DE3628058C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
- F01D19/02—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith dependent on temperature of component parts, e.g. of turbine-casing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeenergietech
nik, insbesondere Verfahren zum Anfahren von Dampfturbinen
aus dem kalten Zustand.
Besonders zweckmäßig ist das erfindungsgemäße Anfahr
verfahren für sowohl neu zu entwerfende als auch im
Betrieb befindliche Dampfturbinen einzusetzen, die zur Er
zeugung elektrischer Leistung bestimmt sind.
Es ist ein Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine
aus dem kalten Zustand bekannt, bei dem zuerst die Dicht
heit der Vakuumanlage durch Ausfüllen ihres Kondensators
mit Wasser mit einer vorhergehenden Verstärkung der Kon
densatorstühle in der Zeitperiode vor dem Kesselanheizen
geprüft wird. Nach der Dichteprüfung der Vakuumanlage wird
das Wasser aus dem Kondensator herausgeleitet und der Kon
densator von den Zusatzstühlen befreit. Hiernach wird die
Läuferdurchdrehvorrichtung angefahren, ein Vakuum im Kon
densator erzeugt und eine teilweise Steigerung der Dreh
zahlen erreicht. Bei Teildrehzahlen wird eine Durch
wärmung von Läufern und Zylindergehäusen mit aus dem
Kessel zuströmenden Dampf bis auf den Wärmezustand vorge
nommen, der der oberen Temperaturgrenze der Kaltbrüchig
keit des Metalls entspricht, aus welchem die Läufer
hergestellt sind. Gleichzeitig mit der Durchwärmung wird
auch eine mittelbare Kontrolle des Wärmezustandes der
Läufer nach der Metalltemperatur von Zylindergehäusen durch
geführt. Hiernach läßt man den Wellenzug bis auf
die Nenndrehzahlen auf Touren kommen (siehe beispielsweise "Einheitsvorschriften für das
Anfahren eines Blockaggregats
von 300 MW Leistung aus unterschiedlichen
Wärmezuständen
und für das Anhalten dieses
Blockaggregats mit der
Turbine K-300-240 LMS", CPO ORGRES, 1975,
Moskau, SS. 11 und 12).
Bei diesem Anfahrverfahren wird die Vakuumdichte nur
bis zum Höhenstand der Wasserfüllung geprüft. Alle ober
halb des Wasserfüllstandes befindlichen Bauteile bleiben
ungeprüft. Außerdem wird der Wellenzug bei einem solchen
Anfahren erst nach beendetem Halten auf Teildrehzahlen bis
auf die Nenndrehzahlen gebracht, was die Anfahrzeit des
Turbinensatzes wesentlich verlängert und zu erhöhten An
laßverlusten an Brennstoff führt sowie demzufolge eine
unzureichende Erzeugung der elektrischen Leistung während
des Laufs mit Teildrehzahlen verursacht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kalten
Zustand zu entwickeln, bei dem die Durchwärmung von Läufern
und Zylindergehäusen, die Bildung eines Vakuums im Kon
densator und Steigerung der Drehzahlen des Wellenzuges bis
auf die Nenndrehzahlen derart verlaufen, daß dadurch die
Anfahrzeit des Turbinensatzes wesentlich verkürzt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Ver
fahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kalten Zu
stand, bei dem Anlassen der Läuferdurchdrehvorrichtung,
Bildung eines Vakuums innerhalb des Kondensators, eine
Dichteprüfung der Vakuumanlage, eine Durchwärmung von Läu
fern und Zylindergehäusen durch Zufuhr von Dampf mit
Überdruck bis auf den Wärmezustand der Läufer, welcher der
oberen Temperaturgrenze der Kaltbrüchigkeit des Metalls
der Läufer entspricht, und Erhöhung der Umlauffrequenz des
Wellenzugs bis auf die Nenndrehzahl erfolgen, erfindungs
gemäß nach dem Anlassen der Läuferdurchdrehvorrichtung
noch vor der Vakuumbildung innerhalb des Kondensators die
Durchwärmung der Läufer und Zylindergehäuse mit aus
einer fremden Dampfquelle bei Überdruck zuströmenden Dampf
durchgeführt und gleichzeitig die Prüfung der Dichtheit
der Vakuumanlage vorgenommen wird, wonach das Vakuum inner
halb des Kondensators gebildet und die Umlauffrequenz
bis auf die Nenndrehzahlen gesteigert wird.
Das gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführte
Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kalten
Zustand ermöglicht eine zusätzliche Stromerzeugung durch
eine bedeutende Verkürzung der Anfahrzeit beim Anfahren
der Dampfturbine und erlaubt es folglich, auch die Brenn
stoffverluste während des Anfahrens herabzusetzen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines konkreten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Be
zugnahme auf die Zeichnung, in der
ein Teil der wärmetechnischen Schaltung einer Dampfturbi
ne schematisch dargestellt ist, die Mittel- und Nieder
druckzylinder mit der Vakuumanlage enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anfahren der Dampf
turbine soll hier anhand des Anfahrens einer Dampfturbine
ausführlich beschrieben werden, die einen Wellenzug 1
mit einem an diesem angeordneten Mitteldruckzylinder und
einem Niederdruckzylinder 2 bzw. 3 aufweist (der Kes
sel und der Hochdruckzylinder sind in der Schaltung nicht
mitabgebildet). An den Stirnwänden der Zylinder 2 und 3
sind Außenstopfbuchsen 4 angebracht.
Der Niederdruckzylinder 3 kommuniziert mit einem Kon
densator 5, welcher seinerseits an den Ejektor 6 ange
schlossen ist. Der Niederdruckzylinder 3 ist mit Sicher
heitsventilen 7 ausgerüstet.
Durch den Kondensator 5 wird das mit einer Pumpe 8
über eine Wasserleitung 9 geförderte Wasser hindurchge
pumpt.
Aus dem Kondensator 5 wird das Kondensat mittels Kon
densatpumpen 10 über den Stopfbuchsenvorwärmer 11 ausge
pumpt, der einen eigenen Ejektor 12 besitzt.
Aus dem Stopfbuchsenvorwärmer 11 tritt das Kon
densat
über die Absperrarmatur 13 in ein Regenerationssystem bzw.
Rücklaufsystem des Kondensats durch eine Rohrleitung 14
in den Kondensator 5 zurück.
Das Absaugen des Dampf-Luft-Gemisches aus den Außen
stopfbuchsen 4 erfolgt über Rohrleitungen 15 in den Stopf
buchsenvorwärmer 11.
Der Dampf aus der nicht abgebildeten fremden Dampf
quelle gelangt über eine Rohrleitung 16 zu den Außen
stopfbuchsen 4 und durch eine Rohrleitung 17 über eine
Absperrarmatur 18 und einen Regler 19 in eine Leitung 20
zur Entnahme des Dampfes aus dem Mitteldruckzylinder 2.
Die Stelle des Anschlusses der Rohrleitung 17 an die Lei
tung 20 liegt zwischen der Absperrarmatur 21 der Dampf
entnahmeleitung 20 und dem Mitteldruckzylinder 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Anfahren der Dampf
turbine aus dem kalten Zustand wird wie folgt durchge
führt.
Zum Durchwärmen des Wellenzuges 1 und der Zylinder
gehäuse 2, 3 bei angelassener Wellendurchdrehvorrich
tung (aus der Zeichnung nicht ersichtlich) wird der Dampf
aus einer (nicht abgebildeten) fremden Dampfquelle über
die Rohrleitung 16 den Außenstopfbuchsen 4 der Zylinder 2, 3
zugeführt, bei abgestelltem Ejektor 6 werden die Umwälz
pumpen 8 und die Kondensatpumpen 10 eingeschaltet. Dabei
tritt auch der Stopfbuchsenvorwärmer 11 mit seinem Ejektor
12 gleichzeitig mit dem Einschalten der Rücklaufleitung 14
und Öffnen der Absperrarmatur 13 in Funktion.
Somit ist die Vakuumanlage zur Aufnahme des Heiz
dampfes aus der fremden Dampfquelle vorbereitet. Zur Zu
fuhr des Dampfes wird zunächst die Absperrarmatur 18
in der Rohrleitung 17 bei geschlossener Absperrarma
tur 21 geöffnet und durch den Regler 19 ein Gesamtdruck
in den Zylinder 2, 3 eingestellt und konstant gehalten,
wobei der zulässige Wert dieses Gesamtdrucks durch die
Festigkeit des Kondensators 5 bedingt ist. Falls der Ge
samtdruck den zulässigen Wert übersteigt, sprechen die
Sicherheitsventile 7 am Niederdruckzylinder 3 an.
So beginnt die Durchwärmung, in deren Verlauf die
in den Zylindern 2, 3 befindliche Luft durch den Dampf in
den Kondensator 5 verdrängt wird, während in der ganzen
Vakuumanlage der partielle Dampfdruck zunimmt. Sobald der
partielle Dampfdruck die Größe des atmosphärischen Drucks
übertrifft, geschieht selbsttätig die Prüfung der Dicht
heit der Vakuumanlage mit dem Dampf. Undichte Stellen wer
den durch Dampfaustritt aus ihnen ermittelt. Dabei erreicht
der partielle Dampfdruck eine konstante Größe.
Da der partielle Dampfdruck im beheizten Mitteldruck
zylinder 2 maximal ist, kommt die Sättigungstemperatur,
die diesem Druck entspricht, der Temperatur der Kaltbrüchig
keit des Werkstoffes des Läufers in diesem Zylinder 2 nahe.
Während der Durchwärmung wird eine mittelbare Kontrol
le des Wärmezustandes der Läufer durchgeführt. Die Durch
wärmung endet, sobald die Metalltemperatur des im Mittel
druckzylinder 2 untergebrachten Läufers den Wert der Sät
tigungstemperatur erreicht.
Hiernach wird der Ejektor 6 eingeschaltet und
Vakuum im Kondensator 5 gebildet. Nach der erfolgten
Vakuumbildung wird das Anheizen des in der Zeichnung
nicht mitabgebildeten Kessels für den Kondensator 5 durch
geführt. Nachdem die erforderlichen Dampfwerte am Eintritt
in die Turbine erreicht sind, wird der Dampf aus dem Kes
sel in den Mitteldruckzylinder 2 geleitet, und man läßt
den Wellenzug 1 auf Touren kommen unter vorhergehendem
teilweisen Schließen der Rohrleitung 17 durch die Absperrarmatur 18.
Da der Wellenzug 1 vor der Beschleunigung auf höhere Dreh
zahlen durchwärmt wird, kann die Steigerung der Um
lauffrequenz bis auf Nenndrehzahlen unmittelbar ab
der Umlauffrequenz erfolgen, die durch die Läuferdurch
drehvorrichtung sichergestellt wird, d. h. ohne Verzögerung
für die Durchwärmung des Wellenzugs 1 bei dessen Drehung
mit Teildrehzahlen.
Claims (1)
- Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kal ten Zustand, bei dem Anlassen der Läuferdurchdrehvorrich tung, Bildung eines Vakuums innerhalb des Kondensa tors (5), eine Dichteprüfung in der Vakuumanlage, eine Durchwärmung von Läufern und Zylindergehäusen (2, 3) durch Zufuhr von Dampf mit Überdruck bis auf den Wärmezustand der Läufer, welcher der oberen Temperaturgrenze der Kalt brüchigkeit des Metalls der Läufer entspricht, und Stei gerung der Umlauffrequenz des Wellenzugs (1) bis auf die Nenndrehzahlen erfolgen, dadurch gekenn zeichnet, daß nach dem Anlassen der Läuferdurch drehvorrichtung die Durchwärmung der Läufer und Zylinderge häuse (2, 3) noch vor der Vakuumbildung innerhalb des Kon densators (5) mit dem Dampf durchgeführt wird, der aus ei ner fremden Dampfquelle bei einem aus den Festigkeitsbe dingungen des Kondensators (5) zulässigen Überdruck zu strömt, und gleichzeitig die Dichteprüfung der Vakuumanlage erfolgt, wonach die Vakuumbildung innerhalb des Konden sators (5) und Steigerung der Umlauffrequenz des Wellenzugs (1) bis auf die Nenndrehzahlen durchgeführt werden.
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