DE2813045C2

DE2813045C2 - Dampfturbinenanlage

Info

Publication number: DE2813045C2
Application number: DE2813045A
Authority: DE
Inventors: Karel Dipl.-Ing. Dr. Aargau Skala
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE2813045A1; SE7901363L; SE443186B; JPS54114612A; US4271673A; FR2417634A1; FR2417634B1; CH632315A5; JPS6244082B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage mit einem Turbineneinlaßventil und einem Bypaßventil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, in Dampfturbinenanlagen zur Vordruckregelung vor dem Turbineneinlaßventil einen Druckwertmeßgeber anzuordnen. Bei schneller Leistungsreduktion, wie dies zum Beispiel bei Kurzschluß oder Blitzschlag in einem Teil des angeschlossenen Netzes erforderlich ist, führen die Turbineneinlaß- und die Bypaß-Ventile schnelle Hubänderungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen durch. Dadurch treten vor diesen Ventilen starke Dampfdruckänderungen mit umgekehrten Vorzeichen auf. Diese Dampfdru-'känderungen pflanzen sich mit annähernd gleichen Geschwindigkeiten in Richtung der Leistungsabzweigung fort. Besonders große Amplituden der Druckschwingungen sind unmittelbar vor dem Turbineneinlaßventil zu beobachten, das heißt dort, wo der Druckwertmeßgeber angeordnet ist. Dadurch werden die Bedingungen für die Vordruckregelung derart verschlechtert, daß die vom Reaktor-Hersteller festgelegten Grenzen des Wertes

FM= f QyM+ Ob**-QmA) _d,
J QmeC)

QmM)
ο

mit Q_iF = Durchfluß durch Turbinep.einlaßventü, Q_ßf. = Durchfluß durch Bypaßventil und Q_RF = Durchfluß aus der Reaktoraustriittsöffnung, nur bei nicht zu schnellen Hubänderungen der Ventile nicht überschritten werden. Sehr schnelle Hubänderungen der Ventile, wie sie manchmal erwünscht wären, sind unter Einhaltung dieser Grenzen bei Kernkraftwerken bisher nicht realisierbar.

Eine Anlage der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE-OS 27 21 168. Um Druck- und Teroperaturänderungen im Dampferzeuger und in der Frischdampfieitung zu vermeiden, wird zur Konstanthaltung des Dampfstromes beim Offnen des Einlaßventils das Bypaßventil proportional geschlossen durch das Signal eines Multiplizierers. Wennjedoch die infolge dieses Signals erzeugte Einstellung nicht zum Regeln des Dampfdrucks ausreicht, ist eine separate, hochverstärkende Druckregulierungsschleife vorgesehen. Mit dieser Maßnahme ist es jedoch nicht möglich, Druckpendelungen zu kompensieren, die einerseits durch die Eigenfrequenz der Dampfsäule in der Frischdampfleitung gegeben sind und die andererseits durch schnelle Ventiländerungen verursacht werden.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, bei einer Dampfturbinenanlage der eingangs genannten Art einen Regelkreis zu schaffen, mit dem ein vorbestimmter, konstanter Frischdampfdruck aufrecht zu erhalten ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs I gelöst. Zwar ist aus der US-PS 38 79 616 eine Dampfturbinenanlage bekannt, bei der in der Frischdampfleilung und in der Bypaßleitung Druckmeßstellen angeordnet sind. Jedoch wird nur einer der gemessenen Drücke zur Verstellung des Bypaßventiles benützt. Überdies ist bei dieser Anlage keine Druckmessung vor dem Turbineneintrittsventil vorgesehen.

Es ist zweckmäßig, wenn der Regelkreis derart ausgebildet ist, daß aus den Druckmeßwerten der arithmetische Mittelwert und zwischen diesem und einem Drucksollwert die Differenz gebildet und die letztere zur Regelung ausgenutzt wird. Noch besser ist es, wenn der Regelkreis derart ausgebildet ist, daß aus den Druckmeßwerten ein gewichteter Mittelwert und zwischen diesem und einem Drucksollwert die Differenz gebildet, und die letztere zur Regelung ausgenutzt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Gemäß dem in der einzigen Figur dargestellten Teil einer Kernkraftwerkanlage ist ein Turbineneinlaßventil 1 und ein Bypaßventil 2 über je eine Zweigleitung 3 beziehungsweise 4 mit einer gemeinsamen, mit einem Kernreaktor 5 in Verbindung stehenden Frischdampfzufuhrleitung 6 verbunden. Die Zweigleitung 3 weist zum Beispiel eine Länge von 25 m, die Zweigleitung 4 eine Länge von 35 m und die Frischdampfzufuhrleitung 6 eine Länge von beispielsweise 80 m auf.

Trifft nun bei Blitzschlag in das Netz ein den Befehl zur Leistungsreduzierung gebendes Signal »Fast Valving« ein, dann wird einerseits das Einlaßventil 1 schnell in Schließstellung und das Bypaßventil 2 in Öffnungsrichtung bewegt. Dabei hat die Steuerung der Ventile 1 und 2 derart zu erfolgen, daß der Druck im Dampfvolumen des

Kernreaktors 5 konstant bleibt. Um dies zu erreichen, sind unmittelbar vor dem Turbineneinlaßventil I in der Zweigleitung 3 eine Druekwertmcßstelle 7, unmittelbar vor dem Bypaßventil 3 in der Zweigleitung 4 eine Druckwertmeßstelle 3, und unmittelbar nach der Sicherheitsdrosselung 9 am Frischdampfaustritt des Reaktors 5, im Frischdampfleitungsabschnitt 6, eine Druckwertmeßstelle 10 angeordnet und mit dem zur Steuerung der Ventile 1 und 2 dienenden Regelkreis verbunden.

Zur Regelung wird dabei das Signal Ap = p_Ist - p_Sa„ verwendet, welches im voliegenden. Fall im Rechner 11 des Regelkreises wie folgt bestimmt wird:

.„ ₌ Pi ■ G_x + Ip₂ - (P₁ - p-Q] ■ G₁ -t- [P₃-Qy₃- p-,)] - G₃
^AP G₁ + G₁ + G₃ ^Ps°" ίο

wobt·i P₁ = Druck vor dem Einlaßventil 1, p₂ = Druck vor dem Bypaßventil 2, p_} = Druck am Austritt aus dem Reaktor, G₁ = Gewichtsfaktor des Druckes p_u G₁ = Gewichtsfaktor des Druckes P₂, G₃ = Gewichtsfaktor des Druckes p,, p\ = Druck vor dem Turbineneinlaßventil 1 bei stationärem Betriebszustand, P₂ = Druck vor dem Bypaßventil 2 bei stationärem Betriebszustand und p₃ = Druck am Austritt aus dem Reaktor 5 bei stationärem Betriebszustand.

Bei stationärem Betrieb wird mit dem derart bestimmten Signal Ap nur das Turbineneinlaßventil 1 gesteuert, da dann das Bypaßventil 2 geschlossen ist. Auf diese Weise können die bei der bisherigen Vordruckregelung im Frischdampfzufuhrleitungssystem auftretenden, höchst unerwünschten Druckschwingungen, vermieden oder mindestens auf ein vemachlässigbares Maß vermindert werden. :>o

Bei einer zum Beispiel bei Kurzschluß notwendigen schnellen Leistungsreduktion wird das Türbmeneinlaßventil so rasch wie möglich in SchließrichtUiig bewegt, und zur Konstanthaltung des Druckes im Frischdampferzeuger mit dem Signal Ap das Bypaßventil 2 gesteuert.

Wenn die Anforderungen an einen möglichst konstanten Druck im Frischdampferzeuger nicht so hoch sind, dann kann das Signal Ap auch wie folgt bestimmt werden:

Ar. - Pi G₁ + p₂ ■ G₂ + pi ■ G₃

dP - „ _{r r} - Psall

O| + U₂ + O₃

30 oder noch weniger genau

Σ ρ.

I O₁ + P₁ + O₃

^ P ⁼ -Ps-Ii= — τ—— - Psoii

π 3

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dampfturbinenanlage mit einem Turbineneinlaßventil und einem Bypaßventil, weiche über je eine Zweigleitung mit einer gemeinsamen, mit einem Frischdampferzeuger in Verbindung siehenden Frisch-

dampfleitung verbunden sind, mit einem Regelkreis zurSteuerung der Öfihungs- bzw. Schließbewegung dieser Ventile, wobei in der zum Turbineneinlaßventil führenden Zweigleitung eine Druckwertmeßstelle vorgesehen ist, welche mit dem zur Steuerung der Ventile dienenden Regelkreis verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der das Bypaßventil (2) enthaltenden Zweigleitung (4) vordem Ventil urvlin der Frischdampfleitung (6) am Austritt des Dampferzeugers ebenfalls Druckmeßstellen (8,10) angeordnet sind, und daß aus den drei gemessenen Druckwellen (7,8,10) ein der Steuerung der Ventile (1,2) dienender Mittelwert gebildet wird.

2. Dampfturbinenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Druckmeßwerten ein arithmetischer Mittelwert gebildet wird.

3. Dampfturbin.enanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Druckmeßwerten ein gewogener Mittelwert gebildet wird.