DE1280262B - Method and device for regulating the steam inlet temperature of an auxiliary turbine - Google Patents
Method and device for regulating the steam inlet temperature of an auxiliary turbineInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WßWGsSl· PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN WßWGsSl · PATENT OFFICE Int. α.:Int. α .:
FOIdFOId
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Deutsche Kl.: 14 c -14German class: 14 c -14
Nummer: 1280 262Number: 1280 262
Aktenzeichen: P 12 80 262.9-13 (S 89252)File number: P 12 80 262.9-13 (S 89252)
Anmeldetag: 28. Januar 1964Filing date: January 28, 1964
Aüslegetag: 17. Oktober 1968Deployment day: October 17, 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Dampfeintrittstemperatur einer Hilfsturbine, die die Speisepumpe einer mil Zwischenüberhitzung arbeitenden Dampfturbinenanlage antreibt und durch aus dem Hauptturbinenkreislauf abgezweigten Dampf gespeist wird — im folgenden Zweigturbine genannt—und deren Treibdampf bei hoher Hauptturbinen-Last an einer hinter dem Zwischenüberhitzer gelegenen Stufe der Hauptturbine mit höherer Temperatur als der am Eintritt des Zwischenüberhitzers herrschenden Dampftemperatur, aber bei kleiner Hauptturbinenlast am Eintritt des Zwischenüberhitzers abgezweigt wird.The invention relates to a method and an apparatus to regulate the steam inlet temperature of an auxiliary turbine, which the feed pump of a mil Reheating drives working steam turbine system and through from the main turbine circuit The branched-off steam is fed - hereinafter referred to as the branch turbine - and its motive steam in the case of a high main turbine load at a stage of the main turbine located behind the reheater with a higher temperature than the steam temperature prevailing at the inlet of the reheater, but is branched off at the inlet of the reheater when the main turbine load is low.
Bei den bekannten Anlagen dieser Art wird die Temperatur des aus dem Hauptturbinenkreislauf entnommenen, in die Zweigturbine eintretenden Dampfes im Augenblick der Umschaltung von der einen auf die andere Entnahmestelle plötzlich anders, und diese jähe Temperaturänderung kann, je nach ihrem Ausmaß, für die Laufruhe und die Lebensdauer der Zweigturbine schädlich sein. Die Erfindung soll eine Möglichkeit schaffen, die Temperatur des in die Zweigturbine eintretenden Dampfes auf einen gewünschten Wert einzustellen.In the known systems of this type, the temperature of the steam entering the branch turbine at the moment of switching from one to the other extraction point suddenly different, and this sudden temperature change can, depending on yours Extent, can be detrimental to the smoothness and service life of the twin turbine. The invention is intended to be a Create the possibility of increasing the temperature of the steam entering the branch turbine to a desired value Set value.
Die Erfindung besteht darin, daß bei kleiner Hauptturbinenlast nur ein Teil des für die Zweigturbine benötigten Treibdampfes am Eintritt, der übrige Teil aber am Austritt des Zwischenüberhitzers entnommen wird, ferner daß diese beiden Teilmengen vor der Zweigturbine miteinander gemischt werden, und daß die Temperatur dieses Dampfgemisches durch Wahl des Mischungsverhältnisses auf einen gewünschten Wert geregelt wird.The invention consists in the fact that when the main turbine load is small, only a part of that for the branch turbine required motive steam at the inlet, but the remaining part at the outlet of the reheater it is taken, furthermore, that these two subsets are mixed with one another in front of the branch turbine and that the temperature of this steam mixture is determined by the choice of the mixing ratio is regulated to a desired value.
Weiterhin ist ein ähnliches Verfahren zum Antrieb einer Hilfsturbine bekannt, bei welchem der während des Teillastbetriebes zum Antrieb der Hilfsturbine benötigte Dampf an einer geeigneten Stelle aus dem Zwischenüberhitzer entnommen wird. Gegenüber diesem Verfahren besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß — besonders bei geringen Teillasten — die Kühlung der Endpartie des Zwischenüberhitzers verbessert wird, weil die durch den Endteil des Zwischenüberhitzers strömende Dampfmenge größer ist.Furthermore, a similar method for driving an auxiliary turbine is known, in which the during the partial load operation to drive the auxiliary turbine required steam at a suitable point from the Reheater is removed. Compared to this method, the method according to the invention has the advantage that - especially at low partial loads - the cooling of the end section of the reheater is improved because the amount of steam flowing through the end part of the reheater is bigger.
Es empfiehlt sich, die Mischdampftemperatur auf diejenige Temperatur zu regeln, die jeweils an derjenigen Stufe der Hauptturbine herrscht, an der bei hoher Hauptturbinenlast der Treibdampf für die Zweigturbine entnommen wird.It is advisable to regulate the mixed steam temperature to the temperature that is at the one in each case Stage of the main turbine prevails at which, when the main turbine load is high, the motive steam for the Branch turbine is removed.
Da die Dampftemperatur an jener Stufe bei Leerlauf der Hauptturbine verhältnismäßig recht niedrig
ist und deshalb die Mischdampftemperatur recht Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der
Dampfeintrittstemperatur einer HilfsturbineSince the steam temperature at that stage when the main turbine is idling is relatively low and therefore the mixed steam temperature is quite the method and device for regulating the
Steam inlet temperature of an auxiliary turbine
Anmelder:Applicant:
Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur (Schweiz)Sulzer Brothers Aktiengesellschaft, Winterthur (Switzerland)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,Dipl.-Ing. H. Marsch, patent attorney,
4000 Düsseldorf, Lindemannstr. 314000 Düsseldorf, Lindemannstr. 31
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Dr. Alfred Brunner, WinterthurDipl.-Ing. Dr. Alfred Brunner, Winterthur
(Schweiz)(Switzerland)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Schweiz vom 1. März 1963 (2703)Switzerland of March 1, 1963 (2703)
niedrig, also die der Zweigturbine zuzumutende Temperaturänderung beträchtlich sein würde, so dürfte, da der Leerlauf wohl nur kurze Zeit dauern und bald durch die zum Kesselbetrieb nötige, etwa 30%ige Last abgelöst werden wird, es sich empfehlen, die Mischtemperatur konstant zu halten, sobald die Dampftemperatur an derjenigen Stufe der Hauptturbine, an der bei hoher Hauptturbinenla,st der Treibdampf für die Zweigturbine entnomjjjiej wird, unter eine nach Wunsch eingestellte Grenze absinkt. _.... -],,\y low, i.e. the temperature change to be expected of the twin turbine would be considerable, since idling will probably only last a short time and will soon be replaced by the approximately 30% load necessary for boiler operation, it is advisable to keep the mixing temperature constant, as soon as the steam temperature at that stage of the main turbine at which the motive steam for the branch turbine is withdrawn when the main turbine load is high, falls below a limit set as desired. _.... -] ,, \ y
Damit auch dann, wenn der Treibdampf ^r ^(Ue Zweigturbine aus der Hauptturbinenstufe entnqmmejji wird, die vom Eintritt und vom Austritt ^esi; ^wIjschenüberhitzers zur Zweigturbine führenden ,Leitungen betriebswarm bleiben, empfiehjtr{sjjcj^3guc)|i dann eine, wenn auch nur geringe M^nge;.Da|njj|es durch diese Leitungen zur Zweigturbin;e.!z;u |üjir'e,n.,.',Thus, even if the motive steam ^ r ^ (Ue branch turbine entnqmmejji from the main turbine stage i from the inlet and the outlet there ^; ^ wIjschenüberhitzers leading to the branch turbine lines remain at operating temperature, empfiehjt r {sjjcj ^ 3 guc) | i then one, even if only a small amount; .Da | njj | it through these lines to the branch turbine; e.! z; u | üjir'e, n.,. ',
Die Vorrichtung zur Durchführung.jjenes. ,Vejf^inr
rens ist dadurch gekennzeichnet,, .daßryom; Είη,^ιή
und vom Austritt des Zwischem^berJaitz^sj£Veine
Leitung mit je einem
tungen in eine gemeinsame
Zweigturbine münden und die^g I^eg
zeitig und zueinander gQgen^i^igty
peraturregler betätigt
einem in der bi
angeordneten ^^^4 4The device for carrying out. , Vejf ^ inr rens is characterized by ,, .daßryom; Είη, ^ ιή and from the exit of the intermediate ^ berJaitz ^ sj £ Veine line with one each
in a common
Branch turbine open and the ^ g I ^ eg
timely and to one another gQgen ^ i ^ igty
temperature regulator actuated
one in the bi
arranged ^^^ 4 4
809 627/883809 627/883
3 43 4
von einem Temperaturmeßgerät eingegeben wird, das wendige Dampf der Anlage entnoismea werden die Dampftemperatur an derjenigen Stufe der Haupt- kann. Es kann für den Anfahrvorgang aber auch turbine mißt, aus der bei hoher Hauptturbinenlast eine parallel zur Speisepumpe 30 geschaltete zweite der Treibdampf für die Zweigturbine entnommen HiJf§§pejsepympe vorgesehen sein, die von einem wird. 5 Motor angsifiefjea wipä, Bgi Vollgst wir(ä die Zw$%- is entered by a temperature measuring device, the agile steam of the system entnoismea, the steam temperature at that stage of the main can. For the start-up process, however, the turbine can also measure, from which, when the main turbine load is high, a second, connected in parallel to the feed pump 30, is provided to extract the motive steam for the branch turbine, which is supplied by one. 5 Motor angsifiefjea wipä, Bgi Vollgst we (ä die Zw $% -
Für. das Verfahren, demzpfojge die Mischdampf- turbine in aa sieh bekanater Weise Sfeer die Antemperatur auf einen nach Wunsch eingestellten zapfleitung 2, das Rückschlagventil 3 und die ZuGrenzwert gehalten wird, empfiehlt sieh, die Vor- fahrleitung 4 gespeist. Das Dampfventil 5 wird dabei richtung derart auszugestalten, daß als Sollwert für von der durch die Differenzdruck-Meßeinrichtung 44 den Regler an Stelle der vom Temperaturmeßgerät io gemessenen Druckdifferenz /\p am Speiseventil 6 an der Hauptturbinenstufe jeweils gemessenen über den Regler 7 und den Servomotor S beeinflußt. Dampftemperatur durch ein Ausleseorgan ein von Der die Zweigturbine 1 verlassende Dampf wird in einem fest einstellbaren Grenzwertgeber gegebener dem Kondensator 45 kondensiert und ebenfalls von Wert eingegeben wird, wenn die vom Temperatur- der Kondensatpumpe 42 in den Speisewasserbehälter meßgerät an der Hauptturbinenstufe gemessene 15 31 zurückgeführt.For. The method in which the mixed steam turbine is kept in aa see known manner Sfeer the initial temperature at a tap line 2 set as desired, the check valve 3 and the limit value, recommends that the upstream line 4 be fed. The steam valve 5 is in this case direction so configure that as a target value for the differential pressure measuring device by the 44 the controller in place of the temperature measuring io measured pressure difference / \ p at the supply valve 6 to the main turbine stage in each case measured via the controller 7 and the servo motor S influenced. The steam leaving the branch turbine 1 is condensed in a permanently adjustable limit indicator given to the condenser 45 and is also entered with a value when the 15 31 measured by the temperature of the condensate pump 42 in the feed water tank is returned to the main turbine stage.
Dampftemperatur kleiner als dieser Grenzwert ist. Bei Vollast ist das Dampfventil 5 nicht bis zumSteam temperature is lower than this limit value. At full load, the steam valve 5 is not up to
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer vollen Öffiaungsquersehnitt geöf&et; «leapt der Druck-Vorrichtung nach der Erfindung. regler 19 ist vom Öffnungsquersehnitt des Dampf-Darin bedeuten 1 die Zweigturbine, 2 die bei hoher ventils 5 so beeinflußt, daß der Sollwert für den mit Last aus einer Stufe, der Hauptturbine den Treib- ao dem Meßorgan 18 gemessenen Druck ρ erhöht wird, dampf für die Zweigturbine zuführende Anzapf- sobald das Dampfventil 5 einen vorgegebenen Öifleitung, 3 eine in dieser Leitung angeordnete Rück- nungsquerschnitt übersehreitet und umgekehrt, schlagkappe, 4 die Zuführleitung zur Turbjnel, Das Dampfventil 5 drosselt daher den Daiupf-5 das Dampfventil in der Zuführleitung 4, das von strom zur Zweigturbine 1 leicht. Der von dem der im Speiseventil 6 gemessenen Druckdifferenz 25 Dampfventil 5 auf den Druckregler 19 gegebene über den Regler 7 und den Servomotors beeinflußt Sollwert ist somit kleiner als der vom Meßorgan 18 wird. gemessene wirkliche Druck. Die Regelventile 12 und Die Leitungen 10 und 11, in denen die Regel- 13 sind daher bis auf einen kleinen Spalt gesehlosventile 12 und 13 angeordnet sind, sind mit dem sen. Ein kleiner Dampfdurchlaß durch die Leitungen Eintritt bzw. dem Austritt des Zwischenüberhitzers 30 10, 11 und die Verbindungsleitung 46 wird auch 14 verbunden. 15 ist ein dreiarmiger Hebel, von dem beim Betrieb der Zweigturbine mit Anzapfdampf die Servomotoren 16 und "17 für die Regeiventiie 12 aufrechterhalten, um diese Anlagenteile immer be- und 13 betätigt werden. Der Servomotor 16 bildet triebswarm zu halten.The drawing shows an embodiment of a full opening cross-section open. «Leapt the pressure device according to the invention. Controller 19 is from the opening cross-section of the steam, in which 1 the branch turbine, 2 which, when the valve 5 is high, is influenced in such a way that the setpoint value for the pressure ρ measured with the load from one stage of the main turbine, the driving pressure ρ measured by the measuring element 18, is increased, steam Tapping for the branch turbine as soon as the steam valve 5 exceeds a predetermined oil line, 3 a return cross-section arranged in this line and vice versa, impact cap, 4 the supply line to the turbine, the steam valve 5 therefore throttles the Daiupf-5 the steam valve in the supply line 4, the electricity to the branch turbine 1 easily. The setpoint value, which is influenced by the pressure difference 25 measured in the feed valve 6, the steam valve 5 on the pressure regulator 19 via the regulator 7 and the servo motor, is thus smaller than that of the measuring element 18. measured real pressure. The control valves 12 and lines 10 and 11, in which the control valves 12 and 13 are therefore arranged except for a small gap, are connected to the sen. A small steam passage through the lines inlet and outlet of the reheater 30, 10, 11 and the connecting line 46 is also connected. 15 is a three-armed lever by which the servomotors 16 and 17 for the regulating valve 12 are maintained when the branch turbine is operated with bleed steam, so that these system parts are always operated and 13 operated.
das Stellorgan eines Druckregelkreises mit dem Sinkt nun die Last ab, so vermindert sich der An-the control element of a pressure control circuit with which If the load now drops, the
Meßorgan 18 und dem Druckregler 19. 35 zapfdruck, was zur Folge hat, daß über den -schnel-Measuring element 18 and the pressure regulator 19. 35 tap pressure, which has the consequence that over the -fast-
Ein Regler 20 regelt die durch das Tem.per.atur- len Regelkreis 18, 19, 16 die Regelventile 12 und 13 meßorgan 21 bestimmte Temperatur des Dampf- sieh öffnen. Der Vorgang wird dadurch .unterstützt, gemisches, welches der Turbine 1 zugeführt wird. Mit daß bei sinkendem Anzapfdruck — da die Leistung 22 ist ein Temperaturmeßgerät in der Anzapfdampf- der Zweigturbine nicht in entsprechendem Maß zuleitung 23 bezeichnet, dessen Meßwerte einem Aus- 4° rückgeht — das Dampfventil 5 sich über die kritische leseorgan 24 für den Sollwert des Reglers 20 züge- Stellung hinaus öffnet. Damit erhöht sich der Sollführt werden. Dem Ausleseorgan 24 wird anderer- wert für den Druck, was ein rascheres Ansprechen seits von dem Grenzwertgeber 25, an dessen Hand- der Regelorgane 18,19,16 zur Folge hat. rad 26 eine untere Grenzwerttemperatur für den Der langsam wirkende Regelkreis 21, 20, 17 ver-A controller 20 regulates the control valves 12 and 13 through the temperature control circuit 18, 19, 16 Open measuring element 21 to see a certain temperature of the steam. The process is supported by mixture which is fed to the turbine 1. With that with falling tap pressure - there the performance 22 is a temperature measuring device in the bleeding steam of the branch turbine not supply line to the appropriate extent 23 denotes, the measured values of which goes back an Aus 4 ° - the steam valve 5 is above the critical reading element 24 for the setpoint value of the controller 20 pulling position also opens. This increases the target lead will. The read-out element 24 has a different value for the pressure, which means that it responds more quickly on the other hand from the limit value transmitter 25, on whose hand the control elements 18,19,16 result. wheel 26 is a lower limit temperature for the slow-acting control circuit 21, 20, 17
Misehdampf fest eingestellt wird, ein Meßwert zu- 45 trimmt die beiden Regelventrle 12 und 13 gegeneingejührt. Weiterhin bezeichnen 30 die Speisepumpe, ander, so daß die Mkehtemperatur des vom Zwi-31 den Speisewasserbehälter, 32 bis 34 Speisewasser- schenüberhitzer her zugeführten Dampfes zunächst vorwärmer, die rauchgas- und/oder anzapfdampf- gleich der jeweiligen Anzapfdampftemperatur ist, die beheizt sein können, 35 den Dampferzeuger, 36 den von dem Temperaturmeßgerät 22 gemessen wird. Überhitzer, 37 und 38 den Hochdruck- und den 50 Bei weiter sinkender Last erfolgt die Umstellung Niederdruckteil der Hauptturbine, 40 den Generator der Regelung der Mischdampf-temperatur in dem und 41 den Kondensator des Hauptturbinenkreis- Regler 20 auf eine Abhängigkeit von einem festen laufes. In diesem Hauptkreislauf ^befinden sich wei- Grenzwert. Dazu dient das Ausleseorgan 24, das jeterhin die Kpndensatpumpe 42 und ein weiterer weils den höheren der beiden-ihm-zugeführten Tem-Vorwärmer 43, während mit 44 eine Differenzdruck- 55 peraturwerte als Sollwert für den Regler 20 auswählt. Meßeinrichtung und mit 45 der Kondensator der J)ie Temperatur des Mischdampfes in der Verbin-Zweigturbine 1 bezeichnet sind. 46 schließlich ist die dungsleitung 46 bleibt daher nach dem lastabhängi-Verbindungsleitung zwischen dem Vereinigungs- gen Umschalten der Dampfzuführung zur Zweigpunkt der Leitungen -10 und 11 und der Zuführ- turbine von Anzapfdampf aus dem Niederdruckteil leitung 4 zur Zweigturbine 1. 60 38 auf Dampfentnahme vor der Turbine -so langeMixing steam is permanently set, a measured value trims the two control valves 12 and 13 counteracted. Furthermore, 30 denotes the feed pump, other, so that the mowing temperature of the intermediate 31 the feed water tank, 32 to 34 feed water superheater her supplied steam initially preheater that is the same as the flue gas and / or bleed steam temperature that can be heated, 35 the steam generator, 36 which is measured by the temperature measuring device 22. Superheater, 37 and 38 the high pressure and the 50 If the load continues to decrease, the changeover takes place Low-pressure part of the main turbine, 40 the generator regulating the mixed steam temperature in the and 41 the condenser of the main turbine cycle controller 20 on a dependence on a fixed one run. In this main circuit there are white limit values. The read-out element 24 serves for this purpose the condensate pump 42 and another because the higher of the two temperature preheaters supplied to it 43, while with 44 a differential pressure 55 selects temperature values as the setpoint for the controller 20. Measuring device and with 45 the condenser the temperature of the mixed steam in the connecting branch turbine 1 are designated. 46 finally the connection line 46 remains after the load-dependent connection line between the switching of the steam supply to the branch point of the lines -10 and 11 and the supply turbine of bleed steam from the low-pressure part line 4 to the twin turbine 1. 60 38 on steam extraction in front of the turbine - as long
Nunmehr sei der .Ablauf des erfindungsgemäßen etwa gleich der bei sinkender Last abnehmenden Verfahrens und die Funktionsweise der Anlage kurz Anzapfdampftemperatur, bis die erwähnte, an dem erläutert. Cfrenzwertgeber 25 eingestellte Temperatur er-Now let the .Ablauf of the invention be approximately equal to that which decreases with decreasing load Procedure and operation of the system briefly bleed temperature until the mentioned, at which explained. Limit value transmitter 25 set temperature
Beim Anfahren der Anlage wird entweder die reicht-ist.When starting up the system, either that is enough.
Speisepumpe 30 durch einen ,nicht dargestellten 65 Fällt die Anzapfdampftemperatur unter die Grenz-Hilfsmotor angetrieben oder die :Zweigturbine 1 temperatur, so gibt das Ausleseorgan 24 die am durch eine, ebenfalls nicht gezeigte Hilfsdampfquelle · Grenzwertgeber 25 eingestellte Grenztemperatur auf mit Dampf versorgt, bis der für ihren Antrieb not- den Regler 20 als Sollwert! Diese Regelung-hat dieFeed pump 30 through a 65, not shown, the bleeding steam temperature falls below the limit auxiliary engine driven or the: branch turbine 1 temperature, the readout member 24 is the limit temperature set by an auxiliary steam source, also not shown, limit value transmitter 25 is supplied with steam until the controller 20 required for its drive as the setpoint! This regulation has the
Aufgabe, Temperatursprünge in dem der Zweigturbine 1 zugeführten Dampf zu vermeiden.The task of avoiding temperature jumps in the steam supplied to the branch turbine 1.
Da die Temperaturen und Drücke des Dampferzeugers in Funktion der Last im allgemeinen mindestens näherungsweise bekannt sind, kann man die dargestellten Regelaufgaben auch durch Steuerung lösen, indem vom Lastgeber aus passende Führungsgrößen für die Einstellung der Regelventile 12 und 13 — gegebenenfalls auch nur für die Vertrimmung der Regelventile 12 und 13 — gegeben werden.Since the temperatures and pressures of the steam generator as a function of the load are generally at least are approximately known, the control tasks shown can also be performed by control solve by using suitable reference variables for setting the control valves 12 and 13 - if necessary only for trimming the control valves 12 and 13 - can be given.
Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die gezeigte Anlage mit einfacher Zwischenüberhitzung bebeschränkt, sondern sie kann auch bei Anlagen mit mehrfacher Zwischenüberhitzung angewendet werden, wobei es dann möglich ist, die druckabhängige Umschaltung der Zweigturbinenspeisung von einem Zwischenüberhitzer niedrigeren Druckes auf einen druckmäßig höher liegenden Zwischenüberhitzer zu erweitern, unter Umständen mit einem dazwischenliegenden Druckbereich, bei dem der Dampf für die ao Zweigturbine als Anzapfdampf einer zwischen den beiden Zwischenüberhitzern liegenden Turbine entnommen wird. Bei derartigen Anlagen kann das Verfahren nach der Erfindung dann bei jeder Dampfentnahme vor und nach einem Zwischenüberhitzer angewandt werden.Furthermore, the invention is not limited to the system shown with simple reheating, but it can also be used in systems with multiple reheating, It is then possible to switch the two turbine feed from one pressure-dependent Reheater of lower pressure towards a reheater with higher pressure in terms of pressure expand, possibly with an intermediate pressure range at which the steam for the ao Branch turbine taken as bleed steam from a turbine located between the two reheaters will. In systems of this type, the method according to the invention can then be used for every steam extraction can be used before and after a reheater.
Claims (6)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1125 946;
Zeitschrift »Escher-Wyss-Mitteilungen«, 1961,
H. 1, S. 33 bis 42.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1125 946;
"Escher-Wyss-Mitteilungen" magazine, 1961,
H. 1, pp. 33 to 42.
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