DE19750125A1

DE19750125A1 - Method of primary regulation of steam electric power plant block

Info

Publication number: DE19750125A1
Application number: DE1997150125
Authority: DE
Inventors: Guenter Prof Dr Ing Kallina
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-03-11

Abstract

The method involves activating various power storage devices to change the power output. The energy contents of selected power storage devices and the change thereof with time are monitored continuously and the power storage devices are activated in predefined sequences to change the power output of the block. The times at which the devices are activated and subsequently deactivated are determined according to the required magnitude of the change in power output and to the measured energy contents and changes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Primärregelung eines Dampfkraftwerkblocks nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so wie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for primary control of a Steam power plant blocks according to the preamble of claim 1 so like a corresponding device according to the preamble of Claim 8.

Wie u. a. aus dem Buch "Elektrischer Eigenbedarf: Energie technik in Kraftwerken und Industrie", VDE-Verlag, 1996, Seiten 49 bis 59, bekannt ist, bestehen für Kraftwerke, die in einem Netzverbund zusammenarbeiten, bestimmte Anforderun gen hinsichtlich ihrer sogenannten Primärregelreserve. Der Grund hierfür ist, daß elektrische Energie nicht in nennens wertem Umfange speicherbar ist und daher in dem Netzverbund stets ein Gleichgewicht zwischen der von den Kraftwerken ein gespeisten elektrischen Leistung und der von den Verbrauchern entnommenen elektrischen Leistung hergestellt werden muß. Im quasistationären Normalbetrieb wird dieses Leistungsgleich gewicht bei Sollfrequenz, in Europa 50 Hz, erreicht, wobei die durch das Netz frequenzstarr gekuppelten Kraftwerkgenera toren mit konstanter Drehzahl rotieren. Jede Störung des Lei stungsgleichgewichts hat eine Drehzahl und damit Frequenz änderung zur Folge. Die Aufrechterhaltung des Leistungs gleichgewichts erfolgt in den daran beteiligten Kraftwerk blöcken durch eine Frequenz- oder Drehzahlregelung, die so genannte Primärregelung. Um auf Störungen oder veränderte Lastanforderungen der Verbraucher schnell reagieren zu kön nen, wird für die unter Primärregelung laufenden Kraftwerk blöcke eine vorgegebene Primärregelreserve (Wirkleistungs- Sekundenreserve) gefordert. Nach den derzeitigen Bestimmungen der DVG (Deutsche Verbundgesellschaft) muß die Wirkleistungs- Sekundenreserve so groß sein, daß die elektrische Wirk leistung eines Kraftwerkblocks innerhalb von 30 s um 5% (bezogen auf die Vollast) gesteigert werden kann, wobei die Hälfte der Wirkleistungssteigerung bereits nach 5 s erbracht werden muß. In Zukunft ist mit deutlich geringeren Anforde rungen für die Primärregelreserve zu rechnen.How u. a. from the book "Electrical Own Requirements: Energy technology in power plants and industry ", VDE-Verlag, 1996, Pages 49 to 59 are known to exist for power plants that working together in a network, certain requirements conditions with regard to their so-called primary control reserve. Of the The reason for this is that electrical energy is not mentioned value is storable and therefore in the network always a balance between that of the power plants fed electrical power and that of consumers drawn electrical power must be produced. in the quasi-stationary normal operation, this performance is equal weight at target frequency, 50 Hz in Europe, where the power plant genera coupled frequency-locked by the network gates rotate at constant speed. Any lei disorder equilibrium has a speed and thus frequency change. Maintaining performance balance takes place in the power plant involved block by a frequency or speed control, so called primary control. In order for disturbances or changed To be able to react quickly to consumer load requirements is used for the power plant operating under primary control blocks a given primary control reserve (active power Reserve seconds). According to the current regulations the DVG (Deutsche Verbundgesellschaft) must Second reserve should be so large that the electrical effect output of a power plant block within 30 s by 5% (based on the full load) can be increased, the Half of the active power increase is achieved after 5 s must become. In the future there will be significantly lower requirements calculations for the primary control reserve.

Am wirtschaftlichsten erfolgt die Leistungsregelung eines Dampfkraftwerkblocks in sogenannten reinen Gleitdruckbetrieb über die Brennstoff- und Speisewasserzufuhr des Dampferzeu gers, wobei die Turbineneinlaßventile voll geöffnet sind und daher die Leistungsabgabe des Kraftwerkblocks allein vom Aus gangsdruck des Dampferzeugers abhängig ist. Da diese Art der Leistungsregelung Sollwertänderungen nur mit Verzögerungs zeiten im Minutenbereich folgt, ist sie für eine schnelle Frequenzstabilisierung im Rahmen der Primärregelung zu lang sam.The most economical way of controlling power is one Steam power plant blocks in so-called pure sliding pressure operation about the fuel and feed water supply of the steam generator gers, with the turbine inlet valves fully open and hence the power output of the power plant block from the off alone the steam generator's output pressure. Because this kind of Power control Setpoint changes only with delay times in the minutes range, it is for fast Frequency stabilization too long as part of the primary control sam.

Unter Primärregelung laufende Dampfkraftwerkblöcke werden üblicherweise im sogenannten modifizierten Gleitdruckbetrieb geregelt, wobei im Normalbetrieb die Turbineneinlaßventile für schnell aktivierbare Leistungsreserven angedrosselt sind; die angeforderte Leistung wird über den Dampferzeuger einge stellt. Auf eine Frequenz- oder Drehzahländerung reagiert in den ersten Sekunden die Primärregelung mit Anpassung der Ventilöffnung. Die verbleibende Regelabweichung wird durch die zeitverzögert eingreifende Regelung über die Brennstoff- und Speisewasserzufuhr des Dampferzeugers beseitigt. Nach teilig bei dem modifizierten Gleitdruckbetrieb sind die stän digen Drosselverluste an dem Turbineneinlaßventil. Schnelle Wirkleistungs-Sekundenreserve kann außer aus dem durch den Dampferzeuger in Verbindung mit den angedrosselten Turbinen einlaßventilen gebildeten Dampfspeicher auch aus den wasser seitigen Wärmespeichern des Kraftwerkblocks gewonnen werden, so durch dampf- oder wasserseitiges Abschalten der Hochdruck- und/oder Niederdruck-Vorwärmer, wodurch kurzzeitig eine Er höhung der Turbinenleistung möglich ist, sowie durch Kon densatstau durch Abschalten der Kondensatpumpen, wodurch eine Verringerung der Eigenbedarfsleistung erreicht wird.Steam power plant units running under primary control usually in the so-called modified sliding pressure mode regulated, the turbine inlet valves in normal operation are throttled for quickly activated power reserves; the requested power is switched on via the steam generator poses. Reacts to a change in frequency or speed the first few seconds the primary control with adjustment of the Valve opening. The remaining control deviation is indicated by the delayed intervention via the fuel and feed water supply to the steam generator is eliminated. After part of the modified sliding pressure operation are the stän throttle losses at the turbine inlet valve. Fast Active power seconds reserve can be obtained from the Steam generator in connection with the throttled turbines Inlet valves also formed steam reservoirs from the water side heat storage of the power plant block are obtained, by switching off the high-pressure and / or low pressure preheater, whereby a short-term Er increase in turbine power is possible, as well as by Kon condensate jam by switching off the condensate pumps, causing a Reduction in own consumption performance is achieved.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst wirtschaftliche und den Dampfkraftwerkblock schonende Primär regelung zu ermöglichen.Based on the above-mentioned prior art the invention is based, if possible economical primary and gentle on the steam power plant block allow regulation.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das in An spruch 1 angegebene Verfahren bzw. die in Anspruch 8 an gegebene Vorrichtung gelöst.According to the invention, this object is achieved by the in An claim 1 specified method or in claim 8 given device solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the method according to the invention can be found in the subclaims.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es ermöglicht wird, die in dem Dampfkraftwerkblock vorhandenen nutzbaren Energiespeicher im Primärregelbetrieb entsprechend den aktuellen Anforderungen gestuft nach wirtschaftlichem Nutzen einzusetzen. Dabei lassen sich solche Energiespeicher, deren Aktivierung nur zu einer geringen thermischen Belastung des Kraftwerkblocks führt, für geringe und damit häufiger vorkommende Änderungen der Leistungsabgabe durch den Kraft werkblock heranziehen, während bei selteneren, größeren Ände rungen der Leistungsabgabe zusätzlich weitere Energiespeicher in Anspruch genommen werden, bei deren Aktivierung es zu ei ner größeren thermischen Belastung des Kraftwerkblocks kommt. Die Aktivierung und Deaktivierung der einzelnen Energie speicher erfolgt vorausschauend in Abhängigkeit von den laufend ermittelten Energieinhalten und ihren zeitlichen Änderungen, so daß zum einen zu jedem Zeitpunkt ein aus reichender Energievorrat und zum anderen ein rechtzeitiger und damit weicher Übergang von der Nutzung eines Energie speichers auf die Nutzung des nächsten Energiespeichers gewährleistet werden kann. Dabei können die einzelnen Energiespeicher je nach den momentan vorherrschenden Be dingungen parallel, überlappend oder einzeln nacheinander genutzt werden.The main advantage of the invention is that it is enabled, the existing in the steam power plant block usable energy storage in primary control mode accordingly the current requirements classified according to economic Use benefits. Such energy storage devices their activation only at a low thermal load of the power plant block leads for small and therefore more frequent occurring changes in the power output by the force use the work block, while with rarer, larger changes Additional energy storage be claimed, when activated, it is egg ner greater thermal load of the power plant block comes. The activation and deactivation of individual energy memory is proactive depending on the continuously determined energy contents and their temporal Changes, so that on the one hand an off at any time sufficient energy supply and secondly a timely one and thus smooth transition from using an energy storage on the use of the next energy storage can be guaranteed. The individual Energy storage depending on the currently prevailing Be conditions in parallel, overlapping or individually one after the other be used.

Entsprechend den in Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen ist das Turbineneinlaßventil im Normalbetrieb des Kraftwerkblocks ungedrosselt, so daß im Unterschied zu dem oben erwähnten modifizierten Gleitdruckbetrieb die dort ständig auftretenden Drosselverluste vermieden werden. Kleinere Änderungen der Leistungsabgabe des Kraftwerkblocks, die zur Ausregelung des tagtäglichen Frequenzrauschens dienen, werden durch Änderungen des Kondensatstroms erzielt, der über die Kondensat vorwärmung den Dampfentnahmestrom aus der Turbine zu dem Vorwärmer und damit die Turbinenleistung beeinflußt. Diese Leistungsregelung geschieht ohne Wirkungsgradverlust und rückwirkungsfrei für den Dampferzeuger, wobei der hierzu zur Verfügung stehende Energieinhalt durch die Speichervolumina des Kondensatbehälters und des Speisewasserbehälters begrenzt ist.According to the measures specified in claim 2, this is Turbine inlet valve in normal operation of the power plant block unthrottled, so unlike the one mentioned above modified sliding pressure operation the constantly occurring there Throttle losses can be avoided. Minor changes to the Power output of the power plant block, which is used to regulate the daily frequency noise are served by changes of the condensate flow achieved through the condensate preheat the steam withdrawal stream from the turbine to the Preheater and thus affects the turbine performance. This Power control happens without loss of efficiency and non-reactive for the steam generator, the Available energy content through the storage volumes of the condensate tank and the feed water tank limited is.

Wenn größere Änderungen der Leistungsabgabe des Kraftwerk blocks erforderlich sind und der zur Änderung des Kondensat stroms zur Verfügung stehende Energieinhalt nicht mehr aus reicht, wird in vorteilhafter Weise entsprechend den Maß nahmen nach Anspruch 3 der Dampferzeuger als Energiespeicher genutzt, vorzugsweise zunächst durch Wassereinspritzung in den Hochdruck- und/oder Zwischenüberhitzerbereich des Dampf erzeugers und ggf. in einer nächsten Stufe durch Änderung des Speisewasserstroms. Hierbei kommt es durch die Temperatur absenkung des erzeugten Dampfes zu einer thermischen Be lastung von Dampferzeuger und Turbine, wobei jedoch die Belastung in Summe wegen der vergleichsweise seltenen In anspruchnahme des Dampferzeugers als Energiespeicher geringer ist, als bei dem bekannten modifizierten Gleitdruckbetrieb. Alternativ oder ergänzend nutzbare Energiespeicher, die zu meist nur in einigen Kraftwerkblöcken vorhanden sind, sind in Anspruch 4 angegeben.When major changes in the power output of the power plant blocks are required and to change the condensate available energy content no longer is sufficient, the measure is advantageously according to took according to claim 3 of the steam generator as an energy store used, preferably first by water injection in the high pressure and / or superheater area of the steam producer and possibly in a next stage by changing the Feed water flow. Here it comes through the temperature lowering the generated steam to a thermal loading load of steam generator and turbine, but the Total burden due to the comparatively rare In less use of the steam generator as an energy store is than in the known modified sliding pressure operation. Alternatively or additionally usable energy storage, which too mostly only present in some power plant blocks are in Claim 4 specified.

Bei großen Netzstörungen, verbunden mit Lastabwurf oder einer Aufspaltung des Netzes in Teilnetze, wird entsprechend An spruch 5 sofort das Turbineneinlaßventil angedrosselt, wobei, begünstigt durch die anfängliche Überschußleistung im Netz, schnell ein Dampfvorrat im Dampferzeuger aufgebaut wird. Anschließend werden Änderungen der Leistungsabgabe des Kraft werkblocks vorrangig aus dem angelegten Dampfvorrat durch Änderung des Hochdruckdampfstromes vorgenommen. Danach er folgen Änderungen der Leistungsabgabe zunächst durch Änderungen des Kondensatstroms und anschließend durch Wasser einspritzung in den Hochdruck- und/oder Zwischenüberhitzer bereich des Dampferzeugers und/oder durch Änderung des Speisewasserstromes. Auch hierbei erfolgt die Aktivierung und Deaktivierung der einzelnen Energiespeicher vorausschauend in Abhängigkeit von den laufend ermittelten Energieinhalten und ihren zeitlichen Änderungen.In the event of major network faults, associated with load shedding or one Splitting the network into subnetworks will become An spell 5 immediately throttled the turbine inlet valve, whereby, favored by the initial excess power in the network, a steam supply is quickly built up in the steam generator. Subsequently, changes in the power output of the force work blocks primarily from the created steam supply Modification of the high pressure steam flow made. After that he changes in the output initially follow through changes of the condensate flow and then through water injection into the high pressure and / or reheater area of the steam generator and / or by changing the Feed water flow. Here too, the activation takes place Deactivating the individual energy stores in advance Dependence on the continuously determined energy content and their temporal changes.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im einzelnen zeigen jeweils in Form eines Blockschemas oder Blockschaltbildes To further explain the invention, the following is based on the figures of the drawing are referred to; show in detail each in the form of a block diagram or block diagram

Fig. 1 ein Beispiel für einen Dampfkraftwerkblock, Fig. 2 ein Beispiel für eine Regelung des Dampfkraftwerk blockes und Fig. 1 shows an example of a steam power plant block, Fig. 2 shows an example of a control of the steam power plant block and

Fig. 3 ein Beispiel für die Aktivierung unterschiedlicher Energiespeicher des Dampfkraftwerkblocks im Rahmen der in Fig. 2 gezeigten Regelung. Fig. 3 shows an example for the activation of different energy storage of the steam power plant unit under the scheme shown in Fig. 2.

Wie das Beispiel des Dampfkraftwerkblocks in Fig. 1 zeigt, wird Speisewasser 1 aus einem Speisewasserbehälter 2 mittels einer Speisewasserpumpe 3 einem Dampferzeuger 4 zugeführt und dort unter gleichzeitiger Brennstoffzufuhr 5 und Luftzufuhr 6 durch Erhitzen in einem Verdampfer 7 und einem nachfolgenden Überhitzer 8 in Hochdruckdampf 9 mit hoher Temperatur umge wandelt. Der Hochdruckdampf 9 wird über ein Turbineneinlaß ventil 10 dem Hochdruckteil 11 einer Turbine 12 zugeführt, die einen Generator 13 zur Abgabe elektrischer Leistung an ein Netz 14 antreibt. Der aus dem Hochdruckteil 11 der Turbine 12 austretende Dampf 15 wird in einem Zwischen überhitzer 16, der Bestandteil des Dampferzeugers 4 ist, wieder auf eine hohe Temperatur gebracht, um anschließend nacheinander ein Mitteldruckteil 17 und ein Niederdruckteil 18 der Turbine 12 zu durchströmen. Der die Turbine 12 ver lassende Abdampf 19 wird in einem Kondensator 20 abgekühlt, wobei sich das dabei entstehende Kondensat 21 in einem Kondensatbehälter 22 sammelt. Von dort wird das Kondensat 21 mittels einer Kondensatpumpe 23 durch ein Kondensatregel ventil 24 und einen Vorwärmer 25 dem Speisewasserbehälter 2 zugeführt. In dem Vorwärmer 25 wird das Kondensat 21 mit Hilfe von Dampf 26, der dem Mitteldruckteil 17 der Turbine 12 entnommen wird, erwärmt. Die Kondensatvorerwärmung ist dampf seitig mit Hilfe von Ventilen 27 abschaltbar. Mit Hilfe von Einspritzkühlern 28 und 29 läßt sich zusätzlich Wasser in den Überhitzer 8 und den Zwischenüberhitzer 16 einspritzen. Wie durch gestrichelte Pfeile, z. B. 30, angedeutet ist, lassen sich die Speisewasserpumpe 3, die Brennstoffzufuhr 5, die Luftzufuhr 6, die Ventile 10, 24 und 27 und die Einspritz kühler 28 und 29 im Rahmen der Regelung des Dampfkraftwerk blocks mittels einer Regeleinrichtung 31 einstellen; die Regeleinrichtung 31 erhält ferner Füllstandsinformationen von dem Speisewasserbehälter 2 und dem Kondensatbehälter 22.As the example of the steam power plant block in Fig. 1 shows, feed water 1 is fed from a feed water tank 2 by means of a feed water pump 3 to a steam generator 4 and there with simultaneous fuel supply 5 and air supply 6 by heating in an evaporator 7 and a subsequent superheater 8 in high pressure steam 9 high temperature converted. The high pressure steam 9 is fed via a turbine inlet valve 10 to the high pressure part 11 of a turbine 12 which drives a generator 13 for delivering electrical power to a network 14 . The steam 15 emerging from the high-pressure part 11 of the turbine 12 is brought back to a high temperature in an intermediate superheater 16 , which is part of the steam generator 4 , in order to subsequently flow through a medium-pressure part 17 and a low-pressure part 18 of the turbine 12 . The exhaust steam 19 leaving the turbine 12 is cooled in a condenser 20 , the resulting condensate 21 collecting in a condensate container 22 . From there, the condensate 21 is fed to the feed water tank 2 by means of a condensate pump 23 through a condensate control valve 24 and a preheater 25 . In the preheater 25 , the condensate 21 is heated with the aid of steam 26 , which is taken from the medium-pressure part 17 of the turbine 12 . The condensate preheating can be switched off on the steam side using valves 27 . With the help of injection coolers 28 and 29 , additional water can be injected into the superheater 8 and the reheater 16 . As shown by dashed arrows, e.g. B. 30 , is indicated, the feed water pump 3 , the fuel supply 5 , the air supply 6 , the valves 10 , 24 and 27 and the injection cooler 28 and 29 can be set as part of the control of the steam power plant blocks by means of a control device 31 ; the control device 31 also receives fill level information from the feed water tank 2 and the condensate tank 22 .

Um die von dem Generator 13 abgegebene elektrische Leistung im Falle einer erhöhten Leistungsanforderung durch am Netz 14 liegende Verbraucher dauerhaft zu steigern, muß die Brenn stoffzufuhr 5 und die Luftzufuhr 6 erhöht werden. Als Folge dessen steigt die Verbrennungsleistung und damit die Wärme entbindung an das Medium Wasser/Dampf. Erst jetzt wird mehr Dampf erzeugt, mit dem jedoch zuerst ein höheres Druckniveau in dem Überhitzer 8 und dem Zwischenüberhitzer 16 aufgebaut werden muß, bevor er der Turbine 12 zur Verfügung steht. Mit dem Anstieg der Drücke im Dampferzeuger 4 strömt auch mehr Hochdruckdampf 9 durch die Turbine 12 und der Generator 13 gibt entsprechend mehr elektrische Leistung an das Netz 14 ab. Aufgrund des höheren Dampfstromes durch die Turbine 12 muß auch die Speisewasserzufuhr mittels der Speisewasserpumpe 3 erhöht werden. Wegen der relativ großen Speicherzeit konstanten des Dampferzeugers 4 erfolgt die Bereitstellung der auf diese Weise zusätzlich erzeugten elektrischen Lei stung mit einer Verzögerung und zu langsam, um dadurch Netz störungen oder plötzlich veränderte Lastanforderungen der Verbraucher an dem Netz 14 im Rahmen der Primärregelung schnell ausregeln zu können. Aus diesem Grunde werden für die Primärregelung im Wasser-/Dampfkreislauf des Kraftwerkblocks vorhandene Energiespeicher genutzt. In order to permanently increase the electrical power output by the generator 13 in the event of an increased power requirement by consumers connected to the network 14 , the fuel supply 5 and the air supply 6 must be increased. As a result, the combustion performance and thus the heat release from the medium water / steam increases. Only now is more steam generated, with which, however, a higher pressure level must first be built up in the superheater 8 and the reheater 16 before it is available to the turbine 12 . As the pressures in the steam generator 4 increase , more high-pressure steam 9 also flows through the turbine 12 and the generator 13 accordingly delivers more electrical power to the network 14 . Due to the higher steam flow through the turbine 12 , the feed water supply must also be increased by means of the feed water pump 3 . Because of the relatively long storage time constant of the steam generator 4 , the provision of the additional electrical power generated in this way takes place with a delay and too slowly, in order to be able to quickly correct network faults or suddenly changed load requirements of the consumers on the network 14 as part of the primary control . For this reason, existing energy storage devices are used for primary control in the water / steam cycle of the power plant block.

Ein erster, thermischer Energiespeicher läßt sich durch Androsseln des Turbineneinlaßventils 10 anlegen, wodurch in dem Überhitzer 8 ein Dampfvorrat gebildet wird. Im Bedarfs fall läßt sich dann durch Öffnen des Turbineneinlaßventils 10 aus dem angestauten Dampf sehr schnell der Hochdruckdampf strom 9 und damit die Turbinen- und Generatorleistung er höhen. Wenn der Dampfvorrat erschöpft ist, sinkt der Hoch druckdampfstrom 9 wieder auf seinen ursprünglichen Wert ab und es muß durch Androsseln des Turbineneinlaßventils 10 erneut ein Dampfvorrat angelegt werden. Neben dem Vorteil der schnellen Abrufbarkeit dieses Energiespeichers sind als Nach teile die Drosselverluste an dem angedrosselten Turbinen einlaßventil 10 und die relativ große thermische Belastung von Dampferzeuger 4 und Turbine 12 bei Aktivierung dieses Energiespeichers zu nennen.A first, thermal energy store can be created by throttling the turbine inlet valve 10 , whereby a steam supply is formed in the superheater 8 . If necessary, can then open the turbine inlet valve 10 from the pent-up steam very quickly the high pressure steam stream 9 and thus the turbine and generator power he increase. When the steam supply is exhausted, the high pressure steam flow 9 drops back to its original value and a steam supply must be re-applied by throttling the turbine inlet valve 10 . In addition to the advantage of the rapid availability of this energy storage, the throttling losses in the throttled turbine inlet valve 10 and the relatively large thermal load on the steam generator 4 and turbine 12 when activation of this energy storage are to be mentioned as parts.

Weitere thermische Energiespeicher lassen sich dadurch akti vieren, daß mittels der Einspritzkühler 28 und/oder 29 kurz zeitig zusätzlich Wasser in den Überhitzer 8 bzw. den Zwischenüberhitzer 16 eingespritzt wird, wodurch zusätzlicher Dampf erzeugt wird. Dadurch läßt sich eine schnelle Lei stungserhöhung erreichen, deren Dauer jedoch relativ gering ist und die ebenfalls mit einer thermischen Belastung des Dampferzeugers 4 und der Turbine 12 verbunden ist.Further thermal energy storage can be acti vate that, by means of the desuperheater 28 and / or 29, additional water is briefly injected into the superheater 8 or the reheater 16 , whereby additional steam is generated. This allows a quick increase in performance, but the duration of which is relatively short and which is also associated with a thermal load on the steam generator 4 and the turbine 12 .

Ein weiterer thermischer Energiespeicher wird durch den Dampferzeuger 4 in Verbindung mit der Speisewasserzufuhr gebildet. Durch Erhöhung der Förderleistung der Speisewasser pumpe 3 kann bei unveränderter Brennstoffzufuhr 5 und Luft zufuhr 6 aufgrund des Wärmespeichervermögens des Dampf erzeugers 4 kurzzeitig mehr Dampf erzeugt werden. Im Ver gleich zu der Wassereinspritzung in den Überhitzer 8 oder den Zwischenüberhitzer 16 ist der durch die Erhöhung der Speise wasserzufuhr erreichte Leistungsanstieg zwar langsamer, aber von längerer Dauer. Auch hierbei kommt es zu einer thermi schen Belastung des Kraftwerkblocks.Another thermal energy store is formed by the steam generator 4 in connection with the feed water supply. By increasing the delivery rate of the feed water pump 3 can be generated with a short change in fuel supply 5 and air supply 6 due to the heat storage capacity of the steam generator 4 more steam. Compared to the water injection into the superheater 8 or the intermediate superheater 16 , the increase in power achieved by increasing the feed water supply is slower but of a longer duration. This also leads to a thermal load on the power plant block.

Der Kondensatbehälter 22 und der Speisewasserbehälter 2 mit dem dazwischen durch den Vorwärmer 25 fließenden Kondensat strom 21 bilden einen weiteren, nichtthermischen Energie speicher. Durch Änderung des Kondensatstroms 21 mit Hilfe des Kondensatregelventils 24 wird unmittelbar der Dampfentnahme strom 26 aus der Turbine 12 zu dem Vorwärmer 25 beeinflußt. Wird der Kondensatstrom 21 reduziert, so sinkt das Flüssig keitsniveau im Speisewasserbehälter 2 ab, während es im Kondensatbehälter 22 ansteigt. Die Vorwärmer 25 werden weni ger gekühlt, so daß der Entnahmedampfstrom 26 der Turbine 12 abnimmt und die Antriebsleistung der Turbine 12 und damit die von dem Generator 13 an das Netz 14 abgegebene Leistung an steigen. Entsprechend wird durch Erhöhung des Kondensatstroms 21 der Speisewasserbehälter 2 wieder aufgefüllt und der Dampfentnahmestrom 26 der Turbine 12 bei Verringerung der Turbinen- und Generatorleistung erhöht. Diese Leistungs regelung des Kraftwerkblocks geschieht ohne Wirkungsgrad verlust und rückwirkungsfrei für den Dampferzeuger 4.The condensate tank 22 and the feed water tank 2 with the condensate stream 21 flowing between them through the preheater 25 form a further, non-thermal energy store. By changing the condensate flow 21 with the aid of the condensate control valve 24 , the steam withdrawal stream 26 is directly influenced from the turbine 12 to the preheater 25 . If the condensate flow 21 is reduced, the liquid level drops in the feed water tank 2 , while it rises in the condensate tank 22 . The preheater 25 are cooled less, so that the extraction steam flow 26 of the turbine 12 decreases and the drive power of the turbine 12 and thus the power output from the generator 13 to the network 14 increase. Accordingly, the feed water tank 2 is refilled by increasing the condensate flow 21 and the steam extraction flow 26 of the turbine 12 is increased while the turbine and generator output are reduced. This power control of the power plant block occurs without loss of efficiency and without feedback for the steam generator 4 .

Wie im folgenden erläutert wird, werden die vorstehend beschriebenen Energiespeicher im Rahmen der Primärregelung des Kraftwerkblocks entsprechend der aktuellen Anforderung gestuft nach wirtschaftlichem Nutzen vorausschauend ein gesetzt und genutzt.As will be explained below, the above described energy storage as part of the primary control of the power plant block according to the current requirement classified proactively according to economic benefits set and used.

Fig. 2 zeigt ein stark vereinfachtes Blockschaltbild der Regeleinrichtung 31. In einem Block 32 werden aufgrund von Leistungsinformationen 33 aus dem Netz 14, eines Leistungs zielsollwertes 34 und Informationen über Netzfrequenzänderun gen df Sollwerte für die von dem Kraftwerkblock abzugebende elektrische Leistung 35, den Ausgangsdampfdruck 36 des Dampf erzeugers 4 und ein auf die jeweils gültige DVG-Norm begrenz ter Sollwert für die Netzfrequenzänderung df* erzeugt und einer Blockregelung 37 zugeführt. Die Sollwertermittlung erfolgt unter Berücksichtigung von Grenzwerten 38, die durch die Blockregelung 37 vorgegeben werden. Die Blockregelung 37 enthält eine übergeordnete Lastregelung 39, die das Zusammen spiel von Dampferzeuger 4 und Turbine 12 koordiniert, um eine Überlastung eines der beiden Anlagenteile zu vermeiden. In einem Freilastrechner 40 für den Dampferzeuger 4 werden auf grund von Meß- und Parameterwerten 41 des Dampferzeugers 4 Grenzwerte 42 errechnet und der Blockregelung 37 aufgegeben, zwischen denen die Belastung des Dampferzeugers 4 ohne dessen Gefährdung schnell geändert werden kann. Entsprechend werden in einem weiteren Freilastrechner 43 auch für die Turbine 12 aufgrund von Meß- und Parameterwerten 44 Grenzwerte 45 er rechnet und der Blockregelung 37 aufgegeben, zwischen denen die Belastung der Turbine 12 ohne deren Gefährdung schnell geändert werden kann. In Abhängigkeit von den ihr so zuge führten Informationen erzeugt die Blockregelung 37 Stell signale 46 . . . 52 für eine Regelung 53 des Ausgangsdampf druckes des Dampferzeugers 4, eine Regelung 54 der Wasser einspritzung in den Überhitzer- und Zwischenüberhitzer bereich, eine Regelung 55 der Brennstoffzufuhr 5, eine Rege lung 56 der Luftzufuhr 6, eine Regelung 57 des Speisewasser stroms 1, eine Regelung 58 des Kondensatstroms 21 sowie eine Regelung 59 der Turbine 12. Fig. 2 shows a highly simplified block diagram of the control device 31. In a block 32 , on the basis of power information 33 from the network 14 , a power target setpoint 34 and information about network frequency changes df setpoints for the electrical power 35 to be emitted by the power plant block, the output steam pressure 36 of the steam generator 4 and a DVG Standard limited ter setpoint for the network frequency change df * generated and supplied to a block control 37 . The setpoint is determined taking into account limit values 38 , which are specified by the block control 37 . The block control 37 contains a superordinate load control 39 , which coordinates the interaction between the steam generator 4 and the turbine 12 , in order to avoid overloading one of the two system parts. In a free load calculator 40 for the steam generator 4 of the steam generator are due to measurement and parameter values 41 calculated 4 limits 42 and given the block control 37, between which the load of the steam generator can be changed quickly without the risk. 4 Correspondingly, in a further free-load computer 43 , limit values 45 are also calculated for the turbine 12 on the basis of measured and parameter values 44 and the block control 37 is given up, between which the load on the turbine 12 can be changed quickly without endangering it. Depending on the information supplied to it, the block controller 37 generates control signals 46 . . . 52 for a control 53 of the output steam pressure of the steam generator 4 , a control 54 of the water injection into the superheater and reheater area, a control 55 of the fuel supply 5 , a control 56 of the air supply 6 , a control 57 of the feed water stream 1 , a Regulation 58 of the condensate flow 21 and regulation 59 of the turbine 12 .

Die Blockregelung 37 enthält neben der Lastregelung 39 eine Einrichtung 60 zur Auswahl und Aktivierung der oben beschrie benen Energiespeicher in dem Wasser-/Dampfkreislauf des Kraftwerkblockes im Rahmen der Primärregelung.The block control 37 contains, in addition to the load control 39, a device 60 for selecting and activating the energy store described above in the water / steam circuit of the power plant block as part of the primary control.

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild dieser Ein richtung 60. Diese enthält eine Recheneinrichtung 61, die laufend aus ihr zugeführten Meß- und Parameterwerten 62 . . . 64 die Energieinhalte der ausgewählten Energiespeicher und die zeitlichen Änderungen dieser Energieinhalte ermittelt. Muß aufgrund des Sollwertes df* eine Änderung der Netz frequenz durch Erhöhung oder Verringerung der von dem Kraft werkblock abgegebenen elektrischen Leistung ausgeregelt wer den, so werden die ausgewählten Energiespeicher des Kraft werkblocks durch Steuereinrichtungen 65 . . . 67 in vorgegebe ner Reihenfolge aktiviert, wobei die Zeitpunkte der Aktivie rung und nachfolgenden Deaktivierung der Energiespeicher in Abhängigkeit von der erforderlichen Höhe der Änderung der Leistungsabgabe sowie in Abhängigkeit von den ermittelten Energieinhalten und deren Änderungen bestimmt werden. Fig. 3 shows a simplified block diagram of a device 60. This contains a computing device 61 , which continuously supplies measured and parameter values 62 from it. . . 64 determined the energy content of the selected energy storage and the temporal changes in this energy content. If, due to the setpoint df *, a change in the network frequency has to be corrected by increasing or decreasing the electrical power output by the power plant block, the selected energy stores of the power plant block are controlled by control devices 65 . . . 67 activated in predetermined sequence, the times of activation and subsequent deactivation of the energy stores being determined as a function of the required amount of change in the power output and as a function of the energy contents determined and their changes.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient die Steuer einrichtung 65 zur Veränderung des Kondensatstroms 21, indem sie mit einem Steuersignal 68 die Stellung des Kondensat regelventils 64 beeinflußt. Die Steuereinrichtung 66 bewirkt mit ihren Steuersignalen 69 und 70 eine zusätzliche Wasser einspritzung in den Überhitzer 8 bzw. Zwischenüberhitzer 16 und mit einem Steuersignal 71 an die Speisewasserpumpe 3 eine Änderung des Speisewasserstroms 1. Mit dem Steuersignal 72 der Steuereinrichtung 67 wird die Stellung des Turbinen einlaßventils 10 beeinflußt.In the embodiment shown, the control device 65 is used to change the condensate flow 21 by influencing the position of the condensate control valve 64 with a control signal 68 . The control device 66 causes with its control signals 69 and 70 an additional water injection into the superheater 8 or reheater 16 and with a control signal 71 to the feed water pump 3, a change in the feed water stream 1st With the control signal 72 of the control device 67 , the position of the turbine inlet valve 10 is influenced.

Im Normalbetrieb des Kraftwerkblocks ist das Turbineneinlaß ventil 10 ungedrosselt, so daß keine Drosselverluste auf treten. Im Rahmen der Primärregelung werden die unterschied lichen Energiespeicher des Kraftwerkblocks nacheinander in der Reihenfolge aktiviert, daß zur Ausregelung des tagtäg lichen Frequenzrauschens kleinere Änderungen der Leistungs abgabe des Kraftwerkblocks durch Änderungen des Kondensat stroms 21 erzielt werden. Diese Leistungsregelung geschieht ohne Wirkungsgradverlust und rückwirkungsfrei für den Dampf erzeuger 4 und damit in einer den Kraftwerkblock schonenden Weise. Wenn größere Änderungen der Leistungsabgabe des Kraft werkblocks erforderlich sind und aufgrund der vorausschauen den Berechnung in der Recheneinrichtung 61 die zur Änderung des Kondensatstroms 21 zur Verfügung stehenden Füllstands reserven des Speisewasserbehälters 2 und des Kondensatbehäl ters 22 nicht mehr ausreichen, wird mit Hilfe der Steuer einrichtung 66 zunächst durch Wassereinspritzung in den Hochdrucküberhitzer 8 und den Zwischenüberhitzer 16 und in einer nächsten Stufe durch Änderung des Speisewasserstroms 1 die Dampferzeugung in dem Dampferzeuger 4 beeinflußt. Da diese Eingriffe nur relativ selten erforderlich sind, ist die Belastung des Kraftwerkblocks in der Summe gering. Bei großen Netzstörungen, die mit einem Lastabwurf oder einer Aufspal tung des Netzes 14 in Teilnetze verbunden sind, wird sofort über die Steuereinrichtung 67 das Turbineneinlaßventil 10 angedrosselt, wobei, begünstigt durch die anfängliche Über schußleistung im Netz 14, schnell ein Dampfvorrat im Dampf erzeuger 4 aufgebaut wird. Anschließend werden Änderungen der Leistungsabgabe des Kraftwerkblocks vorrangig aus dem ange legten Dampfvorrat durch Änderung des Hochdruckdampfstromes 9 vorgenommen. Danach erfolgen Änderungen der Leistungsabgabe zunächst über die Steuereinrichtung 65 durch Änderungen des Kondensatstromes 21 und anschließend mittels der Steuer einrichtung 66 durch Wassereinspritzung in den Überhitzer 8 und/oder Zwischenüberhitzer 16 bzw. durch Änderung des Speisewasserstroms 1.In normal operation of the power plant block, the turbine inlet valve 10 is not throttled, so that no throttling losses occur. As part of the primary control, the different energy stores of the power plant block are activated one after the other in the order that minor changes in the power output of the power plant block can be achieved by changes in the condensate current 21 to regulate the daily frequency noise. This power control is done without loss of efficiency and without feedback for the steam generator 4 and thus in a way that protects the power plant block. If major changes of the power output of the motor are factory blocks required and because of the look ahead the calculation in the computing device 61, the property for changing the condensate stream 21 available level reserves of the feed water tank 2 and the Kondensatbehäl ters 22 are no longer sufficient, is means by means of the control 66 first influenced by water injection into the high pressure superheater 8 and the reheater 16 and in a next stage by changing the feed water stream 1, the steam generation in the steam generator 4 . Since these interventions are only required relatively rarely, the overall load on the power plant block is low. For large network disturbances, the processing with a load shedding or Aufspal of the network 14 are connected in sub-networks, is immediately throttled turbine intake valve 10 via the control device 67, wherein, favored by the initial excess power in the network 14, fast as a vapor inventory in the steam generator 4 is built up. Then changes in the power output of the power plant block are made primarily from the steam supply by changing the high pressure steam flow 9 . Thereafter, changes in the power output take place first via the control device 65 by changing the condensate flow 21 and then by means of the control device 66 by water injection into the superheater 8 and / or reheater 16 or by changing the feed water flow 1 .

Je nach Kraftwerkstyp und wirtschaftlichem Nutzen können über die Steuereinrichtung 66 weitere vorhandene Energiespeicher aktiviert werden, indem beispielsweise die Kondensaterwärmung dampfseitig über die Ventile 27 abgeschaltet wird.Depending on the type of power plant and economic benefit, further existing energy stores can be activated via the control device 66 , for example by switching off the condensate heating on the steam side via the valves 27 .

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungs gemäße Vorrichtung wird somit eine deutlich kostengünstigere und schonendere Fahrweise von Kraftwerkblöcken im Primär regelbetrieb erreicht.By the inventive method or the Invention appropriate device is thus a significantly cheaper and gentler driving of power plant blocks in the primary normal operation reached.

Claims

1. A method for the primary control of a steam power plant block, in whose water / steam circuit different energy stores are available, which can be activated to change the power output of the power plant block as part of the primary control, characterized in that the energy content of selected energy stores and the temporal change in this energy content are continuously determined and that to change the power output of the power plant block, the selected energy storage devices are activated in a predetermined sequence, the times of their respective activation and subsequent deactivation depending on the required amount of change in the power output and depending on the determined energy content and its changes be determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that in normal operation of the power plant block, the turbine inlet valve ( 10 ) is not throttled and that in the predetermined order as an energy store, the condensate tank ( 22 ) and the feed water tank ( 2 ) with the there between by one preheater flowing condensate stream (21) are activated by the own needs of the power plant block is changed for preheating condensate by changing the condensate stream (21).

3. The method according to claim 2, characterized in that in the predetermined order as a further energy storage of the steam generator ( 4 ) by water injection into the high pressure and / or reheater area ( 8 , 16 ) and / or the steam generator ( 4 ) in connection with the Feed water tank ( 2 ) is activated by changing the feed water flow ( 1 ).

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that in the predetermined order further energy storage devices are activated by at least one of the following measures:

- opening of overload valves on the turbine,
- additional water feed into the reheater area,
- accumulation of the medium turbine pressure,
- Turning off preheaters on the steam side.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the turbine inlet valve ( 10 ) is throttled in the event of major network disturbances with load shedding or shutdown of subnetworks and then initially as an energy store the steam generator ( 4 ) in connection with the turbine inlet valve ( 10 ) is activated by changing the high pressure steam flow ( 9 ) by changing the valve opening.

6. The method according to claim 5, characterized in that after changing the high pressure steam flow ( 9 ) the condensate flow ( 21 ) is changed.

7. The method according to claim 6, characterized in that after changing the condensate flow ( 21 ) as a further energy store of the steam generator ( 4 ) by water injection in the high pressure and / or reheater area ( 8 , 16 ) and / or the steam generator ( 4 ) stream in conjunction with the feed water tank (2) by changing the feedwater (1) is activated.

8.Device for the primary control of a steam power plant block, in the water / steam circuit of which there are different energy stores which can be activated to change the power output of the power plant block as part of the primary control, characterized by a computing device ( 61 ) for continuously determining the energy content of selected energy stores and the Changes in time of this energy content and control devices ( 65 , 66 , 67 ) for activating the selected energy storage devices in a predetermined order when there is a request to change the power output of the power plant block, the times of activation and subsequent deactivation of the energy storage devices depending on the required amount of Change in the power output as well as depending on the energy determined and their changes are determined.