DE69633794T2 - Kombikraftwerk in einwellenanordnung - Google Patents

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Norihisa Hitachi-shi WADA
Haruo Hitachi-Shi Urushidani
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • F01K13/025Cooling the interior by injection during idling or stand-by
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/12Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage mit kombinierten Zyklus, bei der eine Gasturbine und eine Dampfturbine auf einer einzigen Welle gekoppelt sind, und die Dampfturbine eine Dampfturbine für Zwischenüberhitzung ist.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei Anlagen mit Zwischenüberhitzung von ähnlichen Einwellenanlagen mit kombiniertem Zyklus, wie z. B. bei der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho. 62-101809 offenbarten, strömt Dampf, der einer Hochdruckturbine zugeführt wird, and der Hochdruckturbine vorbei und wird der Turbine für Zwischenüberhitzung zugeleitet. Die Hochdruckturbine wird dann mit einem Kondensator in Verbindung gebracht, und mit der Erwärmung einhergehende Ventilationsverluste von Hochdruckturbinen und Turbinen für Zwischenüberhitzung, die bei der Aktivierung der Dampfturbine entstehen, werden verhindert.
  • In der EP 0 379 930 ist eine Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus offenbart, die eine Gasturbine und eine Dampfturbine für Zwischenüberhitzung umfasst. Die Dampfturbine für Zwischenüberhitzung hat einen Hochdruckturbinenabschnitt und einen Niederdruckturbinenabschnitt. Ein von der Gasturbine erhitzter Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger umfasst einen Hochdruckdampferzeugungsabschnitt, der dem Hochdruckdampfturbinenabschnitt über Steuerventile Dampf zuführt, sowie einen Zwischenüberhitzungsabschnitt, dem vom Hochdruckdampfturbinenabschnitt ausgeströmter Dampf zuströmt. Zwischen dem Auslass des Dampfzwischenüberhitzungsabschnitts und dem Einlass des Niederdruckturbinenabschnitts ist eine ventillose Dampfleitung angeschlossen, wobei der sich im Dampfzwischenüberhitzer und in der ventillosen Dampfleitung befindende Dampf durch die Niederdruckdampfturbine frei expandieren kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es gibt Fälle, in denen einer Hockdruckturbine zugeführter Dampf durch einen Zwischenüberhitzer eines Abgaswärme-Rückgewinnungskessels überhitzt und aufgrund des Einflusses von Aktivierungsbedingungen u. s. w. einer Turbine für Zwischenüberhitzung zugeführt wird. Wird bei einer Einwellenanlage mit kombinierten Zyklus die Kapazität der Anlage erhöht, so steigt mit der Erhöhung des Ausstoßes aus einer Dampfturbine auch der Ausstoß einer Gasturbine an, und der Einfluss von Beiwärme, die durch Ventilationsverlust aufgrund der Länge der Rotorschaufeln der Dampfturbine erzeugt wird, ist wesentlich.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus und ein Aktivierungsverfahren für eine Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus bereitzustellen, die den Einfluss von Dampf, der vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel überhitzt wird, während des Aktivierens einer Zwischenüberhitzungs-Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus unterdrücken können, und Stabilität schaffen können, während der Einfluss von Ventilationsverlusten der Hockdruckturbine und der Turbine für Zwischenüberhitzung unterdrückt wird.
  • Dieses Ziel wird durch eine Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
  • Folglich werden während des Aktivierens der Anlage die folgenden Schritte ausgeführt.
  • Ein erster Schritt ist das Aktivieren der Gasturbine und die Erhöhung ihrer Drehzahl, ein zweiter Schritt ist das Zuführen des Abgases der Gasturbine zum Abgaswärme-Rückgewinnungskessel und die Erzeugung von Dampf im Abgaswärme-Rückgewinnungskessel, ein dritter Schritt ist das Abführen von in der Hochdruckturbine verbleibendem Dampf unter Verwendung einer ersten Abführeinrichtung, die stromaufwärts eines Rückschlagventils angeordnete ist, das an dem zweiten Dampfweg für eine Abfuhr von Dampf innerhalb der Hochdruckturbine aus der Hochdruckturbine vorgesehen ist, das Zuführen von Dampf zur Turbine für Zwischenüberhitzung und zur Niederdruckturbine unter Verwendung einer separat vorgesehenen Dampfversorgungseinrichtung, und das Abführen von Dampf, der durch die Turbine für Zwischenüberhitzung und entlang des dritten Dampfwegs strömt, unter Verwendung einer auf dem dritten Dampfweg angeordneten zweiten Abführein richtung für das Abführen von Dampf aus dem dritten Dampfweg, ein vierter Schritt ist das Zuführen von vom Überhitzer erzeugtem Dampf zur Turbine für Zwischenüberhitzung über den Zwischenüberhitzer, nachdem erwünschte Bedingungen für den vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel erzeugten Dampf erreicht sind, und ein fünfter Schritt ist das Erzielen eines Ausstoßes aus der Dampfturbine.
  • Die Überhitzung aufgrund von Ventilationsverlusten der Hochdruckturbine und der Turbine für Zwischenüberhitzung und der vom Zwischenüberhitzer zwischenüberhitzte Dampf führen nicht zu einem Zustrom von Dampf mit hoher Temperatur in die Zwischenüberhitzungs-Rohrleitung mit niederer Temperatur, die stromabwärts von der Turbine für Zwischenüberhitzung und der Hochdruckturbine vorgesehen ist.
  • Die oben beschriebene Erfindung kann auch in solchen Fällen effektiv arbeiten, in denen der Betrieb zeitweise angehalten und nach einer kurzen Unterbrechung wieder gestartet wird, oder in Fällen, in denen bei Betriebsbeginn die Zeit zwischen dem Starten der Gasturbine und der Ventilation und dem Erhalt eines Ausstoßes aus der Dampfturbine aus irgendeinem Grunde sehr lang ist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird daher dem Umstand Aufmerksamkeit gewidmet, dass aufgrund von Bedingungen bei Betriebsbeginn u. s. w. von der Hochdruckdampfturbine ausgestoßener Dampf durch den Abgaswärme-Rückgewinnungskessel überhitzt wird und Turbinen, die durch Ventilationsverluste während der Zufuhr von Dampf zur Turbine für Zwischenüberhitzung überhitzt wurden, nicht kühlen kann, indem die Überhitzung aufgrund von Ventilationsverlust in der Hochdruckturbine und in der Turbine für Zwischenüberhitzung unterdrückt werden, indem diese Situation verhindert wird.
  • Die Zwischenüberhitzungs-Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus ist daher in der Lage, den Einfluss der Dampfüberhitzung durch den Abgaswärme-Rückgewinnungskessel aufgrund des Einflusses der Aktivierungsbedingungen u. s. w. zu unterdrücken und Stabilität zu schaffen, während der Einfluss von Ventilationsverlusten der Hochdruckturbine und der Turbine für Zwischenüberhitzung unterdrückt wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist die strukturelle Darstellung einer Übersicht über eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus,
  • 2 ist eine Übersichtsdarstellung für ein Beispiel für Bedingungen für die Anwendung der vorliegenden Erfindung,
  • 3 ist eine Übersichtsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Wenn ein unabhängiger Betrieb einer Gasturbine in einem Kraftwerk mit kombiniertem Zyklus, bei dem eine Gasturbine und eine Dampfturbine auf einer einzigen Welle gekoppelt sind, möglich ist, dann wird die Drehzahl der Dampfturbine durch den Betrieb der Gasturbine hoch. Die Rotorschaufeln der Dampfturbine werden dann durch den sogenannten Ventilationsverlust aufgrund von Reibungswärme erwärmt, wobei aufgrund des Einströmens von Stopfbuchsensperrdampf Dampf innerhalb der Turbine verbleibt, und bei zunehmender Erwärmung durch diesen Ventilationsverlust eine Überhitzung der Turbine bei hohen Temperaturen unterdrückt werden kann.
  • Um diesen Temperaturanstiegen in einer derartigen Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus vorzubeugen, wird die Akkumulation von Wärme vermieden, und Temperaturanstiege innerhalb der Dampfturbine werden dadurch verhindert, dass einer Turbine mit mittlerem und niederem Druck, bei der die Temperatur aufgrund von Ventilationsverlust bei langen Rotorschaufeln ansteigen kann, nur Kühldampf zugeführt wird, und dass ein Teil der durch Ventilationsverlust entstehenden Wärme in einer nachfolgendem Stufe abgeleitet wird. Dies wird nachfolgend beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • 1 ist die strukturelle Darstellung einer Übersicht über eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus mit Zwischenüberhitzung.
  • Der folgende Text beschreibt eine Übersicht über Teile, die der vorliegenden Erfindung gemeinsam sind.
  • Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Gasturbine, Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Dampfturbine, Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Hochdruckturbine, Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Turbine für Zwischenüberhitzung, Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Niederdruckturbine, Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Kondensator, und Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Generator. Weiter ist ein Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 vorhanden, der mit Abgas 91 der Gasturbine 10 als Wärmequelle gespeist wird. Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Niederdrucktrommel, Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Mitteldrucktrommel, Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Hochdrucktrommel, und Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Zwischenüberhitzer. Ein Rotor 64 steht mit der Gasturbine 10 und der Dampfturbine 20 in Verbindung.
  • Bezugszeichen 71 bezeichnet ein Hochdruckdampfrohr, das die Hochdrucktrommel 33 und die Hochdruckturbine 21 miteinander verbindet. Bezugszeichen 41 bezeichnet ein Hochdruckdampfventil zur Steuerung der in der Hochdrucktrommel 33 erzeugten Dampfmenge, die der Hochdruckturbine 21 zugeleitet wird. Bezugszeichen 72 bezeichnet ein Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr für niedrige Temperatur, das die Hochdruckturbine 21 und den Zwischenüberhitzer 34 miteinander verbindet. Bezugszeichen 73 bezeichnet ein Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr für hohe Temperatur, das den Zwischenüberhitzer 34 und die Turbine 22 für Zwischenüberhitzung miteinander verbindet. Bezugseichen 42 ist ein Ventil für zwischenüberhitzten Dampf für die Steuerung der Menge des vom Zwischenüberhitzer 34 zwischenüberhitzten Dampfes, der der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung zugeleitet wird.
  • Bezugseichen 74 bezeichnet ein Kreuzrohr, das einen Auslass der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung und einen Einlass der Niederdruckturbine 23 miteinander verbindet. Bezugszeichen 83 bezeichnet ein Hochdruckturbinen-Umgehungsrohr, und Bezugszeichen 47 bezeichnet ein Hochdruckturbinen-Umgehungsventil. Bezugszeichen 84 bezeichnet ein Zwischenüberhitzungsturbinen-Umgehungsrohr, und Bezugszeichen 52 bezeichnet ein Zwischenüberhitzungsturbinen-Umgehungsventil. Bezugszeichen 85 bezeichnet ein Hochdruckturbinen-Rohrsystem, und Bezugszeichen 53 bezeichnet ein Hochdruckregulierungsventil, Bezugszeichen 86 bezeichnet ein Niederdruckdampfrohr, und Bezugszeichen 43 bezeichnet ein Niederdruckdampfventil zur Steuerung der Menge des in der Niederdrucktrommel 31 erzeugten Niederdruckdampfes, der der Niederdruckturbine 23 zugeleitet wird. Bezugszeichen 46 bezeichnet ein Mitteldruckdampfventil für die Steuerung der Menge des von der Mitteldrucktrommel 32 erzeugten Dampfes mit mittlerem Druck, der der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung zugeleitet wird. Bezugszeichen 92 bezeichnet ein Wasserversorgungsrohr für durch den Kondensator kondensierten Dampf, Bezugszeichen 63 bezeichnet eine Niederdruckwasserversorgungspumpe, Bezugszeichen 64 bezeichnet eine Mitteldruckwasserversorgungspumpe, und Bezugszeichen 65 bezeichnet eine Hochdruckwasserversorgungspumpe. Zugeführtes Wasser, dessen Druck durch die Niederdruckwasserversorgungspumpe 63 erhöht wurde, wird auf einen hohen Druck gebracht, um der Mitteldrucktrommel 32 und der Hochdrucktrommel 33 zu entsprechen.
  • Signalleitungen, Steuereinrichtungen u. s. w. wurden weggelassen.
  • Die vorliegende Erfindung verhindert die Überhitzung einer Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus mit Zwischenüberhitzung, in der ein Dampfrohrsystem, das eine Hochdruckturbine und eine Turbine für Zwischenüberhitzung verbindet, durch Ventile unterteilt ist.
  • Bei Normalbetrieb der Anlage wird von der Gasturbine 10 ausgestoßenes Abgas 91 dem Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 zugeführt. Der Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 führt einen Temperaturaustausch durch, indem mehrere Wärmeaustauscher das als Wärmequelle dienende Abgas 91 aufnehmen, so dass Hochdruckdampf, Mitteldruckdampf und Niederdruckdampf erzeugt werden.
  • Von der Hochdrucktrommel 33 erzeugter Hochdruckdampf strömt durch das Hochdruckdampfrohr 71 und wird über das Hochdruckdampfventil 41 der Hochdruckturbine 21 zugeleitet. Der zugeführte Dampf hat daher eine Temperatur von ca. 538°C bei einem Durchsatz von ca. 180 t/h bei einem Druck von ca. 100 ata. Zwischenüberhitzter Dampf niederer Temperatur, der durch das Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur strömt, wird, nachdem die Hochdruckturbine 21 ihre Aufgabe verrichtet hat, zu Dampf mit wiederhergestellter hoher Temperatur, der vom Zwischenüberhitzer 34 wieder erzeugt wurde. Der Dampf mit wiederhergestellter hoher Temperatur strömt durch das Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur und wird über das Ventil 42 für zwischenüberhitzten Dampf der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung zugeführt. Der zugeführte Dampf hat beispielsweise einen Druck von 25 ata und ungefähr die gleiche Temperatur wie der der Hochdruckturbine zugeführte Dampf.
  • Durch die Turbine 22 für Zwischenüberhitzung strömender Dampf strömt durch das Kreuzrohr 74 und wird der Niederdruckturbine 23 zugeführt. Der zugeführte Dampf hat beispielsweise eine Temperatur, die niedriger ist als die des der Turbine für Zwischenüberhitzung zugeführten Dampfes, und einen Druck von ca. 4 ata. Durch die Niederdruckturbine 23 strömender Dampf wird dann vom Kondensator 25 kondensiert. Dieser wird mittels der Niederdruckwasserversorgungspumpe 63 über das Wasserversorgungsrohr 92 wiederum dem Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 zugeführt und wird als Dampfquelle wiederverwendet. Der Kondensator erzielt bei Verwendung einer Vakuumpumpe beispielsweise einen Dampfdruck von ca. 0,05 ata.
  • Weiter wird von dem mit der Mitteldruckwasserversorgungspumpe 64 verbundenen Generator 62 Elektrizität erzeugt, was ein Ergebnis der Rotationen des Rotors 64 ist, mit dem die Gasturbine 10 und die Dampfturbine 20 verbunden sind.
  • Von der Mitteldrucktrommel 32 erzeugter Mitteldampf kann dann über das in den Zeichnungen gezeigte Mitteldruckdampfventil 46 im Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur gemischt werden, oder er kann über ein weiteres Mitteldampfventil 48 im Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur gemischt werden. Weiter wird der Niederdruckdampf der Niederdrucktrommel 31 über das Niederdruckdampfventil 43 dem Kreuzrohr 74 zugeführt, und die Menge des der Niederdruckturbine 23 zuströmenden Dampfes kann erhöht werden. Es kann z. B. eine Strömung von ca. 25 t/h erzielt werden, obwohl dies in Abhängigkeit von der Größe der Anlage variiert. Der Mitteldruckdampf und der Niederdruckdampf können dann unter Verwendung eines Mitteldruckdampfregulierungsventils 66 (oder 67) und eines Niederdruckdampfregulierungsventils 68 individuell reguliert werden, so dass die gewünschten Dampfbedingungen erreicht werden.
  • Es folgt eine Übersicht über die bei Betriebsstart ablaufenden Vorgänge, wobei auf die 1 und 2 Bezug genommen wird.
  • Die erfindungsgemäße Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus zündet zunächst die Gasturbine 10 und erhöht schrittweise die Drehzahl. Ist die Solldrehzahl erreicht, so beginnt der Ausstoß aus der Gasturbine 10.
  • Wenn der Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 durch das Abgas 91 der Gasturbine vorgeschriebene Dampfbedingungen erreicht, dann wird die Dampfturbine 20 vollständig ventiliert, und die Dampfturbine 20 nimmt ihren Betrieb auf.
  • Das Hochdruckdampfventil 41, das Mitteldruckdampfventil 46 (oder 48), das Niederdruckdampfventil 43 und das Ventil 42 für zwischenüberhitzten Dampf, z. B., sind geschlossen, bis die Ventilation der Dampfturbine 20 durch die Aktivierung der Gasturbine 10 beginnt.
  • Beispielsweise wird der von der Hochdrucktrommel 33 erzeugte Dampf über das Hochdruckregulierungsventil 53 und das Hochdruckturbinenrohrsystem 85 dem Kondensator zugeführt, so dass der Anstieg der Dampfbedingungen abgewartet werden kann.
  • Weiter kann, wenn ein Hochdruckturbinenumgehungssystem installiert ist, die Verbesserung der Dampfbedingungen ebenfalls abgewartet werden, indem das Hochdruckturbinenumgehungsventil 47 geöffnet wird, wodurch Dampf über das Hochdruckturbinenumgehungsrohr 83 durch das Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur strömt, und indem das Ventil 52 zur Umgehung der Turbine für Zwischenüberhitzung geöffnet wird, so dass Dampf vom Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur über das Rohr 84 zur Umgehung der Turbine für Zwischenüberhitzung zum Kondensator strömt.
  • Um einen Ausstoß aus der Dampfturbine 20 zu erzielen ist das Hochdruckregulierungsventil 53 geschlossen, und das Hochdruckdampfventil 41 ist geöffnet, so dass vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 erzeugter Dampf der Hochdruckturbine 21 zugeführt wird.
  • Es folgt die Beschreibung einer weiteren Ausführungsform.
  • Eine zweite Ausführungsform wird anhand der Übersichtskonfiguration aus 1 und der Übersichtsdarstellung der Ausführungsform von 3 beschrieben.
  • Zusätzlich zur allgemeinen Konfiguration sind eine zusätzliche Dampfversorgungseinrichtung 61b, ein Regulierungsventil 55b und ein Rückschlagventil 56b so angeordnet, dass sie durch das Niederdruckdampfrohr verbunden sind. Am Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur auf der stromabwärtigen Seite des Ventils 42 für zwischenüberhitzten Dampf ist ein Rohrsystem 81 vorgesehen, das mit dem Kondensator 25 kommuniziert, und das mit einem Abführventil 51 für die Turbine für Zwischenüberhitzung ausgestattet ist. Das mit dem Kondensator 25 kommunizierende Hochdruckturbinenrohrsystem 82 kommuniziert auch mit dem Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur und ist mit einem Abführventil 57 ausgestattet. Das Rückschlagventil 58 ist stromabwärtig von dem Teil des Zwischenüberhitzungs-Dampfrohrs 72 mit niederer Temperatur, das mit dem Hochdruckturbinenrohrsystem 82 kommuniziert, vorgesehen.
  • Vom Zeitpunkt der Aktivierung der Gasturbineneinheit 1 findet eine Ventilation der Dampfturbine statt. Die Hochdruckturbine 21, die Turbine 22 für Zwischenüberhitzung und die Niederdruckturbine 23 kommunizieren mit dem Kondensator 25. Der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung und der Niederdruckturbine 23 wird Kühldampf zugeführt, und eine Erwärmung aufgrund von Ventilationsverlust dieser Turbinen wird verhindert.
  • Dampf aus der zusätzlichen Dampfzufuhreinrichtung 61b strömt zur Niederdruckturbine 23 und zur Turbine 22 für Zwischenüberhitzung. Die Menge des strömenden Dampfes variiert in Abhängigkeit von der Größe der Anlage, es sind aber beispielsweise Strömungen von 16 t/h auf der Seite der Niederdruckturbine und von 2 t/h auf der Seite der Turbine für Zwischenüberhitzung möglich.
  • Die zusätzliche Dampfversorgungseinrichtung 61b speist das Niederdruckdampfrohr 86 über das Regulierungsventil 55b und das Rückschlagventil 56b. Der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung wird über das Niederdruckdampfventil 43, das so gesteuert wird, dass es weit genug geöffnet ist, um die benötigte Dampfmenge strömen zu lassen, Dampf zugeführt. Dampf, der durch die Turbine 22 für Zwischenüberhitzung strömt, tritt in das Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur ein, strömt in das Rohrsystem 81, und wird über das Abführventil 51 der Turbine für Zwischenüberhitzung vom Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 73 mit hoher Temperatur abgeführt. Dieser wird dann dem Kondensator 25 zugeführt.
  • Ist das Hochdruckdampfventil 41 geöffnet, dann tritt in der Hochdruckturbine 21 verbliebener Dampf in das Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur ein, strömt durch das Hochdruckturbinenrohrsystem 82, und wird über das Abführventil 57 aus dem Zwischenüberhitzungs-Dampfrohrsystem 72 mit niederer Temperatur abgeführt, um dann dem Kondensator 25 zugeführt zu werden.
  • Die durch Ventilationsverlust erzeugte Wärmemenge, die zum Durchmesser des Schaufelrads und zur Länge der Rotorschaufeln proportional ist, ist auch proportional zum spezifischen Gewicht des Dampfes in der Atmosphäre, der die Rotorschaufeln innerhalb der Dampfturbine ausgesetzt sind, d. h. zum Dampfdruck. Es ist jedoch möglich, die durch Ventilationsverlust erzeugte Wärmemenge zu reduzieren, indem der Druck innerhalb der Dampfturbine 20 so weit wie möglich verringert wird. Um dies zu erreichen wird ein Verfahren angewandt, bei dem der Dampfstrom zur Hochdruckturbine 21 und zur Turbine 22 für Zwischenüberhitzung so weit wie möglich unterbrochen wird, jede Dampfturbine 20 mit einem sich in einem Zustand des Vakuums befindenden Kondensator verbunden wird, und der Druck innerhalb der Dampfturbine 20 reduziert wird.
  • Um innerhalb der Hochdruckturbine 21 Niederdruckbedingungen zu erreichen, wird das Hochdruckdampfventil 41 vollständig geschlossen, wird von der Hochdrucktrommel 33 erzeugter Dampf angehalten, und wird das Rückschlagventil 58 am Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur auf der Abführseite der Hochdruckturbine 21 installiert, um den Zwischenüberhitzer 34 zu isolieren. Weiter wird das Hochdruckturbinenrohrsystem 82 so installiert, dass eine direkte Verbindung mit dem Kondensator 25 hergestellt wird, und es wird durch das Einströmen von Stopfbuchsensperrdampf in die Hochdruckturbine 21 die Abfuhr des verbleibenden Dampfes zum Kondensator 25 erzwungen. Mit der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung kann weiter, wenn das Ventil 42 für zwischenüberhitzten Dampf vollständig geschlossen ist, um den zwischenüberhitzten Dampf zu unterbrechen, und gleichzeitig das Rohrsystem 81 installiert ist, um am Einlassabschnitt der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung eine direkte Verbindung mit dem Kondensator 25 herzustellen, ein Abführen des Dampfes innerhalb der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung zum Kondensator 25 erzwungen werden, und innerhalb der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung kann ein Niederdruckzustand erreicht werden. Da die Rotorschaufeln der Niederdruckturbine 23 lang sind und unter Vakuumbedingungen viel Wärme erzeugen, und ein Kondensator in Reaktion auf Ventilationsverluste wenig Wärme erzeugt, ist es vorzuziehen, zur Zwangskühlung Kühldampf zuzuführen.
  • Es handelt sich um ein Vakuum, dessen Größe durch eine mit dem Kondensator 25 verbundene Vakuumpumpe erreicht wird, oder um ein Vakuum, dessen Größe durch Koppelung mit dem Kondensator erreicht wird, was auch auf die nachfolgend geschilderten Fälle zutrifft.
  • Dies hat zur Folge, dass die Zufuhr von zwischenüberhitztem Dampf zur Turbine 22 für Zwischenüberhitzung, Wärmeerzeugung aufgrund von Ventilationsverlust und verbleibende Wärme unterdrückt werden. Zudem divergiert ein Teil des vom Niederdruckdampfventil 43 zugeführten Dampfes am Kreuzrohr 74 und wird der Niederdruckturbine 23 zugeführt.
  • Die Zufuhr von vom Zwischenüberhitzer 34 überhitztem Dampf zu den Turbinen kann unterdrückt werden, und Temperaturanstiege in jeder der Turbinen können verhindert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform kann der Einfluss des Abgaswärme-Rückgewinnungskessels 30 durch Einsatz des Ventils 42 für zwischenüberhitzten Dampf und des Rückschlagventils 58 vollständig unterbrochen werden, und die Kapazität des zusätzlichen Dampfgenerators kann klein gemacht werden.
  • Weiter kann durch Öffnen des Hochdruckdampfventils 41 bewirkt werden, dass Dampf innerhalb der Hochdruckturbine 21 durch das Hochdruckturbinenrohrsystem 82 zum Kondensator 25 strömt, und das Innere der Hochdruckturbine 21 unter geringen Druck gesetzt wird. Alternativ kann, wenn das Hochdruckdampfventil 41 in einem begrenzten Ausmaß geöffnet ist, ein Teil des Dampfes von der Hochdrucktrommel 33 der Hochdruckturbine 21 als Kühldampf zugeführt werden. Es kann beispielsweise Dampf, der durch die Hochdruckturbine 21 strömt, vom Zwischenüberhitzungs-Dampfrohr 72 mit niederer Temperatur zum Hochdruckturbinenrohrsystem 82 und in den Kondensator 25 strömen. Selbst in einem solchen Fall kann Ventilationsverlust bei jeder der Turbinen unbeeinflusst von der Zwischenüberhitzung durch den Zwischenüberhitzer 34 unterdrückt werden.
  • Hierauf wird, wenn der aus dem Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 austretende Dampf die gewünschte Bedingung erreicht hat und die Bedingungen ausreichend sind, um einen Ausstoß aus der Dampfturbine zu erzielen, das Ventil 42 für zwischenüberhitzten Dampf geöffnet, das Niederdruckdampfventil 43 geschlossen, das Verbindungssteuerventil 45 geschlossen, das Hochdruckregulierungsventil 53 geschlossen (oder das Ventil 52 für die Umgehung der Turbine für Zwischenüberhitzung wird geschlossen und das Ventil 47 für die Umgehung der Hochdruckturbine wird geschlossen), und das Hochdruckdampfventil 41 geöffnet, und vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 erzeugter Dampf wird der Hochdruckturbine, der Turbine für Zwischenüberhitzung und der Niederdruckturbine zur Aktivierung zugeführt. Alternativ ist das Hochdruckregulierungsventil 53 geschlossen (oder das Ventil 52 zur Umgehung der Turbine für Zwischenüberhitzung ist geschlossen), das Ventil 42 für zwischenüberhitzten Dampf ist geöffnet, das Niederdruckdampfventil 43 ist geschlossen, und das Verbindungssteuerventil 45 ist geschlossen, so dass vom Abgaswärme-Rückge-winnungskessel 30 erzeugter Dampf der Turbine für Zwischenüberhitzung zugeführt wird, die Turbine für Zwischenüberhitzung und die Niederdruckturbine aktiviert werden, und darauf folgend die Hochdruckturbine aktiviert wird. Hat die Ventilation begonnen, dann wird die Menge des zugeführten Dampfes schrittweise erhöht, und ein Ausstoß aus der Dampfturbine kann erzielt werden.
  • Nachdem der Schritt des Zuführens von Kühldampf bei der Aktivierung beendet ist, wird praktisch der gesamte von der Hochdrucktrommel 33 erzeugte Dampf dem Zwischenüberhitzer 34 zugeführt.
  • Die vorher erwähnten Bestimmungselemente und Bedingungen können für die Bedingungen u. s. w. für vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel ausgestoßenen Dampf verwendet werden.
  • 2 ist eine Übersichtsdarstellung für ein Beispiel einer Situation, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird, wobei A den Fall bei Normalbetrieb darstellt, und B den Fall darstellt, in dem die Zeit für das Zuführen von Kühldampf lang ist.
  • Im Normalbetrieb A wird die Gasturbine 10 aktiviert, und da die Dampfturbine, die sich in einem nicht-ventilierten Zustand befindet, bei Erhöhung ihrer Drehzahl Überhitzung aufgrund von Ventilationsverlust bewirkt, wird Kühldampf zugeführt. Fallen die Dampferzeugungsbedingungen für den Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 in einen vorgeschriebenen Bereich, und steigt der Ausstoß der Gasturbine 10 an, dann wird eine vollständige Ventilierung der Dampfturbine 20 ausgeführt, ein Ausstoß aus der Dampfturbine 20 wird erzielt, und Kühldampf wird nicht benötigt.
  • Im Fall B jedoch, in dem die Zeitspanne, während der die Gasturbine 10 vor Beginn der vollständigen Ventilation der Dampfturbine 20 unabhängig arbeitet, verlängert ist, wie z. B. bei Auftreten einer Aktivierungsüberlastung, bei Reaktivierung nicht lange nach Betriebsstillstand, oder wenn eine Überprüfung anderer Bestandteile der Anlage notwendig ist, ist es möglich, dass die Temperatur des Abgaswärme-Rückgewinnungskessels 30 hoch wird.
  • Die Zeit bis zur vollständigen Ventilierung ist von den Metalltemperaturbedingungen u. s. w. der Dampfturbine beeinflusst und kann mehrere Minuten oder, wie im Fall B, einige Stunden betragen.
  • Ist im Fall B ein System für die Zufuhr von Kühldampf über den Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 zur Turbine 22 für Zwischenüberhitzung vorhanden, dann wird der Kühldampf beim Zwischenüberhitzer 34 des Abgaswärme-Rückgewinnungskessels 30 überhitzt, und der überhitzte Kühldampf wird der Turbine für Zwischenüberhitzung zugeführt. In diesem Fall arbeitet jede der oben dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung effektiv, wenn vom Abgaswärme-Rückgewinnungskessel 30 erzeugter Dampf zwischenüberhitzt und nicht der Turbine 22 für Zwischenüberhitzung zugeführt wird.

Claims (1)

  1. Einwellenanlage mit kombiniertem Zyklus, die eine Gasturbine (10), einen Abgaswärme-Rückgewinnungskessel (30) zur Erzeugung von Dampf unter Verwendung der von der Gasturbine (10) abgeführten Abgaswärme, und eine Dampfturbine (20) umfasst, die von dem Dampf angetrieben wird, der von dem Abgaswärme-Rückgewinnungskessel (30) erzeugt wurde, wobei Rotoren der Gasturbine (10) und Rotoren der Dampfturbine (20) gekoppelt sind, wobei die Dampfturbine (20) eine Hochdruckturbine (21), die von einem Hochdruckdampf angetrieben wird, der an einem Überhitzer (33) des Abgaswärme-Rückgewinnungskessels (30) erzeugt und über einen ersten Dampfweg (71) zugeführt wird, und eine Turbine (22) für Zwischenüberhitzung umfasst, die mit Dampf versorgt und angetrieben wird, der durch die Hochdruckturbine (21) und einen zweiten Dampfweg (72) strömt, durch einen Zwischenüberhitzer (34) des Abgaswärme-Rückgewinnungskessels (30) zwischenüberhitzt wird und nach dem Zwischenüberhitzen durch einen dritten Dampfweg (73) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Abführeinrichtung (57) stromaufwärts eines Rückschlagventils (58) angeordnet ist, das an dem zweiten Dampfweg (72) für eine Abfuhr von Dampf innerhalb der Hochdruckturbine (21) aus der Hochdruckturbine vorgesehen ist, eine separat vorgesehene Dampfversorgungseinrichtung (61b) der Turbine (22) für Zwischenüberhitzung Dampf zuführt, und eine zweite Abführeinrichtung (51) Dampf aus dem dritten Dampfweg (73) abführt, der durch den dritten Dampfweg (73) strömt, nachdem er von der Dampfversorgungseinrichtung über die Turbine für Zwischenüberhitzung zugeführt wurde, wobei die zweite Abführeinrichtung (51) stromabwärts eines Ventils (42) für zwischenüberhitzten Dampf angeordnet ist, das an dem dritten Dampfweg (73) für eine Regulierung der zu der Turbine (22) für Zwischenüberhitzung strömenden Dampfmenge vorgesehen ist.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2364125C (en) * 2000-11-28 2005-05-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Steam cooling apparatus for gas turbine
NL1020350C2 (nl) * 2002-04-10 2003-10-13 Henk Ouwerkerk Stoom- en gasturbine-inrichting.
US7461544B2 (en) * 2006-02-24 2008-12-09 General Electric Company Methods for detecting water induction in steam turbines
JP5221443B2 (ja) * 2009-05-08 2013-06-26 株式会社東芝 一軸型複合サイクル発電プラントの起動方法および一軸型複合サイクル発電プラント
DE102009021924B4 (de) * 2009-05-19 2012-02-23 Alstom Technology Ltd. Verfahren zur Primärregelung einer Dampfturbinenanlage
US9926934B2 (en) * 2009-06-09 2018-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for liquefying natural gas and method for starting said arrangement
US9334753B2 (en) 2011-10-12 2016-05-10 General Electric Company Control system and methods for controlling the operation of power generation systems
EP2930320A1 (de) * 2014-04-07 2015-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine
CN103967544A (zh) * 2014-05-19 2014-08-06 山东泓奥电力科技有限公司 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热利用系统
EP2952702A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Anwärmen oder Warmhalten einer Dampfturbine
US9732635B2 (en) * 2015-04-29 2017-08-15 General Electric Company Method for enhanced cold steam turbine start in a supplementary fired multi gas turbine combined cycle plant
EP3374604A1 (de) * 2015-12-22 2018-09-19 Siemens Energy, Inc. Stapelenergiesteuerung in kombikraftwerk
KR101907741B1 (ko) * 2016-06-27 2018-10-12 두산중공업 주식회사 스팀터빈의 윈디지 로스 방지 장치
EP4209196A1 (de) 2017-01-23 2023-07-12 Cephea Valve Technologies, Inc. Ersatzmitralklappen
CN110030608A (zh) * 2018-11-22 2019-07-19 国电电力发展股份有限公司大连开发区热电厂 基于高低旁路联合供热模式的热电解耦系统及其方法
JP7249133B2 (ja) * 2018-11-30 2023-03-30 三菱重工業株式会社 蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラント並びに蒸気タービン設備の改造方法
CN110005487B (zh) * 2019-04-19 2021-07-06 上海汽轮机厂有限公司 一种蒸汽轮机的启动方法
US11326471B2 (en) 2020-03-16 2022-05-10 General Electric Company System and method to improve boiler and steam turbine start-up times
US11125118B1 (en) 2020-03-16 2021-09-21 General Electric Company System and method to improve boiler and steam turbine start-up times
CN113931745B (zh) * 2021-09-18 2023-06-16 华电电力科学研究院有限公司 一种燃气蒸汽联合循环机组余热锅炉系统及其启动方法
US11927344B2 (en) 2021-12-23 2024-03-12 General Electric Technology Gmbh System and method for warmkeeping sub-critical steam generator

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52143306A (en) * 1976-05-26 1977-11-29 Hitachi Ltd Turbine bypass operation method and its system
US4571935A (en) * 1978-10-26 1986-02-25 Rice Ivan G Process for steam cooling a power turbine
JPS62101809A (ja) 1985-10-29 1987-05-12 Hitachi Ltd 再熱系を有する一軸コンバインドプラント
JP2558740B2 (ja) * 1987-09-30 1996-11-27 株式会社東芝 二段再熱式蒸気タービンプラントの起動方法
EP0379930B1 (de) * 1989-01-26 1993-05-26 General Electric Company Überdrehzahlsicherung für ein Kombikraftwerk mit Gas/Dampf-Turbinen
JP3559574B2 (ja) * 1993-08-27 2004-09-02 株式会社東芝 一軸型コンバインドサイクル発電設備の起動方法
USRE36497E (en) * 1993-11-04 2000-01-18 General Electric Co. Combined cycle with steam cooled gas turbine
JP3564242B2 (ja) * 1996-10-29 2004-09-08 三菱重工業株式会社 蒸気冷却ガスタービンの冷却蒸気系統システム
JPH10131719A (ja) * 1996-10-29 1998-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気冷却ガスタービンシステム

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Publication number Publication date
EP0908603B1 (de) 2004-11-03
JP3694530B2 (ja) 2005-09-14
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DE69633794D1 (de) 2004-12-09
EP0908603A4 (de) 2002-06-05
WO1997049903A1 (en) 1997-12-31

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