DE102018209203B4 - Low pressure steam turbine plant and operating method for a low pressure steam turbine plant - Google Patents
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Abstract
Niederdruckdampfturbinenanlage (10) aufweisend- einen Entspannungsverdampfer (12), zum Verdampfen von flüssigem Wärmeträgermedium (14), sodass dampfförmiges Fluid erhalten wird, wobei der Druck in dem Entspannungsverdampfer (12) unter dem Umgebungsdruck liegt,- eine Dampfturbine (18),- eine Zuleitung (16), die den Entspannungsverdampfer (12) fluidisch mit der Dampfturbine (18) verbindet,- einen Generator (20), der mit der Dampfturbine (18) gekoppelt ist,- einen Kondensator (26), zum Kondensieren des im Betrieb aus der Dampfturbine (18) austretenden dampfförmigen Fluids, sodass flüssiges Wärmeträgermedium (14) erhalten wird, wobei der Druck in dem Kondensator (26) unter dem Umgebungsdruck liegt,- eine Ableitung (28), die die Dampfturbine (18) fluidisch mit dem Kondensator (26) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckdampfturbinenanlage (10) weiterhin Folgendes aufweist:- eine Leistungselektronik (22), zum Anschließen des Generators (20) an einen Verbraucher und/oder ein Stromnetz,- einen Vakuumbrecher (38), der stromabwärts eines Turbinenrades (50) der Dampfturbine (18) angeordnet ist, und- eine Steuereinheit (24), die dazu eingerichtet ist, die elektrische Belastung des Generators (20) durch die Leistungselektronik (22) zu verändern und den Vakuumbrecher (38) zu öffnen, und dass der Generator (20) stromaufwärts der Dampfturbine (18) innerhalb der Zuleitung (16) angeordnet ist.Low-pressure steam turbine system (10) comprising a flash evaporator (12) for evaporating liquid heat transfer medium (14) so that vaporous fluid is obtained, the pressure in the flash evaporator (12) being below the ambient pressure, - a steam turbine (18), - one Supply line (16), which fluidically connects the flash evaporator (12) to the steam turbine (18), - a generator (20), which is coupled to the steam turbine (18), - a condenser (26) for condensing the in operation of the vapor turbine (18) leaving vaporous fluid, so that liquid heat transfer medium (14) is obtained, the pressure in the condenser (26) being below the ambient pressure, - a discharge line (28) which fluidly connects the steam turbine (18) with the condenser ( 26), characterized in that the low-pressure steam turbine system (10) further comprises: - power electronics (22) for connecting the generator (20) to a consumer and / or an S power supply, - a vacuum breaker (38) which is arranged downstream of a turbine wheel (50) of the steam turbine (18), and - a control unit (24) which is set up to control the electrical load on the generator (20) from the power electronics (22 ) and to open the vacuum breaker (38), and that the generator (20) is arranged upstream of the steam turbine (18) within the feed line (16).
Description
Die Erfindung betrifft eine Niederdruckdampfturbinenanlage und ein Betriebsverfahren für eine Niederdruckdampfturbinenanlage.The invention relates to a low-pressure steam turbine system and an operating method for a low-pressure steam turbine system.
Eine Niederdruckdampfturbinenanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus
Dampfturbinenanlagen dienen der Umwandlung thermischer Energie in elektrische Energie. Hierzu wird eine Dampfturbine von Dampf durchströmt. Die Dampfturbine wandelt thermische Energie des Dampfes in mechanische Energie. Die Dampfturbine treibt einen Generator an. Der Generator wandelt mechanische Energie aus der Dampfturbine in elektrische Energie um.Steam turbine systems are used to convert thermal energy into electrical energy. For this purpose, steam flows through a steam turbine. The steam turbine converts the thermal energy of the steam into mechanical energy. The steam turbine drives a generator. The generator converts mechanical energy from the steam turbine into electrical energy.
Große Dampfturbinenanlagen mit Leistungen einiger zehn bis hundert Megawatt arbeiten im Überdruckbereich. D.h. der Dampf besitzt beim Eintritt in die Turbine einen großen Druck von etwa 200 bis 300 bar. Zur Dampferzeugung werden hierbei großtechnische Feuerungsanlagen eingesetzt.Large steam turbine plants with outputs of some ten to one hundred megawatts work in the overpressure range. I.e. the steam has a high pressure of about 200 to 300 bar when it enters the turbine. Large-scale combustion plants are used to generate steam.
Hierbei werden konstante Frischdampfparameter angestrebt. Druck- und Temperaturschwankungen werden regelungstechnisch auf ein Minimum begrenzt, um dickwandige Komponenten, wie Ventilkästen und Turbinengehäuse zu schonen. Häufig wird dazu die Dampfturbine in der so genannten Vordruckregelung betrieben. Über mindestens ein Regelventil wird der Massendurchsatz durch die Dampfturbine so variiert, dass der Frischdampfdruck vor der Turbine einem konstanten Sollwert entspricht.Constant fresh steam parameters are aimed for. In terms of control technology, pressure and temperature fluctuations are kept to a minimum in order to protect thick-walled components such as valve boxes and turbine housings. For this purpose, the steam turbine is often operated in the so-called pre-pressure control. The mass flow rate through the steam turbine is varied via at least one control valve in such a way that the fresh steam pressure upstream of the turbine corresponds to a constant setpoint.
Durch diese Fahrweise wird das isentrope Enthalpiegefälle zwischen Frischdampf und Abdampf weitestgehend konstant gehalten. Mindestens ein Regelventil befindet sich entweder vor der Turbine oder ist in diese integriert. Durch den Regeleingriff des mindestens einen Ventiles entstehen unweigerlich Drosselungsverluste, die sich negativ auf den Wirkungsgrad auswirken. Große Kraftwerksturbosätze werden mit einer konstanten Drehzahl betrieben. Das führt dazu, dass der Wirkungsgrad der Turbine bei Teillast schnell abfällt.This mode of operation keeps the isentropic enthalpy gradient between live steam and exhaust steam largely constant. At least one control valve is either located in front of the turbine or is integrated into it. The control intervention of the at least one valve inevitably results in throttling losses which have a negative effect on the efficiency. Large power plant turbo sets are operated at a constant speed. As a result, the efficiency of the turbine drops quickly at part load.
Die Veröffentlichung „Getriebefreie Kleindampfturbine“, VGB PowerTech 4/2008, S. 75-80, beschreibt ein Steuerungskonzept für eine sog. Kleindampfturbine mit einer Leistung von rund 500 kW. Die Dampfturbine wurde von überhitztem Frischdampf mit einem Druck von 16,8 bis 17,6 bar bei 210°C bis 235°C angetrieben. Abdampfseitig herrschte ein Druck von 1,5 bis 4,5 bar. Die Maschinendrehzahl wurde mittels eines Frequenzumrichters vom elektrischen Netz entkoppelt. Es wurden theoretische und experimentelle Untersuchungen vorgenommen, bei welcher Drehzahl die Turbine und die Gesamtanlage ihren jeweils höchsten Wirkungsgrad erreichen, wenn die Leistung vorgegeben ist.The publication "Gearless steam turbine", VGB PowerTech 4/2008, pp. 75-80, describes a control concept for a so-called steam turbine with an output of around 500 kW. The steam turbine was driven by superheated live steam at a pressure of 16.8 to 17.6 bar at 210 ° C to 235 ° C. A pressure of 1.5 to 4.5 bar prevailed on the exhaust side. The machine speed was decoupled from the electrical network by means of a frequency converter. Theoretical and experimental investigations were carried out at which speed the turbine and the overall system achieve their highest efficiency if the power is specified.
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampfturbinenanlage anzugeben, die einfach aufgebaut ist, und die über einen breiten Bereich von Betriebsparametern sicher betrieben werden kann. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für einen sicheren Betrieb einer Dampfturbinenanlage bei unterschiedlichen Betriebsparametern anzugeben.The invention has for its object to provide a steam turbine system that is simple in construction and that can be operated safely over a wide range of operating parameters. The invention is also based on the object of specifying a method for the safe operation of a steam turbine system with different operating parameters.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Niederdruckdampfturbinenanlage gemäß Anspruch 1 und ein Betriebsverfahren gemäß Anspruch 11. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen an.This object is achieved by a low-pressure steam turbine plant according to claim 1 and an operating method according to claim 11. The subclaims indicate advantageous embodiments.
Erfindungsgemäße NiederdruckdampfturbinenanlagenLow-pressure steam turbine systems according to the invention
Erfindungsgemäß ist eine Niederdruckdampfturbinenanlage vorgesehen. Unter einer Niederdruckdampfturbinenanlage wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Dampfturbinenanlage verstanden, bei der ein dampfseitiger Systemdruck im Betrieb unterhalb des Umgebungsdrucks, d.h. unterhalb von 1 bar, liegt. Die erfindungsgemäße Niederdruckdampfturbinenanlage weist einen Entspannungsverdampfer auf. Der Entspannungsverdampfer dient zum Verdampfen von flüssigem Wärmeträgermedium, sodass dampfförmiges Fluid erhalten wird, wobei der Druck in dem Entspannungsverdampfer unter dem Umgebungsdruck liegt. Im Betrieb der Niederdruckdampfturbinenanlage liegt der Druck im Entspannungsverdampfer unter dem Umgebungsdruck, d.h. unterhalb von 1 bar. Durch das Absenken des Drucks kann flüssiges Wärmeträgermedium, z.B. Wasser, bei einer niedrigeren Temperatur verdampft werden als bei Umgebungsdruck. Dadurch wird ein Einsatzbereich für vergleichsweise geringe Heizleistungen, etwa im Bereich der Solarthermie oder der Nutzung von Abwärme aus industriellen Prozessen erschlossen. Das flüssige Wärmeträgermedium ist derselbe Stoff wie das dampfförmige Fluid; dieser Stoff liegt als Wärmeträgermedium im flüssigen Aggregatzustand vor und als Fluid dampfförmig, d.h. im gasförmigen Aggregatzustand.According to the invention, a low-pressure steam turbine plant is provided. In the context of the present invention, a low-pressure steam turbine system is understood to mean a steam turbine system in which a steam-side system pressure in operation is below the ambient pressure, ie below 1 bar. The low-pressure steam turbine system according to the invention has a flash evaporator. The flash evaporator is used to evaporate liquid heat transfer medium, so that vaporous fluid is obtained, the pressure in the flash evaporator being below the ambient pressure. When the low-pressure steam turbine system is operating, the pressure in the flash evaporator is below the ambient pressure, ie below 1 bar. By lowering the pressure, liquid heat transfer medium, for example water, can be evaporated at a lower temperature than at ambient pressure. This opens up an area of application for comparatively low heating outputs, for example in the field of solar thermal energy or the use of waste heat from industrial processes. The liquid heat transfer medium is the same substance as the vaporous fluid; this substance is present as a heat transfer medium in the liquid state and as a fluid in vapor form, ie in the gaseous state.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist ferner eine Dampfturbine auf. Eine Zuleitung der Niederdruckdampfturbinenanlage verbindet den Entspannungsverdampfer fluidisch mit der Dampfturbine. Das im Entspannungsverdampfer erzeugte dampfförmige Fluid kann über die Zuleitung der Dampfturbine zugeführt werden. Die Dampfturbine wandelt thermische Energie des Dampfes (dampfförmigen Fluids) in mechanische Energie um. Weiter weist die Niederdruckdampfturbinenanlage einen Generator auf, der mit der Dampfturbine gekoppelt ist. Der Generator wandelt von der Dampfturbine bereitgestellte mechanische Energie in elektrische Energie um. Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist ferner eine Leistungselektronik auf. Die Leistungselektronik dient zum Anschließen des Generators an einen Verbraucher und/oder ein Stromnetz.The low-pressure steam turbine system also has a steam turbine. A supply line to the low-pressure steam turbine system fluidly connects the flash evaporator to the steam turbine. The vaporous fluid generated in the flash evaporator can be supplied to the steam turbine via the feed line. The steam turbine converts thermal energy of the steam (vaporous fluid) into mechanical energy. The low-pressure steam turbine system also has a generator which is coupled to the steam turbine. The generator converts mechanical energy provided by the steam turbine into electrical energy. The low-pressure steam turbine system also has power electronics. The power electronics are used to connect the generator to a consumer and / or a power network.
Weiterhin weist die Niederdruckdampfturbinenanlage einen Kondensator auf. Der Kondensator dient zum Kondensieren des im Betrieb aus der Dampfturbine austretenden dampfförmigen Fluids, sodass flüssiges Wärmeträgermedium erhalten wird, wobei der Druck in dem Kondensator unter dem Umgebungsdruck liegt. Das in der Dampfturbine entspannte Fluid wird im Betrieb der Niederdruckdampfturbinenanlage bei einem Druck, der noch unterhalb des Drucks im Entspannungsverdampfer liegt, kondensiert. Eine Ableitung der Niederdruckdampfturbinenanlage verbindet die Dampfturbine fluidisch mit dem Kondensator.The low-pressure steam turbine system also has a condenser. The condenser serves to condense the vaporous fluid emerging from the steam turbine during operation, so that liquid heat transfer medium is obtained, the pressure in the condenser being below the ambient pressure. The fluid expanded in the steam turbine is condensed during operation of the low-pressure steam turbine system at a pressure which is still below the pressure in the flash evaporator. A derivative of the low-pressure steam turbine system fluidly connects the steam turbine to the condenser.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist einen Vakuumbrecher auf, der stromabwärts eines Turbinenrades der Dampfturbine angeordnet ist. Der Vakuumbrecher kann am Kondensator oder an der Ableitung oder an der Dampfturbine stromabwärts des Turbinenrads angeordnet sein. Im geöffneten Zustand des Vakuumbrechers kann stromabwärts des Turbinenrades Umgebungsluft in die Niederdruckdampfturbinenanlage einströmen. Die Dampfturbine kann dadurch abgebremst oder angehalten werden.The low-pressure steam turbine system has a vacuum breaker, which is arranged downstream of a turbine wheel of the steam turbine. The vacuum breaker can be arranged on the condenser or on the discharge line or on the steam turbine downstream of the turbine wheel. When the vacuum breaker is open, ambient air can flow into the low-pressure steam turbine system downstream of the turbine wheel. As a result, the steam turbine can be braked or stopped.
Schließlich weist die Niederdruckdampfturbinenanlage eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die elektrische Belastung des Generators durch die Leistungselektronik zu verändern und den Vakuumbrecher zu öffnen. Die Leistungselektronik umfasst vorzugsweise einen Einspeiseumrichter, d.h. eine Kombination aus Gleich- und Wechselrichter. Das Verändern der Belastung des Generators erlaubt die Anpassung der Niederdruckdampfturbinenanlage an unterschiedliche Betriebszustände. Insbesondere kann die Steuereinheit, dazu eingerichtet sein, die Belastung so einzustellen, dass die Drehzahl der Dampfturbine einen Sollwert für den vorliegenden Betriebszustand annimmt. Auf diese Weise kann der Bereich von Betriebszuständen, innerhalb dem die Niederdruckdampfturbinenanlage effizient, d.h. insbesondere mit einem großen Wirkungsgrad der Dampfturbine, betrieben werden kann, erweitert werden. Der Betriebszustand kann insbesondere eine oder mehrere der Größen Druck in der Zuleitung, Druck in der Ableitung, Temperatur des dampfförmigen Fluids in der Zuleitung und/oder in dem Entspannungsverdampfer, Temperatur des dampfförmigen Fluids in der Ableitung und/oder in dem Kondensator umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Betriebszustand die Größen Enthalpie des Fluids in der Zuleitung und/oder Enthalpie des Fluids in der Ableitung umfassen.Finally, the low-pressure steam turbine system has a control unit which is set up to change the electrical load on the generator by the power electronics and to open the vacuum breaker. The power electronics preferably comprise a feed converter, i.e. a combination of rectifier and inverter. Changing the load on the generator allows the low-pressure steam turbine system to be adapted to different operating states. In particular, the control unit can be set up to set the load in such a way that the speed of the steam turbine assumes a target value for the present operating state. In this way, the range of operating conditions within which the low pressure steam turbine plant is efficient, i.e. in particular can be operated with a high efficiency of the steam turbine. The operating state can in particular comprise one or more of the variables pressure in the supply line, pressure in the supply line, temperature of the vaporous fluid in the supply line and / or in the flash evaporator, temperature of the vaporous fluid in the discharge line and / or in the condenser. Alternatively or additionally, the operating state may include the enthalpy of the fluid in the feed line and / or enthalpy of the fluid in the discharge line.
Da der dampfseitige Systemdruck stets unterhalb des Umgebungsdrucks liegt, ist die erfindungsgemäße Niederdruckdampfturbinenanlage inhärent sicher. Ein Austritt von dampfförmigem Fluid ist aufgrund des Unterdrucks relativ zur Umgebung nicht möglich. Daher kann auf den Einsatz von Sicherheitsorganen vor oder an der Dampfturbine vollständig verzichtet werden. Zusätzlich erlaubt die Steuereinrichtung einen Betrieb in sog. wärmegeführter Gleitdruckfahrweise, d.h. der Druck stromaufwärts des Turbinenrades der Dampfturbine ist variabel. Durch die veränderliche Belastung des Generators in Verbindung mit der variablen Drehzahl der Dampfturbine kann vollständig auf Regelorgane vor oder an der Dampfturbine verzichtet werden. Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist vorzugsweise stromaufwärts des Turbinenrades keine Organe zur Beeinflussung eines Volumenstroms oder Massenstroms des Dampfs auf. Dadurch kann die Niederdruckdampfturbinenanlage besonders einfach aufgebaut sein. Insbesondere weist die Niederdruckdampfturbinenanlage keine Schnellschlussklappen oder Schnellschlussventile und keine Regelklappen oder Regelventile auf. Druckverluste vor der Dampfturbine werden durch den Verzicht auf Sicherheits- und Regelorgane auf ein Minimum reduziert, was sich positiv auf den Anlagenwirkungsgrad auswirkt.Since the steam-side system pressure is always below the ambient pressure, the low-pressure steam turbine system according to the invention is inherently safe. An escape of vaporous fluid is not possible due to the negative pressure relative to the environment. Therefore, the use of safety devices in front of or on the steam turbine can be completely dispensed with. In addition, the control device allows operation in a so-called heat-guided sliding pressure mode, ie the pressure upstream of the turbine wheel of the steam turbine is variable. Due to the variable load on the generator in connection with the variable speed of the steam turbine, there is no need for regulating elements in front of or on the steam turbine. The low-pressure steam turbine system preferably has no organs upstream of the turbine wheel for influencing a volume flow or mass flow of the steam. As a result, the low-pressure steam turbine system can be constructed in a particularly simple manner. In particular, the low-pressure steam turbine system has no quick-closing flaps or quick-closing valves and no regulating flaps or regulating valves. Pressure losses in front of the steam turbine are avoided by not using safety and control elements reduced to a minimum, which has a positive effect on the system efficiency.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Generator stromaufwärts der Dampfturbine innerhalb der Zuleitung angeordnet ist. Der Generator wird dann durch den die Dampfturbine antreibenden Dampf automatisch und ohne zusätzliche Einrichtungen gekühlt.According to the invention it is provided that the generator is arranged upstream of the steam turbine within the feed line. The generator is then automatically cooled by the steam driving the steam turbine and without additional devices.
Die erfindungsgemäße Niederdruckdampfturbinenanlage wird vorzugsweise mit einem unten beschriebenen, erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betrieben. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen und/oder das Betriebsverfahren entsprechend zu steuern.The low-pressure steam turbine system according to the invention is preferably operated using an operating method according to the invention described below. The control unit is preferably designed to carry out the corresponding method steps and / or to control the operating method accordingly.
Vorzugsweise sind das Turbinenrad der Dampfturbine und ein Rotor des Generators auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Dies erlaubt einen kompakten und einfachen Aufbau der Niederdruckdampfturbinenanlage. Die Niederdruckdampfturbinenanlage kann eine erste Lagerstelle für die Welle zwischen dem Rotor und dem Turbinenrad und eine zweite Lagerstelle für die Welle jenseits des Rotors aufweisen. Vorzugsweise ist keine weitere Lagerstelle vorgesehen. Das Turbinenrad ist mithin fliegend gelagert.The turbine wheel of the steam turbine and a rotor of the generator are preferably arranged on a common shaft. This allows a compact and simple construction of the low-pressure steam turbine system. The low-pressure steam turbine system can have a first bearing point for the shaft between the rotor and the turbine wheel and a second bearing point for the shaft beyond the rotor. Preferably no further storage location is provided. The turbine wheel is therefore overhung.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage kann weiterhin eine Evakuierungseinrichtung aufweisen. Mittels der Evakuierungseinrichtung kann ein Druck in dem Entspannungsverdampfer, der Dampfturbine, dem Kondensator, der Zuleitung und der Ableitung unter den Umgebungsdruck gesenkt werden. Insbesondere kann der Druck im Entspannungsverdampfer unter den Siededruck des flüssigen Wärmeträgermediums gesenkt werden. Dadurch kann die Niederdruckdampfturbinenanlage angefahren werden. Vorzugsweise weist die Evakuierungseinrichtung eine Vakuumpumpe auf. Besonders bevorzugt ist die Evakuierungseinrichtung am Kondensator angeordnet.The low-pressure steam turbine system can furthermore have an evacuation device. By means of the evacuation device, a pressure in the flash evaporator, the steam turbine, the condenser, the supply line and the discharge line can be reduced below the ambient pressure. In particular, the pressure in the flash evaporator can be reduced below the boiling pressure of the liquid heat transfer medium. This enables the low-pressure steam turbine system to be started up. The evacuation device preferably has a vacuum pump. The evacuation device is particularly preferably arranged on the condenser.
Vorzugsweise weist die Niederdruckdampfturbinenanlage weiterhin einen Bremswiderstand auf. Die Steuereinheit ist typischerweise dazu eingerichtet, elektrische Energie aus dem Generator in dem Bremswiderstand in Wärme umzuwandeln, wenn ein Betriebszustand der Niederdruckdampfturbinenanlage außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu eingerichtet sein, im Falle einer Notabschaltung oder wenn die maximal zulässige Systemleistung erreicht ist, elektrische Energie aus dem Generator in den Bremswiderstand zu leiten. Vorzugsweise wird die so erzeugte Wärme zurück in einen Wärmespeicher eingebracht.The low-pressure steam turbine system preferably also has a braking resistor. The control unit is typically set up to convert electrical energy from the generator in the braking resistor into heat when an operating state of the low-pressure steam turbine system is outside an allowable range. The control unit can in particular be set up to conduct electrical energy from the generator into the braking resistor in the event of an emergency shutdown or when the maximum permissible system output has been reached. The heat generated in this way is preferably introduced back into a heat store.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage kann weiterhin eine Vorlaufpumpe aufweisen, um flüssiges Wärmeträgermedium in den Entspannungsverdampfer zu fördern, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Förderleistung der Vorlaufpumpe zu verändern. Durch Variieren der Förderleistung kann die thermische Energie, die der Dampfturbine zur Verfügung steht, bzw. die in der Dampfturbine umsetzbare Leistung, verändert werden. Auch auf diese Weise kann die Drehzahl der Dampfturbine verändert werden. Zum Abschalten der Niederdruckdampfturbinenanlage kann die Vorlaufpumpe ausgeschaltet werden. Die Förderleistung kann ein Volumenstrom sein.The low-pressure steam turbine system can furthermore have a feed pump in order to convey liquid heat transfer medium into the flash evaporator, the control unit being designed to change a delivery capacity of the feed pump. The thermal energy that is available to the steam turbine or the power that can be converted in the steam turbine can be changed by varying the delivery rate. The speed of the steam turbine can also be changed in this way. The feed pump can be switched off to switch off the low-pressure steam turbine system. The delivery rate can be a volume flow.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass in der Steuereinheit ein Kennfeld hinterlegt ist, welches einen Betriebszustand der Niederdruckdampfturbinenanlage mit einem Sollwert einer Drehzahl der Dampfturbine verknüpft. Der Betriebszustand kann eine oder mehrere der Größen Druck in der Zuleitung, Druck in der Ableitung, Temperatur des dampfförmigen Fluids in der Zuleitung und/oder in dem Entspannungsverdampfer, Temperatur des dampfförmigen Fluids in der Ableitung und/oder in dem Kondensator umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Betriebszustand die Größen Enthalpie des Fluids in der Zuleitung und/oder Enthalpie des Fluids in der Ableitung umfassen. Die Steuereinheit ist typischerweise dazu eingerichtet, die Drehzahl der Dampfturbine auf den Sollwert zu regeln. Dazu kann die Steuereinheit die Belastung des Generators variieren, elektrische Energie in einen Bremswiderstand leiten und/oder den Vakuumbrecher zeitweise öffnen. Durch die im Kennfeld hinterlegten Sollwerte kann ein möglichst großer Wirkungsgrad der Niederdruckdampfturbinenanlage, insbesondere der Dampfturbine, für einen breiten Bereich von Betriebszuständen erreicht werden.It is particularly preferably provided that a map is stored in the control unit, which maps an operating state of the low-pressure steam turbine system to a setpoint value of a speed of the steam turbine. The operating state can comprise one or more of the variables pressure in the supply line, pressure in the supply line, temperature of the vaporous fluid in the supply line and / or in the flash evaporator, temperature of the vaporous fluid in the discharge line and / or in the condenser. Alternatively or additionally, the operating state may include the enthalpy of the fluid in the feed line and / or enthalpy of the fluid in the discharge line. The control unit is typically set up to regulate the speed of the steam turbine to the desired value. For this purpose, the control unit can vary the load on the generator, conduct electrical energy into a braking resistor and / or temporarily open the vacuum breaker. As a result of the setpoints stored in the map, the greatest possible efficiency of the low-pressure steam turbine system, in particular the steam turbine, can be achieved for a wide range of operating states.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage kann weiterhin eine Rückführeinrichtung aufweisen, um flüssiges Wärmeträgermedium aus dem Kondensator in den Entspannungsverdampfer zurückzuführen. Dadurch kann ein Kreisprozess eingerichtet werden. Die Rückführeinrichtung weist typischerweise eine Kondensatpumpe auf, die das kondensierte Wärmeträgermedium in einen Wärmespeicher und/oder eine Heizvorrichtung, z.B. einen solarthermischen Wärmeerzeuger fördert. Von dort wird das Wärmeträgermedium wieder in den Entspannungsverdampfer gefördert, beispielsweise mittels einer Vorlaufpumpe.The low-pressure steam turbine system can furthermore have a feedback device in order to return liquid heat transfer medium from the condenser to the flash evaporator. This enables a cycle to be set up. The feedback device typically has a condensate pump which pumps the condensed heat transfer medium into a heat store and / or a heating device, e.g. promotes a solar thermal heat generator. From there, the heat transfer medium is conveyed back into the flash evaporator, for example by means of a flow pump.
Vorzugsweise ist ein Stator des Generators in einem Innengehäuse angeordnet. Das Innengehäuse ist vorzugsweise innerhalb der Zuleitung angeordnet. Das Innengehäuse umgibt den Stator in Umfangsrichtung, insbesondere ringförmig. Das Innengehäuse ist vorzugsweise an der Zuleitung abgestützt. Typischerweise ist auch der Rotor innerhalb des Innengehäuses angeordnet, insbesondere innerhalb des Stators. Das Innengehäuse kann außenseitig Kühlrippen aufweisen. Dadurch kann eine verbesserte Wärmeübertragung auf das strömende Fluid und eine stärkere Kühlung des Generators erreicht werden.A stator of the generator is preferably arranged in an inner housing. The inner housing is preferably arranged within the feed line. The inner housing surrounds the stator in the circumferential direction, in particular in a ring shape. The inner housing is preferably supported on the feed line. Typically, the rotor is also arranged within the inner housing, in particular inside the stator. The inner housing can have cooling fins on the outside. As a result, improved heat transfer to the flowing fluid and stronger cooling of the generator can be achieved.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist vorzugsweise weiterhin einen Wärmespeicher und/oder einen solarthermischen Wärmeerzeuger auf. Dies ermöglicht die Bereitstellung von vorgewärmtem Wärmeträgermedium. Dadurch wird die thermische Energie des verdampften Wärmeträgermediums, d.h. des dampfförmigen Fluids erhöht.The low-pressure steam turbine system preferably furthermore has a heat store and / or a solar thermal heat generator. This enables the provision of preheated heat transfer medium. As a result, the thermal energy of the evaporated heat transfer medium, i.e. of the vaporous fluid increased.
Erfindungsgemäße BetriebsverfahrenOperating method according to the invention
Erfindungsgemäß ist ein Betriebsverfahren für eine Niederdruckdampfturbinenanlage vorgesehen. Die Niederdruckdampfturbinenanlage weist Folgendes auf:
- - einen Entspannungsverdampfer,
- - eine Dampfturbine,
- - einen Kondensator,
- - einen Generator, der von der Dampfturbine angetrieben wird,
- - ein Leitungssystem, das den Entspannungsverdampfer über eine Zuleitung, die Dampfturbine und eine Ableitung mit dem Kondensator verbindet, und
- - einen Vakuumbrecher, der stromabwärts eines Turbinenrades der Dampfturbine angeordnet ist.
- - a flash evaporator,
- - a steam turbine,
- - a capacitor,
- a generator which is driven by the steam turbine,
- a line system which connects the flash evaporator via a feed line, the steam turbine and a discharge line to the condenser, and
- - A vacuum breaker, which is arranged downstream of a turbine wheel of the steam turbine.
Das Betriebsverfahren weist die folgenden Schritte auf:
- a) Evakuieren des Leitungssystems, sodass der Druck in dem Leitungssystem überall unter dem Umgebungsdruck liegt und sodass Wärmeträgermedium in dem Entspannungsverdampfer verdampft,
- b) Verändern der elektrischen Belastung des Generators,
- c) Öffnen des Vakuumbrechers.
- a) evacuating the line system so that the pressure in the line system is everywhere below the ambient pressure and so that the heat transfer medium evaporates in the flash evaporator,
- b) changing the electrical load on the generator,
- c) Open the vacuum breaker.
Mit Hilfe von Schritt a) kann die Niederdruckdampfturbinenanlage in Betrieb gesetzt werden. Zum Anfahren der Niederdruckdampfturbinenanlage wird der innere Systemdruck, vorzugsweise über eine Evakuierungseinrichtung, unter den Umgebungsdruck abgesenkt. Nicht kondensierbare Stoffe, wie zum Beispiel Gase (Luft), werden so aus dem System entfernt. Der Systemdruck wird soweit abgesenkt, bis das Wärmeträgermedium entsprechend seiner Temperatur den Dampfdruck erreicht, zu sieden beginnt und im Entspannungsverdampfer Sattdampf entsteht.With the help of step a), the low-pressure steam turbine system can be put into operation. To start up the low-pressure steam turbine system, the internal system pressure is lowered below the ambient pressure, preferably via an evacuation device. In this way, non-condensable substances, such as gases (air), are removed from the system. The system pressure is reduced until the heat transfer medium reaches the vapor pressure according to its temperature, begins to boil and saturated steam is generated in the flash evaporator.
Mit den Schritten b) und c) kann der Betrieb der Niederdruckdampfturbinenanlage gesteuert und/oder beendet werden.Steps b) and c) can be used to control and / or terminate the operation of the low-pressure steam turbine system.
Im Schritt b) kann die Drehzahl der Dampfturbine und des mit ihr gekuppelten Generators an das zur Verfügung stehende isentrope Enthalpiegefälle angepasst werden. Die Anpassung der Drehzahl erfolgt durch Belasten bzw. Entlasten des Generators über die Leistungselektronik, die dem Generator stromseitig nachgeschaltet ist. Dadurch kann die Drehzahl veränderlichen Randbedingungen (Betriebszuständen), wie sie z.B. durch einen Temperaturrückgang in einem Wärmespeicher, durch den Tagesgang der Sonneneinstrahlung und/oder durch eine Druckänderung im Kondensator verursacht werden, angepasst werden.In step b), the speed of the steam turbine and the generator coupled to it can be adapted to the available isentropic enthalpy gradient. The speed is adjusted by loading or unloading the generator via the power electronics, which is connected downstream of the generator. As a result, the speed can be subject to variable boundary conditions (operating states) such as by a drop in temperature in a heat accumulator, caused by the daily sunlight and / or by a change in pressure in the condenser.
Der Vakuumbrecher ist typischerweise das einzige mechanische Sicherheitsorgan der Niederdruckdampfturbinenanlage. Sollte die Belastung des Generators nicht weiter gesteigert werden können, beispielsweise weil der Regelbereich einer Leistungselektronik ausgeschöpft ist, und die Drehzahl weiter steigen oder eine maximal zulässige Systemleistung erreicht sein, wird im Schritt c) der Vakuumbrecher geöffnet. Dadurch strömt Umgebungsluft in das Leitungssystem der Niederdruckdampfturbinenanlage ein. Die eingeströmte Luft kann im Kondensator nicht kondensiert werden. Dadurch steigt der Druck stromabwärts des Turbinenrades und das der Dampfturbine zur Verfügung stehende isentrope Enthalpiegefälle wird kleiner. Dadurch sinkt die Drehzahl der Dampfturbine und des mit ihr gekuppelten Generators, bis der gesamte Prozess zum Erliegen kommt. Durch kurzzeitiges Öffnen des Vakuumbrechers kann das isentrope Enthalpiegefälle dosiert abgesenkt werden, sodass die Drehzahl der Dampfturbine gesenkt wird, der Prozess aber nicht zum Erliegen kommt, sondern mit verringerter Leistung weiterläuft.The vacuum breaker is typically the only mechanical safety device in the low-pressure steam turbine system. If the load on the generator cannot be increased further, for example because the control range of power electronics has been exhausted and the speed continues to increase or a maximum permissible system output has been reached, the vacuum breaker is opened in step c). As a result, ambient air flows into the line system of the low-pressure steam turbine system. The air that flows in cannot be condensed in the condenser. This increases the pressure downstream of the turbine wheel and the isentropic enthalpy gradient available to the steam turbine becomes smaller. As a result, the speed of the steam turbine and the generator coupled to it decrease until the entire process comes to a standstill. The isentropic enthalpy gradient can be reduced in a dosed manner by briefly opening the vacuum breaker, so that the speed of the steam turbine is reduced, but the process does not come to a standstill, but continues to run with reduced power.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass gleichzeitig der Vakuumbrecher geöffnet wird, ein Volumenstrom von in den Entspannungsverdampfer fließendem flüssigem Wärmeträgermedium verringert wird, insbesondere auf null verringert wird, und elektrische Energie aus dem Generator in einem Bremswiderstand der Niederdruckdampfturbinenanlage in Wärme umgesetzt wird. Dadurch kann die Niederdruckdampfturbinenanlage besonders schnell abgeschaltet werden. Dieses Betriebsverfahren entspricht einer Schnellabschaltung oder Notabschaltung der Niederdruckdampfturbinenanlage.According to the invention, it is provided that the vacuum breaker is opened at the same time, a volume flow of liquid heat transfer medium flowing into the expansion evaporator is reduced, in particular reduced to zero, and electrical energy from the generator is converted into heat in a braking resistor of the low-pressure steam turbine system. As a result, the low-pressure steam turbine system can be switched off particularly quickly. This operating method corresponds to a quick shutdown or emergency shutdown of the low-pressure steam turbine system.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren wird vorzugsweise an einer oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Niederdruckdampfturbinenanlage durchgeführt.The operating method according to the invention is preferably carried out on a low-pressure steam turbine system according to the invention described above.
Das Betriebsverfahren kann den weiteren Schritt d) aufweisen:
- d) Verändern einer Verdampfungsrate in dem Entspannungsverdampfer. Dadurch kann auf die thermische Energie und/oder den Massenstrom des verdampften Wärmeträgermediums/Fluids eingewirkt werden. Dies erlaubt es, die Leistung der Dampfturbine zu beeinflussen. Zum Verändern der Verdampfungsrate kann eine Förderleistung einer Vorlaufpumpe, die flüssiges Wärmeträgermedium in den Entspannungsverdampfer fördert, verändert werden. Der Schritt
d ) kann gleichzeitig mit den Schrittenb ) undc ) durchgeführt werden. Die Schritteb ),c ) und/oderd ) können wiederholt durchgeführt werden.
- d) changing an evaporation rate in the flash evaporator. This allows the thermal energy and / or the mass flow of the evaporated heat transfer medium / fluid to be influenced. This allows the performance of the steam turbine to be influenced. To change the evaporation rate, a delivery rate of a flow pump, which conveys liquid heat transfer medium into the flash evaporator, can be changed. The step
d ) can be done simultaneously with the stepsb ) andc ) be performed. The stepsb ),c ) and ord ) can be repeated.
Vorzugsweise wird im Rahmen des Betriebsverfahrens die Drehzahl der Dampfturbine verändert. Hierzu dienen die Schritte
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Niederdruckdampfturbinenanlage mit einem Entspannungsverdampfer, einer Dampfturbine, einem Generator und einem Kondensator, in einer symbolischen Darstellung; -
2 eine Niederdruckdampfturbinenanlage wie in1 , weiterhin aufweisend einen solarthermischen Wärmeerzeuger, in einer symbolischen Darstellung; -
3 eine Niederdruckdampfturbinenanlage wie in1 , weiterhin aufweisend einen Wärmespeicher, in einer symbolischen Darstellung; -
4 eine Niederdruckdampfturbinenanlage wie in3 , weiterhin aufweisend einen solarthermischen Wärmeerzeuger, in einer symbolischen Darstellung; -
5 eine Dampfturbine und einen Generator für eine Niederdruckdampfturbinenanlage, wobei der Generator stromaufwärts eines Turbinenrades der Dampfturbine in einer Zuleitung angeordnet ist, in einem schematischen Längsschnitt; -
6 einen Ablaufplan eines Betriebsverfahrens für den Normalbetrieb einer Niederdruckdampfturbinenanlage; -
7 einen Ablaufplan eines Betriebsverfahrens für eine Schnellabschaltung einer Niederdruckdampfturbinenanlage.
-
1 a low-pressure steam turbine system with a flash evaporator, a steam turbine, a generator and a condenser, in a symbolic representation; -
2nd a low pressure steam turbine plant as in1 , still showing a solar thermal heat generator, in a symbolic representation; -
3rd a low pressure steam turbine plant as in1 , further comprising a heat store, in a symbolic representation; -
4th a low pressure steam turbine plant as in3rd , still showing a solar thermal heat generator, in a symbolic representation; -
5 a steam turbine and a generator for a low-pressure steam turbine system, the generator being arranged upstream of a turbine wheel of the steam turbine in a feed line, in a schematic longitudinal section; -
6 a flowchart of an operating method for the normal operation of a low pressure steam turbine plant; -
7 a flow chart of an operating method for a quick shutdown of a low pressure steam turbine system.
Die Niederdruckdampfturbinenanlage
Das dampfförmige Fluid wird durch eine Zuleitung
Im Betrieb der Niederdruckdampfturbinenanlage
Eine Steuereinheit
Die Niederdruckdampfturbinenanlage
Die Zuleitung
Warmes Wärmeträgermedium
Stromabwärts eines Turbinenrades der Dampfturbine
Die Niederdruckdampfturbinenanlage
In der Steuereinheit
Die Steuereinheit
Die Niederdruckdampfturbinenanlage kann in einer nicht näher dargestellten Ausführungsform mehrstufig gestaltet sein. Dazu ist der Rücklauf des Entspannungsverdampfers, der auf der höchsten Temperatur arbeitet, mit dem Zulauf (Vorlauf) eines weiteren Entspannungsverdampfers verbunden, der auf einem niedrigeren Druckniveau entsprechend seiner (niedrigeren) Zulauftemperatur arbeitet. Auf diese Weise lassen sich mehrere Entspannungsverdampfer hintereinander schalten. Das dampfförmiger Fluid aus den mehreren Entspannungsverdampfern kann einer gemeinsamen Dampfturbine zugeführt werden. Alternativ können auch mehrere Dampfturbinen aus jeweils einem oder mehreren der mehreren Entspannungsverdampfer mit Fluid versorgt werden.The low-pressure steam turbine system can be designed in several stages in an embodiment, not shown. For this purpose, the return of the flash evaporator, which works at the highest temperature, is connected to the feed (flow) of another flash evaporator, which works at a lower pressure level in accordance with its (lower) feed temperature. In this way, several flash evaporators can be connected in series. The vaporous fluid from the several flash evaporators can be fed to a common steam turbine. Alternatively, several steam turbines can each be supplied with fluid from one or more of the several flash evaporators.
Durch den solarthermischen Wärmeerzeuger
Durch die Verdampfung kühlt das im Entspannungsverdampfer
Nach Durchtritt durch die Dampfturbine
In dem Wärmespeicher
Die Vorlaufpumpe
Durch die Verdampfung kühlt das im Entspannungsverdampfer
Aus dem Wärmespeicher
Nach Durchtritt durch die Dampfturbine
Aufbau und Funktion der Niederdruckdampfturbinenanlage
Wie bereits erwähnt, übernimmt der solarthermische Wärmeerzeuger
Die Steuereinheit
Die Dampfturbine
Innerhalb der Zuleitung
Der Generator
Die Welle
Der Stator
Zwischen dem Innengehäuse
In einem Schritt
In einem Schritt
Die Schritte
Wenn der Betrieb der Niederdruckdampfturbinenanlage
- -
der Vakuumbrecher 38 wird geöffnet (Schritt112 ), - - ein Volumenstrom von in
den Entspannungsverdampfer 12 fließendem Wärmeträgermedium 14 wird auf null verringert (Schritt114 ), - - elektrische Energie aus
dem Generator 20 wird indem Bremswiderstand 40 in Wärme umgesetzt (Schritt116 ).
- - the
vacuum breaker 38 opens (step112 ), - - A volume flow of in the
flash evaporator 12 flowingheat transfer medium 14 is reduced to zero (step114 ), - - electrical energy from the generator
20th is in thebraking resistor 40 converted into heat (step116 ).
Durch die Schritte
Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren betrifft die Erfindung eine Niederdruckdampfturbinenanlage
Die Dampferzeugung innerhalb der Niederdruckdampfturbinenanlage
Die auftretenden Systemtemperaturen auf der Dampfseite liegen maximal so hoch wie die Siedetemperatur des verwendeten Wärmeträgermediums
The system temperatures occurring on the steam side are at most as high as the boiling temperature of the heat transfer medium used
Als ein der Dampfturbine
Die Dampfturbine
- -
das der Dampfturbine 18 zur Verfügung stehende isentrope Enthalpiegefälle, - - die
der Dampfturbine 18 zur Verfügung stehende Druckdifferenz, - - die
der Dampfturbine 18 zur Verfügung stehende Temperaturdifferenz, und/oder - - ein in
der Steuereinheit 24 hinterlegtes Kennfeld herangezogen werden.
- - that of the steam turbine
18th available isentropic enthalpy gradient, - - that of the steam turbine
18th available pressure difference, - - that of the steam turbine
18th available temperature difference, and / or - - one in the control unit
24th stored map can be used.
Der dampfseitige Druck im Entspannungsverdampfer
Der Dampfmassenstrom, der der Dampfturbine
Das isentrope Enthalpiegefälle, das der Dampfturbine
Die Niederdruckdampfturbinenanlage
Nach alledem betrifft die Erfindung eine Niederdruckdampfturbinenanlage (
- - einen Entspannungsverdampfer (
12 ), zum Verdampfen von flüssigem Wärmeträgermedium (14 ), wobei der Druck in dem Entspannungsverdampfer (12 ) unter dem Umgebungsdruck liegt, - - eine Dampfturbine (
18 ), - - einen Generator (
20 ), der mit der Dampfturbine (18 ) gekoppelt ist, - - eine Leistungselektronik (
22 ) zum Anschließen des Generators (20 ) an einen Verbraucher und/oder ein Stromnetz, - - einen Kondensator (
26 ), zum Kondensieren des im Betrieb aus der Dampfturbine (18 ) austretenden dampfförmigen Fluids, wobei der Druck in dem Kondensator (26 ) unter dem Umgebungsdruck liegt, - - einen Vakuumbrecher (
38 ), der stromabwärts eines Turbinenrades (50 ) der Dampfturbine (18 ) angeordnet ist, und - - eine Steuereinheit (
24 ), die dazu eingerichtet ist, die elektrische Belastung des Generators (20 ) durch die Leistungselektronik (22 ) zu verändern und den Vakuumbrecher (38 ) zu öffnen.
- a) Evakuieren eines Leitungssystems der Niederdruckdampfturbinenanlage (
10 ), sodass der Druck in dem Leitungssystem überall unter dem Umgebungsdruck liegt und sodass Wärmeträgermedium (14 ) in einem Entspannungsverdampfer (12 ) verdampft, - b) Verändern der elektrischen Belastung eines Generators(
20 ), - c) Öffnen eines Vakuumbrechers (
38 ).
- - a flash evaporator (
12 ), for evaporating liquid heat transfer medium (14 ), the pressure in the flash evaporator (12 ) is below the ambient pressure, - - a steam turbine (
18th ), - - a generator (
20th ) with the steam turbine (18th ) is coupled, - - power electronics (
22 ) for connecting the generator (20th ) to a consumer and / or a power grid, - - a capacitor (
26 ) to condense the steam turbine during operation (18th ) escaping vaporous fluid, the pressure in the condenser (26 ) is below the ambient pressure, - - a vacuum breaker (
38 ), the downstream of a turbine wheel (50 ) of the steam turbine (18th ) is arranged, and - - a control unit (
24th ), which is designed to reduce the electrical load on the generator (20th ) by the power electronics (22 ) and change the vacuum breaker (38 ) to open.
- a) evacuating a line system of the low-pressure steam turbine system (
10th ), so that the pressure in the pipe system is everywhere below the ambient pressure and that heat transfer medium (14 ) in a flash evaporator (12 ) evaporates, - b) changing the electrical load of a generator (
20th ), - c) opening a vacuum breaker (
38 ).
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010th
- NiederdruckdampfturbinenanlageLow pressure steam turbine plant
- 1212
- EntspannungsverdampferFlash evaporator
- 1414
- flüssiges Wärmeträgermediumliquid heat transfer medium
- 1616
- ZuleitungSupply
- 1818th
- DampfturbineSteam turbine
- 2020th
- Generatorgenerator
- 2222
- LeistungselektronikPower electronics
- 2424th
- SteuereinheitControl unit
- 2626
- Kondensatorcapacitor
- 2828
- AbleitungDerivative
- 3030th
- KühlmediumpumpeCoolant pump
- 3131
- KondensatpumpeCondensate pump
- 3232
- EvakuuierungseinrichtungEvacuation facility
- 3434
- VorlaufpumpeFlow pump
- 3636
- RücklaufpumpeReturn pump
- 3838
- VakuumbrecherVacuum breaker
- 4040
- BremswiderstandBraking resistor
- 4242
- solarthermischer Wärmeerzeugersolar thermal heat generator
- 4444
- WärmespeicherHeat storage
- 4646
- HeizkreispumpeHeating circuit pump
- 4848
- TurbosatzTurbo set
- 5050
- TurbinenradTurbine wheel
- 5252
- LeitradDiffuser
- 5454
- Wellewave
- 5656
- LaufbeschaufelungBarrel blading
- 5858
- AußengehäuseOuter housing
- 6060
- Rotorrotor
- 6262
- Statorstator
- 6464
- LängsachseLongitudinal axis
- 6666
- erste Lagerstellefirst depository
- 6868
- zweite Lagerstellesecond depository
- 7070
- InnengehäuseInner casing
- 7272
- RingspaltAnnular gap
- 7474
- KühlrippenCooling fins
- 100100
- NormalbetriebNormal operation
- 102102
- EvakuierenEvacuate
- 104104
- Belastung verändernChange load
- 106106
- Verdampfungsrate verändernChange evaporation rate
- 108108
- Vakuumbrecher öffnenOpen vacuum breaker
- 110110
- SchnellabschaltungQuick shutdown
- 112112
- Vakuumbrecher öffnenOpen vacuum breaker
- 114114
- Volumenstrom verringernReduce volume flow
- 116116
- Energie im Bremswiderstand umsetzenImplement energy in the braking resistor
- 118118
- Leistungsabgabe maximierenMaximize power output
Claims (13)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2550059A1 (en) | 1975-10-15 | 1977-04-21 | Bbc Brown Boveri & Cie | SAFETY SYSTEM FOR A STEAM TURBINE PLANT |
DE102012024526A1 (en) | 2012-12-14 | 2014-06-18 | Witt Solar Ag | Solar thermal heat storage power plant comprises solar collectors, heat accumulator connected through primary circuit, which is connected with secondary circuit pump, steam generator, steam turbine with condenser and cooling water system |
-
2018
- 2018-06-08 DE DE102018209203.6A patent/DE102018209203B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2550059A1 (en) | 1975-10-15 | 1977-04-21 | Bbc Brown Boveri & Cie | SAFETY SYSTEM FOR A STEAM TURBINE PLANT |
DE102012024526A1 (en) | 2012-12-14 | 2014-06-18 | Witt Solar Ag | Solar thermal heat storage power plant comprises solar collectors, heat accumulator connected through primary circuit, which is connected with secondary circuit pump, steam generator, steam turbine with condenser and cooling water system |
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