechpaket (8) eines Generatorständers des Generators (7) zusätzlich aufheizbar ist.
Verfahren oder Generator (7) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem während eines Startvorgangs eines Turbosatzes, der den Generator (7) aufweist, ein Teil der Energie eines Dampfes aus einem Kessel des Turbosatzes zur Erwärmung des Generators (7) vor und/oder während dessen Start genutzt wird oder genutzt werden kann.
Verfahren oder Generator (7) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem bei wassergekühlten Generatoren (7) und/oder wassergekühlten Blechpaketen (8) das Wasser in Kühlleitungen einer Ständerwicklung und/oder in den Kühlleitungen des Blechpaketes (8) erwärmt wird oder werden kann.
Verfahren oder Generator (7) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem bei direkt gasgekühlten Generatoren (7) das Gas in Kühlleitungen der Ständerwicklung und/oder in den Kühlleitungen des Blechpakets (8) des Generators (7) erwärmt wird oder werden kann.
Verfahren oder Generator (7) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem bei indirekt gasgekühlten Generatoren (7) das Gas in Kühlleitungen des Blechpakets (8) erwärmt wird oder werden kann.
Verfahren oder Generator (7) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Wärmetauscher benutzt wird, um Dampf zur Erwärmung eines Heizmediums zu benutzen oder mindestens ein Wärmetauscher vorhanden ist, der den Dampf zur Erwärmung eines Heizmediums umwandeln kann, so dass das Heizmedium durch die Zuleitungen (10‘, 10‘‘) geleitet wird oder werden kann.
Verfahren zur Umrüstung eines Generators, bei dem Zuleitungen (10‘, 10‘‘) in ein Blechpaket oder eine Ständerwicklung eingebaut werden, um ein Verfahren nach Anspruch 1 durchzuführen oder um einen Generator nach Anspruch 2 zu erhalten.