DE102019219579A1

DE102019219579A1 - Systemkonfiguration und arbeitsweise zur verbesserung der effizienz der stromproduktion einer dampfturbine

Info

Publication number: DE102019219579A1
Application number: DE102019219579.2A
Authority: DE
Inventors: Yurika Nagai; Akimitsu Seo; Kazuya SAKAKIBARA
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-08-06
Also published as: JP2020125725A; CN111520201B; KR20200096718A; KR102266135B1; JP7116692B2; US11187103B2; CN111520201A; US20200248584A1

Abstract

Eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und die Arbeitsweise einer solchen Anlage überwinden nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz zwischen einem rotierenden Körper und einem stationären Körper einer Turbine, um die Anlaufzeit zu verkürzen, sondern schützen auch den Wirkungsgrad einer solchen Anlage vor Verschleiß. Die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage umfasst einen Kessel zur Dampferzeugung, eine Hochdruckturbine, in die der vom Kessel erzeugte Dampf einströmt, eine Mitteldruckturbine, in die der in der Hochdruckturbine gearbeitete Dampf strömt und eine Niederdruckturbine, in die der in der Mitteldruckturbine gearbeitete Dampf strömt, wobei die Hochdruckturbine und die Mitteldruckturbine jeweils mit einem Heizabschnitt versehen sind, der durch die Verbindung über die Hochdruckturbine und die Mitteldruckturbine gebildet wird und ferner ein Rohr umfasst, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und ein Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist notwendig, die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage unter Unterdrückung der Wellenschwingungen, die durch die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper (oder Rotor) und dem stationären Körper (oder Gehäuse) verursacht werden, in Betrieb zu nehmen, sodass es notwendig ist, diese thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper so früh wie möglich zu überwinden, um die Inbetriebnahmezeit zu verkürzen.
Die Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2008-25429 wird als Hintergrund des Stands der Technik des gegenwärtigen technischen Bereichs veranschaulicht, in dem die Dampfturbine einen Rotor umfasst, an dem bewegliche Schaufeln befestigt sind, eine Membran, die den äußeren Umfang des Rotors umschließt, ein Gehäuse, das die Membran und den Rotor einbezieht und dessen oberer und unterer Halbabschnitt am Flanschabschnitt integral miteinander verbunden sind, einen Auslenkungsmelder, der die thermische Dehnungsdifferenz in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Rotor misst, eine Heiz-/Kühlvorrichtung, die an dem Flanschabschnitt befestigt ist und den Flanschabschnitt erhitzt/kühlt und ein Steuergerät, das den Flanschabschnitt mit der Heiz-/Kühlvorrichtung erhitzt/kühlt, bis der Messwert des Auslenkungsmelders dem Sollwert im nicht regelmäßigen Betrieb entspricht (siehe Beschreibung in der Zusammenfassung).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2008-25429 wird eine solche Dampfturbine zur Überwindung der thermischen Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper durch Erwärmen/Kühlen des Flanschabschnitts dargestellt, um die Inbetriebnahmezeit zu verkürzen. In der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2008-25429 gibt es jedoch keine Angaben über die Versorgungsquelle des Mediums (Dampf) zum Erhitzen/Kühlen des Flanschabschnitts (Gehäuseflansch). Damit das Heiz-/Kühlmedium (Dampf) von der Versorgungsquelle in den Flanschbereich (Gehäuseflansch) eingespeist werden kann, ist eine Energiesteigerung erforderlich. Beim Heizen/Kühlen des Flanschabschnitts (Gehäuseflansch) kann aufgrund dieser erhöhten Energie der Wirkungsgrad der Dampfturbinenanlage, in der die Dampfturbine installiert ist, beeinträchtigt werden.
Die vorliegende Erfindung besteht also darin, eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und ein Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage zu liefern, die nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Dampfturbine so früh wie möglich überwindet, um die Inbetriebnahmezeit zu verkürzen, sondern auch den Wirkungsgrad dieser Anlage vor einer Verschlechterung zu schützen.
Um das oben genannte Problem zu lösen, ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes beinhaltet: einen Kessel zur Erzeugung von Dampf, eine Hochdruckturbine, in die der vom Kessel erzeugte Dampf strömt, eine Mitteldruckturbine, in die der Dampf, der an der Hochdruckturbine gearbeitet hat, strömt, und eine Niederdruckturbine, in die der Dampf, der in der Mitteldruckturbine gearbeitet hat, strömt, in der die Hochdruckturbine und die Mitteldruckturbine jeweils mit einem Heizabschnitt (siehe unten) versehen sind, der durch die Verbindung durch die Hochdruck- und Mitteldruckturbine gebildet wird, wobei die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage ferner ein Rohr zum Einströmen des an der Hochdruckturbine erzeugten Dampfs in den Heizabschnitt umfasst.
Weiterhin ist die Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie das Öffnen/Schließen von ersten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen, zweiten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, das vom Rohr abzweigt, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen und den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in einen Heizabschnitt strömen zu lassen, dritten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen und vierte Ventile, die an einem Rohr angeordnet sind, das von dem Rohr abzweigt, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen, und den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen, wobei die ersten Ventile, die dritten Ventile und die vierten Ventile in geschlossenem Zustand sind, während die zweiten Ventile bei einem Betrieb über einen ersten Lastbereich geöffnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und ein Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage vorzusehen, die nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Dampfturbine überwindet, um die Inbetriebnahmezeit zu verkürzen, sondern auch die Verschlechterung des Wirkungsgrades dieser Anlage zu unterdrücken.
Es ist zu beachten, dass die anderen als die oben dargestellten Fragen, Anordnungen und Auswirkungen gemäß der Erläuterung der folgenden Ausführungsformen geklärt werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
3 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht; und
4 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es ist anzumerken, dass gleiche oder ähnliche Merkmale mit den gleichen Referenzzeichen gekennzeichnet sind, bei denen bei Überschneidungen bestimmter Erklärungen in einigen Fällen solche Erklärungen weggelassen werden.
Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Kessel 20 zur Dampferzeugung, eine Hochdruckturbine (HP) 30, in die der vom Kessel 20 erzeugte Dampf strömt, eine Mitteldruckturbine (IP) 40, in die der Dampf (wieder aufgeheizter Dampf), der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitet hat, strömt, eine erste Niederdruckturbine (LP1) 60, in die der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt, einen Generator (GEN) 50, der von der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40 und/oder der ersten Niederdruckturbine 60 angetrieben wird und einen ersten Verflüssiger 80 zur Verflüssigung des in der ersten Niederdruckturbine 60 erzeugten Dampfes zu Wasser.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Hochdruckturbine 30, die Mitteldruckturbine 40, der Generator 50 und die erste Niederdruckturbine 60 in dieser Reihenfolge miteinander verbunden, können aber in der Reihenfolge Hochdruckturbine 30, Mitteldruckturbine 40, erste Niederdruckturbine 60 und Generator 50 miteinander verbunden sein.
Es ist zu beachten, dass die Hochdruckturbine 30, die Mitteldruckturbine 40 und die erste Niederdruckturbine 60 alle Dampfturbinen sind.
Dann wird in der Nähe der Radialwelle (Gehäuseflansch) der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 ein Gehäuseflanschheizabschnitt (Dampfrohr zum Erhitzen des Gehäuseflanschheizabschnitts, nachstehend als „Heizabschnitt“ bezeichnet) 700 gebildet. Diese Heizabschnitte 700 werden durch die Verbindung über die Hochdruckturbine 30 und die Mitteldruckturbine 40 gebildet. In diesen Heizabschnitt 700 strömt Dampf, wodurch die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper (oder Rotor) und dem stationären Körper (oder Gehäuse) der Hochdruckturbine 30 und die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper (oder Rotor) und dem stationären Körper (oder Gehäuse) der Mitteldruckturbine 40 überwunden wird, was zu einer erfolgreichen Verkürzung der Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage führt.
Weiterhin ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohr 800 (Hauptdampfzufuhrrohr) versehen, um den vom Kessel 20 erzeugten Dampf in die vordere Stufenseite der Hochdruckturbine 30 strömen zu lassen, ein Rohr 900 (Mitteldruckturbinen-Dampfzufuhrrohr), um den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf (wieder aufgeheizter Dampf) in die vordere Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 strömen zu lassen und ein Rohr 500 (Niederdruckturbine Dampfeintrittsrohr), um den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in die vordere Stufenseite der ersten Niederdruckturbine 60 (der aus der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ausströmt) strömen zu lassen).
Es ist zu beachten, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf durch den Kessel 20 aufgeheizt und der aufgeheizte Dampf in die Mitteldruckturbine 40 geleitet wird. Mit anderen Worten, das Rohr 900 verbindet die Hochdruckturbine 30, den Kessel 20 und die Mitteldruckturbine 40.
Weiterhin ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohr 200 (Zulaufrohr des Dampfes zum Heizen des Gehäuseflanschheizabschnitts) versehen, das von dem Rohr 900 abzweigt und den in der Hochdruckturbine 30 arbeitenden Dampf (wieder aufgeheizter Dampf) in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen lässt, ein Rohr 300 (ein Verflüssigungsrohr des Dampfes zum Heizen des Gehäuseflanschheizabschnitts), um den im Heizabschnitt 700 gearbeiteten Dampf in den ersten Verflüssiger 80 strömen zu lassen und ein Rohr 400 (Zulaufrohr des Dampfes zum Heizen des zweiten Gehäuseflanschheizabschnitts), das von dem Rohr 500 abzweigt und den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen lässt.
Kurz gesagt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine solche Einrichtung mit dem Rohr 200 versehen, um den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen zu lassen, in dem das Rohr 200 ein Rohr ist, das von dem Rohr 900 abzweigt, um den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömen zu lassen.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine solche Einrichtung mit dem Rohr 400 versehen, um den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen zu lassen, wobei das Rohr 400 ein Rohr ist, das von dem Rohr 500 abzweigt, damit der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf in die erste Niederdruckturbine 60 strömt.
Darüber hinaus ist eine solche Einrichtung mit einem Rohr 600 (Dampfzulaufrohr zum ersten Verflüssiger) versehen, damit der an der Mitteldruckturbine 40 arbeitende Dampf von der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 durch Umleiten der ersten Niederdruckturbine 60 in den ersten Verflüssiger 80 einströmt, um die Temperatur der Mitteldruckturbine 40 zu reduzieren.
Der durch das Rohr 200 strömende Dampf (Zulaufrohr des Dampfes zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts) ist Dampf (zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts) zur Beheizung des Heizabschnitts 700 (zur Beheizung des Gehäuseflansches); er strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ein und strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der vorderen Stufenseite der Hochdruckturbine 30 aus.
Kurz gesagt, das Rohr 200 ist mit dem Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 verbunden, um den in der Hochdruckturbine 30 arbeitenden Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen zu lassen.
Ebenso ist der durch das Rohr 400 strömende Dampf (Zulaufrohr des Dampfes zum Heizen des zweiten Gehäuseflanschheizabschnitts) Dampf (zum Heizen des Gehäuseflanschheizabschnitts) zum Heizen des Heizabschnitts 700 (zum Heizen des Gehäuseflansches); er strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ein und strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der vorderen Stufenseite der Hochdruckturbine 30 aus.
Kurz gesagt, das Rohr 400 zur Dampferzeugung an der Mitteldruckturbine 40 strömt in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 und ist mit dem Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 an der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 verbunden.
Auf diese Weise überwindet die Installation der Rohre 200 und 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, d.h. der durch die Rohre 200 und 400 strömende Dampf die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Hochdruckturbine 30 und die thermische Dehnungsdifferenz zwischen diesen Körpern der Mitteldruckturbine 40, um die Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage erfolgreich zu verkürzen. Durch die Nutzung des von der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage erzeugten Dampfes oder durch den Verzicht auf eine andere Versorgungsquelle zur Einspeisung (Erzeugung) des Dampfes zur Überwindung dieser thermischen Dehnungsdifferenz im Sinne der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage ist es dann nicht erforderlich, die Energie zur Einspeisung dieses Dampfes zu erhöhen und damit den Wirkungsgrad dieser Anlage erfolgreich vor einer Verschlechterung zu schützen.
Darüber hinaus umfasst die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform am Rohr 800 Ventile M (Hauptdampfabsperrventil (MSV) 1 und Hauptdampfmengensteuerventil (MCV) 2), um die Menge des in die Hochdruckturbine 30 strömenden Dampfes einzustellen, Ventile A (erste Ventile oder Mitteldruckturbinen-Einströmdampfabsperrventil (ASV) 3 und Mitteldruckturbinen-Zulaufdampfmengensteuerventil (ACV) 4, die nach dem Abzweig des Rohres 900 an einem zur Mitteldruckturbine 40 führenden Rohr angeordnet sind), um die Menge des in die Mitteldruckturbine 40 nach dem Abzweig des Rohres 900 strömenden Dampfes einzustellen und die Ventile E (dritte Ventile oder Niederdruckturbinen-Einströmdampfabsperrventil (ESV) 10 und Niederdruckturbinen-Einströmdampfmengensteuerventil (ECV) 11, die an einem Rohr zur ersten Niederdruckturbine 60 nach dem Abzweig des Rohres 500 angeordnet sind), um die Menge des in die erste Niederdruckturbine 60 nach dem Abzweig des Rohres 500 strömenden Dampfes einzustellen.
Zusätzlich umfasst die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform am Rohr 200 Ventile B (zweite Ventile oder erstes Gehäuseflansch-Einströmdampfabsperrventil (BSV) 5 und erstes Gehäuseflansch-Zulaufdampfmengensteuerventil (BCV) 6, die am Rohr 200 angeordnet sind, das vom Rohr 900 abzweigt und zum Heizabschnitt 700 führt), um die Dampfmenge (Dampf zum Heizen des Gehäuseflanschheizabschnitts) einzustellen, die in den Heizabschnitt 700 strömt, Rohr 400 Ventile C (vierte Ventile oder zweites Gehäuseflansch-Zulaufdampfabsperrventil (CSV) 7 und zweites Gehäuseflansch-Zulaufdampfmengensteuerventil (CCV) 8, die am Rohr 400 angeordnet sind, das vom Rohr 500 abzweigt und zum Heizabschnitt 700 führt), um die Dampfmenge (Dampf zum Heizen des Gehäuseflanschheizabschnitts) einzustellen, die in den Heizabschnitt 700 strömt und am Rohr 600 Ventil D (Mitteldruckablaufdampf-(Vakuum-)Absperrventil (DSV) 9) zum Ein- und Ausschalten des in den ersten Verflüssiger 80 strömenden Dampfes.
Kurz gesagt, die ersten Ventile (Ventile A) sind am Rohr 900 (nach dem Abzweig) angeordnet, damit der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömt, die zweiten Ventile (Ventile B) sind am Rohr 200 angeordnet, das vom Rohr 900 abzweigt, damit der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömt und der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in den Heizabschnitt 700 strömt, die dritten Ventile (Ventile E) am Rohr 500 (nach dem Abzweig) angeordnet sind, um den Dampf in der Mitteldruckturbine 40 in die erste Niederdruckturbine 60 strömen zu lassen und die vierten Ventile (Ventile C) am Rohr 400 angeordnet sind, das von Rohr 500 abzweigt, um den Dampf in der Mitteldruckturbine 40 in die erste Niederdruckturbine 60 strömen zu lassen und den Dampf in der Mitteldruckturbine 40 in den Heizabschnitt 700 strömen zu lassen.
Die Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie folgt, bei der das Verfahren zur Handhabung des Öffnens/Schließens der Ventile dargestellt wird.
Beim Betrieb im Niederlastbereich (erster Bereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile A, C und E im geschlossenen Zustand befinden, während sich die Ventile B, D und M im geöffneten Zustand befinden.
Aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) strömt Dampf in die Hochdruckturbine 30 und der Generator 50 wird mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30 angetrieben.
Der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt und der erhitzte Dampf strömt durch das Rohr 200, um in den Heizabschnitt 700 zu fließen) (in dem die Ventile A geschlossen sind, während die Ventile B geöffnet sind).
Anschließend wird der in den Heizabschnitt strömende Dampf zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts des Heizabschnitts 700 am Gehäuseflansch der Hochdruckturbine 30 bzw. der Mitteldruckturbine 40 genutzt. Danach strömt der Dampf, der zur Beheizung der Gehäuseflanschs verwendet wurde und dessen Temperatur gesenkt wurde, durch das Rohr 300, um in den ersten Verflüssiger 80 zu fließen und zu Wasser zu kondensieren.
Beim Betrieb über den niedrigen bis mittleren Lastbereich (der zweite Lastbereich ist höher als der erste Lastbereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile M im geöffneten Zustand befinden, die Ventile A und die Ventile C vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand übergehen, die Ventile B und das Ventil D vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen und die Ventile E im geschlossenen Zustand sind.
Der Dampf strömt aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) in die Hochdruckturbine 30 und der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt, um durch das Rohr 900 (in dem die Ventile A geöffnet werden, während die Ventile B geschlossen sind) zu strömen und in die Mitteldruckturbine 40 zu strömen, wodurch die Hochdruckturbine 30 und die Mitteldruckturbine 40 angetrieben werden, was zum Antrieb des Generators 50 führt.
Der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt durch das Rohr 400 (in dem die Ventile C geöffnet sind, während die Ventile E geschlossen sind), um in den Heizabschnitt 700 zu strömen.
Dieser Dampf wird dann zur Erhitzung der Gehäuseflanschheizabschnitte der Heizstrecken 700 am Gehäuseflansch der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 verwendet. Danach strömt der Dampf, der zur Beheizung des Gehäuseflanschs verwendet wurde und dessen Temperatur gesenkt wurde, durch das Rohr 300, um in den ersten Verflüssiger 80 zu strömen und zu Wasser zu kondensieren.
Beim Betrieb über den mittleren Lastbereich (der dritte Lastbereich ist höher als der zweite Lastbereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile A und die Ventile M im geöffneten Zustand befinden, die Ventile C vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen, die Ventile E vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand übergehen und die Ventile B und das Ventil D im geschlossenen Zustand sind.
Dampf strömt aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) in die Hochdruckturbine 30, der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt, der erhitzte Dampf strömt durch das Rohr 900 (in dem die Ventile A geöffnet sind, während die Ventile B geschlossen sind), um in die Mitteldruckturbine 40 zu strömen, der in der Mitteldruckturbine 40 arbeitende Dampf strömt durch das Rohr 500 (in dem die Ventile C geschlossen sind, während die Ventile E geöffnet sind), um in die erste Niederdruckturbine 60 zu strömen, wodurch die Hochdruckturbine 30, die Mitteldruckturbine 40 und die erste Niederdruckturbine 60 angetrieben werden, was zum Antrieb des Generators 50 führt und der in der ersten Niederdruckturbine 60 gearbeitete Dampf strömt in den ersten Verflüssiger 80, um zu Wasser kondensiert zu werden.
Es ist zu beachten, dass beim Betrieb im mittleren Lastbereich darüber hinaus der Dampf zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts nicht in den Heizabschnitt 700 des Gehäuseflansches an der Hochdruckturbine 30 bzw. der Mitteldruckturbine 40 strömt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und eine Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage vorzusehen, die nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz (am Heizabschnitt 700) zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Turbine überwindet, um die Inbetriebnahmezeit dieser Anlage zu verkürzen, sondern auch den Wirkungsgrad dieser Anlage vor einer Verschlechterung zu bewahren.
Zweite Ausführungsform
2 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage nach einer zweiten Ausführungsform darstellt.
Die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Kessel 20 zur Dampferzeugung, eine Hochdruckturbine (HP) 30, in die der vom Kessel 20 erzeugte Dampf strömt, eine Mitteldruckturbine (IP) 40, in die der Dampf, der an der Hochdruckturbine 30 gearbeitet hat, strömt, eine erste Niederdruckturbine (LP1) 60, in die der Dampf der an der Mitteldruckturbine 40 gearbeitet hat, strömt, einen Generator (GEN) 50, der von der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40 und/oder der ersten Niederdruckturbine 60 angetrieben wird und einen ersten Verflüssiger 80 zum Kondensieren des in der ersten Niederdruckturbine 60 gearbeiteten Dampfes zu Wasser.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf nicht durch den Kessel 20 aufgeheizt wird, sondern direkt in die Mitteldruckturbine 40 strömt. Kurz gesagt, das Rohr 900 verbindet die Hochdruckturbine 30 und die Mitteldruckturbine 40.
Es ist zu beachten, dass die anderen Rohre die gleichen sind wie die der ersten Ausführungsform und die Stellen, an denen die Ventile angeordnet sind, die gleichen wie die der ersten Ausführungsform sind.
Darüber hinaus ist die Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform.
Auf diese Weise bringen die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und die Arbeitsweise einer solchen Anlage nach der vorliegenden Ausführungsform die gleichen vorteilhaften Effekte wie die der Gegenstücke nach der ersten Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
3 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
Die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Kessel 20 zur Dampferzeugung, eine Hochdruckturbine (HP) 30, in die der von Kessel 20 erzeugte Dampf strömt, eine Mitteldruckturbine (IP) 40, in die der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf (wieder aufgeheizter Dampf) strömt, eine erste Niederdruckturbine (LP1) 60, in die der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf einströmt und eine zweite Niederdruckturbine (LP2) 70, in die der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf einströmt, einen Generator (GEN) 50, der von der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40, der ersten Niederdruckturbine 60 und/oder der zweiten Niederdruckturbine (LP2) 70 angetrieben wird, einen ersten Verflüssiger 80 zum Kondensieren des in der ersten Niederdruckturbine 60 in Wasser gearbeiteten Dampfes und einen zweiten Verflüssiger 90 zum Kondensieren des in der zweiten Niederdruckturbine 70 gearbeiteten Dampfes zu Wasser.
Weiterhin ist zwischen der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 eine Kupplung 100 angeordnet. Der Kupplungszustand zwischen der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 wird mit dieser Kupplung 100 ein- und ausgeschaltet.
Es ist zu beachten, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Hochdruckturbine 30, die Mitteldruckturbine 40, der Generator 50, die erste Niederdruckturbine 60 und die zweite Niederdruckturbine 70 in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind.
Es ist zu beachten, dass die Hochdruckturbine 30, die Mitteldruckturbine 40, die erste Niederdruckturbine 60 und die zweite Niederdruckturbine 70 alle Dampfturbinen sind.
Dann wird in der Nähe der Radialwelle (Gehäuseflansch) der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 ein Gehäuseflansch-Heizabschnitt (Dampfrohr zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts, im Folgenden in einigen Fällen nur als „Heizabschnitt“ bezeichnet) 700 gebildet. Diese Heizabschnitte 700 werden durch die Verbindung über die Hochdruckturbine 30 und die Mitteldruckturbine 40 gebildet. Dampf strömt in die Heizabschnitte 700, wodurch die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper (Rotor) und dem stationären Körper (Gehäuse) der Hochdruckturbine 30 und die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper (Rotor) und dem stationären Körper (Gehäuse) der Mitteldruckturbine 40 überwunden wird. Dadurch kann die Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage verkürzt werden.
Weiterhin ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohr 800 (Hauptdampfzulaufrohr) versehen, um den vom Kessel 20 erzeugten Dampf in die vordere Stufenseite der Hochdruckturbine 30 strömen zu lassen, ein Rohr 900 (Mitteldruckturbinendampfzulaufrohr), um den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf (wieder aufgeheizter Dampf) in die vordere Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 (der Dampf wird aus der hinteren Stufenseite der Hochdruckturbine 30 ausgegeben) strömen zu lassen, und ein Rohr 500 (Niederdruckturbinendampfzulaufrohr), um den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in die vordere Stufenseite der ersten Niederdruckturbine 60 und/oder die vordere Stufenseite der zweiten Niederdruckturbine 70 (die aus der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ausströmt) strömen zu lassen).
Es ist zu beachten, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf durch den Kessel 20 wieder erhitzt wird und dieser erhitzte Dampf in die Mitteldruckturbine 40 geleitet wird. Kurz gesagt, das Rohr 900 verbindet die Hochdruckturbine 30, den Kessel 20 und die Mitteldruckturbine 40.
Darüber hinaus ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohr 200 (Zulaufrohr des Dampfes zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts) vorgesehen, das vom Rohr 900 abzweigt und den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf (wieder aufgeheizter Dampf) in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen lässt, einem Rohr 300 (Verflüssigungsrohr des Dampfes zum Erhitzen des Gehäuseflanschheizabschnitts), um den im Heizabschnitt 700 gearbeiteten Dampf in den ersten Verflüssiger 80 strömen zu lassen und einem Rohr 400 (Zulaufrohr des Dampfes zum Erhitzen des zweiten Gehäuseflanschheizabschnitts), das vom Rohr 500 abzweigt und den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 einströmen lässt.
Kurz gesagt, die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit dem Rohr 200 versehen, damit der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömt, in dem das Rohr 200 einem vom Rohr 900 abgezweigten Rohr entspricht, um den an der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömen zu lassen.
Weiterhin ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem Rohr 400 vorgesehen, damit der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömt, in dem das Rohr 400 einem vom Rohr 500 abgezweigten Rohr entspricht, damit der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf in die erste Niederdruckturbine 60 und/oder die zweite Niederdruckturbine 70 strömt.
Um einen Temperaturanstieg der Mitteldruckturbine 40 zu unterdrücken, ist die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Rohr 600 (erstes Verflüssigerzulaufrohr) versehen, damit der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf von der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 durch Umleitung der ersten Niederdruckturbine 60 in den ersten Verflüssiger 80 strömt.
Der durch das Rohr 200 strömende Dampf (Zulaufrohr des Dampfes zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts) ist Dampf (der Dampf zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts) zur Beheizung des Heizabschnitts 700 (zur Beheizung des Gehäuseflansches) und strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ein und aus dem Heizabschnitt 700 auf der vorderen Stufenseite der Hochdruckturbine 30 aus.
Kurz gesagt, das Rohr 200 ist mit dem Heizabschnitt (Gehäuseflansch) auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 verbunden, um den in der Hochdruckturbine 30 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 strömen zu lassen.
Ebenso ist der durch das Rohr 400 strömende Dampf (Zulaufrohr des Dampfes zur Erhitzung des zweiten Gehäuseflanschheizabschnitts) Dampf (der Dampf zur Erwärmung des Gehäuseflanschheizabschnitts) zur Erhitzung des Heizabschnitts 700 (zur Erwärmung des Gehäuseflansches) und strömt aus dem Heizabschnitt 700 auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 ein und aus dem Heizabschnitt 700 auf der vorderen Stufenseite der Hochdruckturbine 30 aus.
Kurz gesagt, das Rohr 400 ist mit dem Heizabschnitt (Gehäuseflansch) auf der hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine 40 verbunden, um den an der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt (Gehäuseflansch) 700 fließen zu lassen.
Somit ermöglicht die Anordnung der Rohre 200 und 400 oder das Vorhandensein des durch die Rohre 200 und 400 strömenden Dampfes die Überwindung der thermischen Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Hochdruckturbine 30 und der thermischen Dehnungsdifferenz zwischen diesen Körpern der Mitteldruckturbine 40, was zu einer Verkürzung der Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage führt. Durch die Nutzung des von der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage erzeugten Dampfes oder durch den Verzicht auf eine andere Versorgungsquelle zur Einspeisung (Erzeugung) des Dampfes zur Überwindung dieser thermischen Dehnungsdifferenz im Sinne der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage ist es dann nicht erforderlich, die Energie zur Einspeisung dieses Dampfes zu erhöhen und damit den Wirkungsgrad dieser Anlage erfolgreich vor einer Verschlechterung zu schützen.
Weiterhin ist für die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen: am Rohr 800 mit Ventilen M (Hauptdampfabsperrventil (MSV) 1 und Hauptdampfmengensteuerventile (MCV) 2) zur Einstellung der Menge des in die Hochdruckturbine 30 strömenden Dampfes; Ventile A (erste Ventile):

Mitteldruckturbinendampfabsperrventil (ASV) 3 und Mitteldruckturbinendampfmengensteuerventil (ACV) 4, die auf einem Rohr angeordnet sind, das nach dem Abzweig des Rohres 900 an die Mitteldruckturbine 40 geleitet wird, um die Menge des in die Mitteldruckturbine 40 nach dem Abzweig des Rohres 900 strömenden Dampfes einzustellen;
Ventile E (dritte Ventile:
- Niederdruckturbinendampfabsperrventil (ESV) 10 und Niederdruckturbinendampfmengensteuerventil (ECV) 11, die auf einem Rohr angeordnet sind, das nach dem Abzweig des Rohres 500 an die erste Niederdruckturbine 60 geleitet wird, um die Menge des in die erste Niederdruckturbine 60 strömenden Dampfes nach dem Abzweig des Rohres 500 einzustellen; und die Ventile F (zweites Niederdruckturbinen-Einströmdampf-(Crossover-) Absperrventil (FSV) 12 und zweites Niederdruckturbinen-Einströmdampfmengen-(Crossover-)Steuerventil (FCV) 13) zum Einstellen der Dampfmenge, die in die zweite Niederdruckturbine 70 strömt.

Es ist zu beachten, dass die Ventile F dazu bestimmt sind, die Menge des in die zweite Niederdruckturbine 70 strömenden Dampfes einzustellen und die Verteilung des Dampfes zwischen der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 zu unterbrechen, insbesondere in einem Fall, in dem der in die erste Niederdruckturbine 60 strömende Dampf kleiner in der Menge ist, wodurch der Zustand, in dem der in die erste Niederdruckturbine 60 strömende Dampf kleiner in der Menge ist, erfolgreich verhindert wird.
Weiterhin ist für die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen: am Rohr 200, mit Ventilen B (zweite Ventile: erstes Gehäuseflanschzulauf-Dampfabsperrventil (BSV) 5 und erstes Gehäuseflanschzulauf-Dampfmengensteuerventil (BCV) 6, die am Rohr 200 angeordnet sind und nach dem Abzweig des Rohres 900 an den Heizabschnitt 700 geleitet werden), um die Menge des in den Heizabschnitt (den Dampf zum Erhitzen des Gehäuseflanschheizabschnitts) strömenden Dampfes anzupassen; am Rohr 400 mit Ventilen C (vierte Ventile): zweites Gehäuseflanschzulauf-Dampfabsperrventil (CSV) 7 und zweites Gehäuseflanschzulauf-Dampfmengensteuerventil (CCV) 8, die am Rohr 400 angeordnet sind, das nach dem Abzweig des Rohres 500 zum Heizabschnitt 700 führt), um die Menge des in den Heizabschnitt 700 strömenden Dampfes einzustellen; und am Rohr 600, mit einem Ventil D (Dampfabsperrventil (DSV) 9), um den in den ersten Verflüssiger 80 strömenden Dampf ein- und auszuschalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die ersten Ventile (Ventile A) am Rohr 900 (nach Abzweig) angeordnet sind, damit der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömt, die zweiten Ventile (Ventile B) am Rohr 200, das vom Rohr 900 abzweigt, damit der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in die Mitteldruckturbine 40 strömt und der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf in den Heizabschnitt 700 strömt, die dritten Ventile (Ventile E) am Rohr 500 (nach Abzweig) angeordnet sind, um den Dampf an der Mitteldruckturbine 40 in die erste Niederdruckturbine 60 und/oder die zweite Niederdruckturbine 70 strömen zu lassen und die vierten Ventile (Ventile C) am Rohr 400 angeordnet sind, das vom Rohr 500 abzweigt, um den Dampf in der Mitteldruckturbine 40 in die erste Niederdruckturbine 60 und/oder die zweite Niederdruckturbine 70 strömen zu lassen, und die den Dampf in der Mitteldruckturbine 40 in den Heizabschnitt 700 strömen lassen.
Die Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie folgt, bei der das Verfahren zur Manipulation des Öffnens/Schließens der Ventile dargestellt wird.
Beim Betrieb im Niederlastbereich (erster Bereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile A, C und E im geschlossenen Zustand befinden, während sich die Ventile B, D, F und M im geöffneten Zustand befinden.
Aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) strömt Dampf in die Hochdruckturbine 30 und der Generator 50 wird mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30 angetrieben.
Der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt, und der erhitzte Dampf strömt durch das Rohr 200 (in dem die Ventile A geschlossen sind, während die Ventile B geöffnet sind), um in den Heizabschnitt 700 zu strömen.
Anschließend wird der in den Heizabschnitt strömende Dampf zur Beheizung des Gehäuseflanschheizabschnitts des Heizabschnitts 700 an den Gehäuseflansch der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 genutzt. Danach strömt der Dampf, der zur Beheizung des Gehäuseflanschs verwendet wurde und dessen Temperatur gesenkt wurde, durch das Rohr 300, um in den ersten Verflüssiger 80 zu strömen und zu Wasser zu kondensieren.
Beim Betrieb über den niedrigen bis mittleren Lastbereich (der zweite Lastbereich ist höher als der erste Lastbereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile M im geöffneten Zustand befinden, die Ventile A und die Ventile C vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand übergehen, die Ventile B und das Ventil D vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen und die Ventile E und die Ventile F im geschlossenen Zustand sind.
Dampf strömt aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) in die Hochdruckturbine 30, der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt, um durch das Rohr 900 (in dem die Ventile A geöffnet sind, während die Ventile B geschlossen sind) zu strömen und in die Mitteldruckturbine 40 zu strömen und der Generator 50 wird mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 angetrieben.
Der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt durch das Rohr 400 (in dem die Ventile C geöffnet sind, während die Ventile E geschlossen sind), um in den Heizabschnitt 700 zu strömen.
Anschließend wird der in den Heizabschnitt strömende Dampf zur Beheizung der Gehäuseflanschheizabschnitte der Heizabschnitte 700 am Gehäuseflansch der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 genutzt. Danach strömt der Dampf, der zur Beheizung der Gehäuseflanschs des Heizabschnitts 700 verwendet wurde und dessen Temperatur gesenkt wurde, durch das Rohr 300, um in den ersten Verflüssiger 80 zu strömen und zu Wasser zu kondensieren.
Beim Betrieb über den mittleren Lastbereich (der dritte Lastbereich ist höher als der zweite Lastbereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile A und die Ventile M im geöffneten Zustand befinden, die Ventile C vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand übergehen, die Ventile E vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand übergehen und die Ventile B, das Ventil D und die Ventile F im geschlossenen Zustand sind.
Dampf strömt aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) in die Hochdruckturbine 30, der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird durch den Kessel 20 wieder erhitzt, der wieder erhitzte Dampf strömt durch das Rohr 900 (in dem die Ventile A geöffnet sind, während die Ventile B geschlossen sind), um in die Mitteldruckturbine 40 zu strömen, der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf durchströmt das Rohr 500 (in dem die Ventile C geschlossen sind, die Ventile E geöffnet sind und die Ventile F geschlossen sind), um in die erste Niederdruckturbine 60 zu strömen, der Generator 50 mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40 und der ersten Niederdruckturbine 60 angetrieben wird und der in der ersten Niederdruckturbine 60 gearbeitete Dampf in den ersten Verflüssiger 80 strömt, um zu Wasser zu kondensieren.
Es ist zu beachten, dass im Betrieb über einen solchen mittleren Lastbereich der Dampf zur Beheizung der Gehäuseflanschheizabschnitte nicht zu den Heizabschnitten 700 an den Gehäuseflanschs der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 strömt.
Beim Betrieb über den hohen Lastbereich (der vierte Lastbereich ist höher als der dritte Lastbereich) ist vorgesehen, dass sich die Ventile A, die Ventile E und die Ventile M im geöffneten Zustand befinden: die Ventile F gehen vom geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand über und die Ventile B, die Ventile C und das Ventil D sind im geschlossenen Zustand.
Dampf strömt aus dem Kessel 20 (in dem die Ventile M geöffnet sind) in die Hochdruckturbine 30, der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf wird vom Kessel 20 wieder erhitzt, um durch das Rohr 900 (in dem die Ventile A geöffnet sind, während die Ventile B geschlossen sind) zu strömen, um in die Mitteldruckturbine 40 zu strömen, der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt durch das Rohr 500 (in dem die Ventile C geschlossen sind, die Ventile E geöffnet sind und die Ventile F geöffnet sind), um in die erste Niederdruckturbine 60 und die zweite Niederdruckturbine 70 zu strömen, der Generator 50 wird mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40, der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 angetrieben und der in der ersten Niederdruckturbine 60 gearbeitete Dampf fließt in den ersten Verflüssiger 80, um zu Wasser zu kondensieren, während der in der zweiten Niederdruckturbine 70 gearbeitete Dampf in den zweiten Verflüssiger 90 fließt, um zu Wasser zu kondensieren.
Daraufhin wird als Referenz der Kupplungszustand zwischen der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 eingeschaltet, wobei die Kupplung 100 zwischen der ersten Niederdruckturbine 60 und der zweiten Niederdruckturbine 70 angeordnet ist.
Es ist zu beachten, dass auch im Betrieb über einen so hohen Lastbereich der Dampf zur Beheizung der Gehäuseflanschheizabschnitte nicht zu den Heizabschnitten 700 an den Gehäuseflansch der Hochdruckturbine 30 und der Mitteldruckturbine 40 strömt.
Es ist zu beachten, dass das Rohr 500 einem Crossover (XO) Rohr entspricht, um den in der Mitteldruckturbine 40 gearbeiteten Dampf in die vordere Stufenseite der ersten Niederdruckturbine 60 und/oder in die vordere Stufenseite der zweiten Niederdruckturbine 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform strömen zu lassen.
Auf diese Weise ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und ein Arbeitsweise einer solchen Kraftwerksanlage vorzusehen, die nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz (am Heizabschnitt 700) zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper der Turbine überwinden, um die Inbetriebnahmezeit einer solchen Anlage zu verkürzen, sondern auch den Wirkungsgrad einer solchen Anlage vor Verschleiß zu schützen.
Vierte Ausführungsform
4 ist eine schematische Darstellung der Struktur der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß einer vierten Ausführungsform.
Die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Kessel 20 zur Dampferzeugung, eine Hochdruckturbine (HP) 30, in die der von der Kessel 20 erzeugte Dampf strömt, eine Mitteldruckturbine (IP) 40, in die der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf strömt, eine erste Niederdruckturbine (LP1) 60, in die der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt, und eine zweite Niederdruckturbine (LP2) 70, in die der in der Mitteldruckturbine 40 gearbeitete Dampf strömt, einen Generator (GEN) 50, der mit dem Antrieb der Hochdruckturbine 30, der Mitteldruckturbine 40, der ersten Niederdruckturbine 60 und/oder der zweiten Niederdruckturbine 70 angetrieben wird, einen ersten Verflüssiger 80 zum Kondensieren des an der ersten Niederdruckturbine 60 gearbeiteten Dampfes zu Wasser und einen zweiten Verflüssiger 90 zum Kondensieren des an der zweiten Niederdruckturbine 70 gearbeiteten Dampfes zu Wasser.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform dadurch, dass der in der Hochdruckturbine 30 gearbeitete Dampf nicht vom Kessel 20 aufgeheizt wird, sondern direkt in die Mitteldruckturbine 40 strömt. Mit anderen Worten, das Rohr 900 verbindet die Hochdruckturbine 30 und die Mitteldruckturbine 40.
Es ist zu beachten, dass die anderen Rohre die gleichen sind wie die der dritten Ausführungsform. Außerdem sind die Stellen, an denen die Ventile angeordnet sind, die gleichen wie die der dritten Ausführungsform.
Darüber hinaus ist die Arbeitsweise der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage nach der vorliegenden Ausführungsform die gleiche wie die nach der dritten Ausführungsform.
Somit bringt die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage und die Betriebsmethode einer solchen Kraftwerksanlage nach der vorliegenden Ausführungsform auch die gleichen vorteilhaften Effekte wie die der Gegenanlage und die Gegenbetriebsmethode einer solchen Anlage gemäß der dritten Ausführungsform.
Wie beschrieben, werden gemäß den vorstehenden Ausführungsformen die Flanschabschnitte (Heizabschnitte) des Turbinengehäuses mit dem Dampf (zur Beheizung der Gehäuseflanschheizabschnitte) erhitzt (die Gehäuseflanschs werden erhitzt). Durch die Nutzung des aus der Hochdruckturbine oder der Mitteldruckturbine abgeleiteten Dampfes ist es dann möglich, nicht nur die Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage (über den Schwachlastbereich und den unteren bis mittleren Lastbereich) zu verkürzen, sondern auch den Wirkungsgrad einer solchen Anlage vor einer Verschlechterung zu schützen.
Weiterhin ist gemäß den vorstehenden Ausführungsformen die effiziente Kombination der Dampfturbinen je nach Dampfmenge (je nach Lastbereich) und dem in der Hochdruckturbine oder der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf höherer Temperatur (übermäßiger Dampf) zur Beheizung der Gehäuseflanschheizabschnitte im unteren Lastbereich und mittleren Lastbereich effektiv nutzbar, was erfolgreich dazu führt, die Inbetriebnahmezeit der Dampfturbinen-Kraftwerksanlage zu verkürzen und den Wirkungsgrad dieser Anlage vor Verschleiß zu schützen.
Mit anderen Worten, die Gegenmaßnahmen gegen die Wellenschwingungen und der Kontakt zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper aufgrund der thermischen Dehnungsdifferenz zwischen diesen Körpern im Anfahrvorgang (über den unteren Lastbereich und den unteren bis mittleren Lastbereich) der Dampfturbinen führen zu einer Verzögerung der Anlaufzeit der Dampfturbinen, unter welchen Umständen oder um die Anlaufzeit zu verkürzen, es wichtig war, die thermische Dehnungsdifferenz zwischen diesen Körpern so früh wie möglich zu überwinden. Gemäß den obigen Ausführungsformen ist es durch Erhitzen des stationären Körpers (insbesondere der Gehäuseflansche, die ein relativ größeres Volumen im Gehäuse einnehmen), das im Laufe der Zeit langsamer in der Temperaturerhöhung ist als der rotierende Körper im Anfahrprozess der Dampfturbinen, möglich, nicht nur die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper zu überwinden, sondern auch die Anlaufzeit der Dampfturbinen von Verzögerungen zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, den Dampf, mit dem die thermische Dehnungsdifferenz zwischen dem rotierenden Körper und dem stationären Körper überwunden werden kann, von außen zu speisen, sondern den Dampf aus der einen geschlossenen Dampfturbinen-Kraftwerksanlage zu speisen, um den Wirkungsgrad dieser Anlage auch bei Erhitzung der Gehäuseflanschsche intakt zu halten.
Darüber hinaus ist die Niederdruckturbine gemäß den vorstehenden Ausführungsformen im Niederleistungsbetrieb (beim Anfahren der Dampfturbinen), da kein Dampf in die Niederdruckturbine (die erste Niederdruckturbine 60 und/oder die zweite Niederdruckturbine 70) strömt, deren Schaufeln größer sind, unempfindlich gegenüber dem Einströmen des Dampfes (entsprechend ihrer Strömungsgeschwindigkeit und Durchflussmenge). Kurz gesagt, es gibt keinen Fall, in dem die Schaufeln beschädigt werden, z.B. durch den Dampfstrom, der sich von den Oberflächen der Schaufeln der Niederdruckturbine löst, oder es gibt keinen Fall, in dem die Leistung der Niederdruckturbine beeinträchtigt wird.
Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen ist die Manipulation der Ventile zum Zwecke der stabilen Einspeisung von elektrischer Energie auf einen so breiten Bereich wie die Abdeckung von geringer bis hoher Last ausgelegt, dass in jedem dieser Bereiche die Leistung jeder Dampfturbine intakt gehalten werden kann. Durch die Verkürzung der Anlaufzeit und die Unterdrückung des Wirkungsgrades der Kraftwerksanlage vor einer Verschlechterung ist es dann möglich, die Leistung jeder Dampfturbine über einen so weiten Bereich wie die Abdeckung vom Niedriglastbereich bis zum Hochlastbereich intakt zu halten.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf verschiedene Weise modifiziert werden kann. Die oben genannten Ausführungsformen werden hierin beispielsweise im Detail dargestellt, um den Fachleuten das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, sodass die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf diejenigen mit allen hierin dargestellten Merkmalen beschränkt ist. Weiterhin können einige der Merkmale gemäß einer bestimmten Ausführungsform durch die der anderen Ausführungsformen ersetzt werden. Gleichzeitig können die Merkmale der anderen Ausführungsformen zu denen einer bestimmten Ausführungsform hinzugefügt werden.
Liste der Referenzzeichen

1:: Hauptdampfabsperrventil
2:: Hauptdampfmengensteuerventil
3:: Mitteldruckturbinen-Zulaufdampfabsperrventil
4:: Mitteldruckturbinen-Zulaufdampfmengensteuerventil
5:: Gehäuseflansch-Zulaufdampfabsperrventil
6:: Gehäuseflansch-Zulaufdampfmengensteuerventil
7:: Gehäuseflansch-Zulaufdampfabsperrventil
8:: Gehäuseflansch-Zulaufdampfmengensteuerventil
9:: Mitteldruckturbinen-Auslaufdampfabsperrventil
10:: Niederdruckturbinen-Zulaufdampfabsperrventil
11:: Niederdruckturbinen-Zulaufdampfmengensteuerventil
12:: Zweites Niederdruckturbinen-Zulaufdampfabsperrventil
13:: Zweites Niederdruckturbinen-Zulaufdampfmengensteuerventil
20:: Kessel
30:: Hochdruckturbine
40:: Mitteldruckturbine
50:: Generator
60:: Erste Niederdruckturbine
70:: Zweite Niederdruckturbine
80:: Erster Verflüssiger
90:: Zweiter Verflüssiger
100:: Kupplung
700:: Heizabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 200825429 [0003, 0004]

Claims

Dampfturbinen-Kraftwerksanlage umfassend: einen Kessel zur Dampferzeugung; eine Hochdruckturbine, in die der vom Kessel erzeugte Dampf strömt; eine Mitteldruckturbine, in die der in der Hochdruckturbine gearbeitete Dampf strömt; und eine Niederdruckturbine, in die der in der Mitteldruckturbine gearbeitete Dampf strömt, wobei die Hochdruckturbine und die Mitteldruckturbine jeweils mit einem Heizabschnitt versehen sind, der über die Hochdruckturbine und die Mitteldruckturbine verbunden ist, die Dampfturbinen-Kraftwerksanlage ferner umfassend ein Rohr, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 1, wobei das Rohr des in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampfes in den Heizabschnitt strömt und mit dem Heizabschnitt auf einer hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine verbunden ist.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 2, ferner umfassend ein Rohr, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen, wobei das Rohr, um den Dampf, der in der Hochdruckturbine gearbeitet wird, in den Heizabschnitt zu bringen, ein Rohr ist, das von dem Rohr abzweigt, um den Dampf, der in der Hochdruckturbine gearbeitet wird, in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Rohr, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 4, wobei das Rohr des in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampfes in den Heizabschnitt strömt und mit dem Heizabschnitt auf einer hinteren Stufenseite der Mitteldruckturbine verbunden ist.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 5, ferner umfassend ein Rohr, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen, wobei das Rohr, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen, ein vom Rohr abgezweigtes Rohr ist, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 3, wobei das Rohr zur Dampferzeugung in der Hochdruckturbine in die Mitteldruckturbine strömt und das Rohr, das vom Rohr abzweigt, um den Dampf in der Hochdruckturbine in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen und den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen, jeweils mit einem Ventil zum Einstellen einer Dampfmenge versehen ist.
Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 7, wobei das Rohr zur Dampfbearbeitung an der Mitteldruckturbine in die Niederdruckturbine strömt und das Rohr, das vom Rohr abzweigt, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen, und den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen, jeweils mit einem Ventil zum Einstellen einer Dampfmenge versehen ist.
Arbeitsweise einer Dampfturbinen-Kraftwerksanlage zur Manipulation des Öffnens/Schließens von ersten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, um den in einer Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in eine Mitteldruckturbine strömen zu lassen, zweiten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, das vom Rohr abzweigt, um den in der Hochdruckturbine gearbeiteten Dampf in die Mitteldruckturbine strömen zu lassen und den Dampf an der Hochdruckturbine in einen Heizabschnitt strömen zu lassen, dritten Ventilen, die an einem Rohr angeordnet sind, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiten Dampf in eine Niederdruckturbine strömen zu lassen und vierte Ventile, die am Rohr angeordnet sind, das vom Rohr abzweigt, um den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in die Niederdruckturbine strömen zu lassen und den in der Mitteldruckturbine gearbeiteten Dampf in den Heizabschnitt strömen zu lassen, wobei die ersten Ventile, die dritten Ventile und die vierten Ventile in geschlossenem Zustand sind, während die zweiten Ventile in geöffnetem Zustand unter einem Betrieb über einen ersten Lastbereich sind.
Arbeitsweise einer Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 9, wobei die ersten Ventile und die vierten Ventile im geöffneten Zustand sind, während die zweiten Ventile und die dritten Ventile im geschlossenen Zustand unter einem Betrieb über einen zweiten Lastbereich sind, dessen Last größer als der erste Lastbereich ist.
Arbeitsweise einer Dampfturbinen-Kraftwerksanlage gemäß Anspruch 10, wobei die ersten Ventile und die dritten Ventile im geöffneten Zustand sind, während die zweiten Ventile und die vierten Ventile im geschlossenen Zustand unter einem Betrieb über einen dritten Lastbereich sind, dessen Last größer als der zweite Lastbereich ist.