EP1030960B1 - Fast power regulating process for a steam generating power plant and steam generating power plant - Google Patents

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EP1030960B1
EP1030960B1 EP98959765A EP98959765A EP1030960B1 EP 1030960 B1 EP1030960 B1 EP 1030960B1 EP 98959765 A EP98959765 A EP 98959765A EP 98959765 A EP98959765 A EP 98959765A EP 1030960 B1 EP1030960 B1 EP 1030960B1
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EP
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steam
water
generator
power plant
injection rate
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EP98959765A
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EP1030960A1 (en
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Günter Kallina
Rudolf Kral
Eberhard Wittchow
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G5/00—Controlling superheat temperature
    • F22G5/12—Controlling superheat temperature by attemperating the superheated steam, e.g. by injected water sprays

Definitions

  • the invention relates to a method for rapid Power control of a steam power plant with a one Steam turbine and a generator set comprising a generator. she further relates to one for performing the method suitable steam power plant.
  • the set point for the temperature of the flowing out of the superheater heating surface Steam reduced by a predetermined amount. How it turns out that the steam temperature drops the superheater heating surface due to the increased injection rate of the water after about 60 s, which is a temperature-controlled Regulation to reduce the injection rate of the Water and thus to a decrease in from the steam turbine performance. With a timely Lowering the setpoint for the temperature of the superheater heating surface escaping steam this is safely avoided.
  • the advantages achieved with the invention are in particular in that the setting of a generator extra power by increasing the rate of water injection with special simple means and without additional requirements to the components used.
  • the concept for fast power control is suitable is particularly suitable for steam turbines of normal design, which in the entire load range with a particularly low Heat consumption can be operated.
  • the steam turbine will with such a fast power control in only a small amount Dimensions claimed so that repeated repetition such a rapid power control for no damage leads to the steam turbine.
  • the steam power plant 1 comprises a steam turbine 2, via a turbine shaft 4 with a generator 6 connected is.
  • the steam turbine comprises 2 a high pressure part 2a and a low pressure part 2b.
  • the Steam turbine 2 is thus carried out in two stages.
  • the steam turbine 2 also only one or more, in particular include three pressure levels.
  • the evaporator heating surface 32 is also in the steam generator 28 arranged high pressure superheater 34 connected, the output side to the steam inlet 36 of the high pressure part 2a of the steam turbine 2 is connected.
  • the steam outlet 38 of the high pressure part 2a of the steam turbine 2 is via a reheater 40 to the steam inlet 42 of the low pressure part 2b of the steam turbine 2 connected.
  • Its steam outlet 44 is connected to the condenser 12 via the steam line 10, so that a closed water-steam circuit 46 is formed.
  • the water-steam circuit 46 shown in the figure is thus built up from only two pressure stages. But he can also from only one or from several, in particular three Pressure stages can be built up, in the steam generator 28 in a known manner Way further heating surfaces are arranged.
  • Both the high pressure part 2a and the low pressure part 2b of the steam turbine 2 are each one with a valve 48 or 50 lockable bypass line 52 or 54 can be bypassed.
  • the bypass line associated with the low pressure part 2b of the steam turbine 2 54 opens directly into the outlet the capacitor 12.
  • the steam power plant 1 has a fast power control guaranteed with particularly simple means. A generator extra power is doing this by increasing the Water W injection rate into the high pressure superheater 34 and / or in the reheater 40 possible.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schnellen Leistungsregelung einer Dampfkraftanlage mit einem eine Dampfturbine und einen Generator aufweisenden Turbosatz. Sie bezieht sich weiter auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Dampfkraftanlage.The invention relates to a method for rapid Power control of a steam power plant with a one Steam turbine and a generator set comprising a generator. she further relates to one for performing the method suitable steam power plant.

Eine sichere Energieversorgung in einem elektrischen Energieversorgungssystem setzt eine sorgfältige Abstimmung zwischen der Erzeugung elektrischer Energie durch eine Anzahl von Kraftwerksblöcken und der Abnahme dieser Energie durch eine Anzahl von Verbrauchern in einem elektrischen Verteilungsnetz voraus. Sind Erzeugung und Abnahme der elektrischen Energie gleich groß, so ist die Netzfrequenz, die eine wesentliche Kenngröße in einem elektrischen Netz ist, konstant. Ihr Nennwert beträgt z.B. im europäischen Verbundnetz 50Hz. Eine Frequenzabweichung, die z.B. durch den Ausfall eines Kraftwerksblocks und durch Zu- oder Abschalten eines Verbrauchers auftritt, kann als Maß für eine Erhöhung bzw. Absenkung der Erzeugerleistung betrachtet werden.A secure energy supply in an electrical energy supply system puts careful coordination between the generation of electrical energy by a number of Power plant blocks and the decrease of this energy by a Number of consumers in an electrical distribution network ahead. Are generation and decrease of electrical energy the network frequency is the same, which is an essential one The parameter in an electrical network is constant. Your face value is e.g. in the European network 50Hz. A frequency deviation, e.g. due to the failure of a power plant block and occurs by switching a consumer on or off, can be used as a measure of an increase or decrease in output to be viewed as.

Neben einer Ausregelung von Frequenzabweichungen innerhalb eines Energieversorgungssystems besteht nun eine weitere Aufgabe darin, eine vorgegebene Übergabeleistung an Kuppelstellen zu Teilnetzen, aus denen sich das Verteilungsnetz (Verbundnetz oder Inselnetz) zusammensetzt, einzuhalten. Eine Forderung besteht daher darin, daß eine schnelle Leistungserhöhung eines Kraftwerksblocks innerhalb von Sekunden verfügbar ist. Dabei kann beispielsweise gefordert sein, daß eine plötzliche Lasterhöhung von etwa 3 bis 5%, bezogen auf Vollast, innerhalb von 30 Sekunden möglich sein soll. In addition to the correction of frequency deviations within of an energy supply system there is now another task therein, a predetermined transfer performance at coupling points to subnets that make up the distribution network (Interconnected grid or stand-alone grid) must be observed. A The requirement is therefore that a quick increase in performance of a power plant block available within seconds is. It may be required, for example, that a sudden load increase of about 3 to 5% based on Full load, should be possible within 30 seconds.

Möglichkeiten zur Schnellen Leistungsregelung und Frequenzstützung sind in der Druckschrift "VGB Kraftwerkstechnik", Heft 1, Januar 1980, Seiten 18 bis 23, beschrieben. Während für eine schnelle Leistungsänderung im Bereich von Sekunden (Sekundenreserve) mehrere gleichzeitig oder alternativ durchführbare Eingriffsmöglichkeiten bestehen, ist für eine bleibende Veränderung der Leistung eines Kraftwerksblocks eine Änderung der Brennstoffzufuhr erforderlich. In einer fossil befeuerten Dampfkraftanlage werden daher üblicherweise zur Überbrückung von Verzugszeiten innerhalb der ersten Sekunden zuvor in gedrosselter Stellung gehaltene Stellventile der Dampfturbine geöffnet und dadurch verfügbare Dampfspeicher praktisch ohne Verzögerung aktiviert und entladen. Eine derartige Betriebsweise der Dampfkraftanlage in gedrosseltem Zustand führt jedoch zu einem hohen Eigenwärmeverbrauch und ist somit nur bedingt wirtschaftlich.Possibilities for fast power control and frequency support are in the publication "VGB Kraftwerkstechnik", Issue 1, January 1980, pages 18 to 23. While for a quick change in performance in a matter of seconds (Seconds reserve) several that can be carried out simultaneously or alternatively Intervention options exist for a permanent Change in the output of a power plant unit Change of fuel supply required. In a fossil fired steam power plant are therefore usually used Bridging delay times within the first seconds Control valves previously held in the throttled position Steam turbine opened and thereby available steam storage activated and discharged practically without delay. Such Operation of the steam power plant in throttled state however, leads to high self-consumption and is therefore only partially economical.

Neben einer Leistungserhöhung durch die Aufhebung der Androsslung von Stellventilen der Dampfturbine können auch im Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine vorgesehene Vorwärmer, die mittels Anzapfdampf aus der Dampfturbine beheizt werden, abgeschaltet werden. Ein gleichzeitig durch die Niederdruckvorwärmer geführter Kondensatstrom kann innerhalb weniger Sekunden gestoppt und wieder erhöht werden. Diese Maßnahme zur Schnellen Leistungsregelung in fossil befeuerten Kraftwerksblöcken durch Abschaltung der Vorwärmer mit Kondensatstop ist z.B. auch in der Deutschen Patentschrift DE-PS 33 04 292 beschrieben.In addition to an increase in performance by canceling throttling of control valves of the steam turbine can also in Water-steam circuit of the steam turbine provided preheater, which is heated by means of bleed steam from the steam turbine be switched off. One at the same time by the low pressure preheater guided condensate flow can be within a few Stopped and increased again. This measure for fast power control in fossil-fired Power plant blocks by switching off the preheater with a condensate stop is e.g. also in the German patent DE-PS 33 04 292 described.

Zur Regelung und/oder Steuerung der schnellen Sekundenreserve, d.h. einer geregelten Beanspruchung von Dampfströmen zu Regenerativvorwärmern und/oder Heizkondensatoren sowie des Prozeßdampfes und des Kondensats im Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine eines Kraftwerksblocks, wird üblicherweise eine Regeleinrichtung eingesetzt. Diese bewirkt für eine Schnelle Leistungsregelung, d.h. zur Aktivierung der Sekundenreserve, eine Drosselung der Dampfzufuhr zu Vorwärmern, eine Drosselung des Prozeßdampfes und/oder eine Drosselung des Kondensats. Dabei werden Stellungs-Sollwerte für Regelventile in Turbinenanzapfungen und für Stellorgane zur Kondensateinstellung derart gebildet, daß eine geforderte Generatormehrleistung erreicht wird. Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Ausgestaltung einer dazu geeigneten Dampfturbine vergleichsweise aufwendig ist. Der genannte Regelmechanismus ist darüber hinaus komplex und somit störanfällig, so daß ein derartiges System zur Schnellen Leistungsregelung nur bedingt zuverlässig ist.To regulate and / or control the fast seconds reserve, i.e. a regulated exposure to steam flows Regenerative preheaters and / or heating condensers and Process steam and condensate in the water-steam cycle the steam turbine of a power plant block, is usually a control device used. For a Fast power control, i.e. to activate the seconds reserve, throttling the steam supply to preheaters, throttling the process steam and / or throttling of the condensate. Position setpoints for control valves in turbine taps and for actuators for setting the condensate formed such that a required generator output is achieved. However, the disadvantage is that the design of a suitable steam turbine is comparatively is complex. The control mechanism mentioned is moreover complex and therefore prone to failure, so that a such a system for fast power control is only conditional is reliable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Leistungsregelung einer Dampfkraftanlage der obengenannten Art anzugeben, bei dem mit besonders geringem Aufwand eine zuverlässige Schnelle Leistungsregelung gewährleistet ist. Zudem soll eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Dampfkraftanlage angegeben werden.The invention is therefore based on the object of a method for power control of a steam power plant of the above Specify type in which with particularly little effort reliable fast power control guaranteed is. In addition, one is said to perform the method particularly suitable steam power plant can be specified.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einstellung einer Generator-Mehrleistung von etwa 3 bis 5% bezogen auf Vollast innerhalb einer Reaktrionszeit von bis zu etwa 30 Sekunden durch eine Erhöhung der Einspritzrate des Wassers vorgenommen wird.With regard to the method, this object is achieved according to the invention solved in that a setting of an additional generator power of about 3 to 5% based on full load within one Reaction time of up to about 30 seconds through an increase the rate of water injection.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß für eine zuverlässige Schnelle Leistungsregelung bei besonders geringem Aufwand im Hinblick auf die verwendeten Komponenten auf die aufwendige Aktivierung von Dampfspeichern im Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine verzichtet werden soll. Unter Verzicht auf die Aktivierung von Dampfspeichern ist eine vergleichsweise schnelle Erhöhung der Leistungsabgabe der Dampfturbine erreichbar, indem der der Dampfturbine zuzuführende Dampfmassenstrom kurzzeitig erhöht wird. Eine derartige Erhöhung erfolgt durch zusätzliche Einspritzung von Wasser in oder vor die Überhitzerheizfläche.The invention is based on the consideration that for a reliable fast power control with particularly low Effort with regard to the components used the complex activation of steam storage in the water-steam cycle the steam turbine is to be dispensed with. Under There is no need to activate steam accumulators comparatively quick increase in the power output of the Steam turbine reachable by that to be fed to the steam turbine Steam mass flow is increased briefly. Such Increase takes place through additional injection of water in or in front of the superheater heating surface.

Die zusätzliche Wassereinspritzung in den Bereich der Überhitzerheizfläche bewirkt dabei die Erzeugung eines zusätzlichen Dampfstroms, der bereits nach kurzer Zeit eine Erhöhung der von der Dampfturbine abgegebenen Leistung bewirkt. Durch die Erhöhung der Einspritzrate des Wassers wird die Dampftemperatur in der Überhitzerheizfläche zunächst abgesenkt. Die Absenkung der Dampftemperatur führt zu einer Erhöhung der für die Höhe der Wärmeübertragung entscheidenden Temperaturdifferenz zwischen Überhitzerheizfläche und Dampf. Auf diese Weise kann Speicherwärme aus der Überhitzerheizfläche und zusätzlich mehr Wärme aus dem Rauchgas entzogen werden, so daß die im Dampferzeuger auf die Überhitzerheizfläche übertragene Wärme vorübergehend ansteigt.The additional water injection in the area of the superheater heating surface causes the creation of an additional one Steam flow, which increases after a short time the power output by the steam turbine. By the increase in the water injection rate becomes the steam temperature first lowered in the superheater heating surface. The Lowering the steam temperature leads to an increase in for the amount of heat transfer crucial temperature difference between superheater heating surface and steam. In this way can store heat from the superheater heating surface and in addition more heat is extracted from the flue gas, so that the transferred to the superheater heating surface in the steam generator Heat rises temporarily.

Zweckmäßigerweise wird zwecks Einstellung der Generator-Mehrleistung die Einspritzrate des Wassers in einen Hochdrucküberhitzer und/oder einen Zwischenüberhitzer erhöht.It is useful to set the additional generator power the rate of water injection into a high pressure superheater and / or an intermediate superheater is increased.

Um einen unerwünschten Rückgang der von der Dampfturbine abgegebenen Leistung zu vermeiden, wird vorteilhafterweise spätestens nach einer Wartezeit von etwa einer Minute, gerechnet von der Erhöhung der Einspritzrate des Wassers an, der Sollwert für die Temperatur des aus der Überhitzerheizfläche abströmenden Dampfes um einen vorgebbaren Betrag abgesenkt. Wie sich nämlich herausgestellt hat, fällt die Dampftemperatur in der Überhitzerheizfläche aufgrund der erhöhten Einspritzrate des Wassers nach etwa 60 s ab, was bei einer temperaturgeführten Regelung zu einer Reduzierung der Einspritzrate des Wassers und somit zu einem Rückgang der von der Dampfturbine abgegebenen Leistung führen könnte. Bei einer rechtzeitigen Absenkung des Sollwerts für die Temperatur des aus der Überhitzerheizfläche abströmenden Dampfes ist dies sicher vermieden.To an undesirable decrease in the output from the steam turbine Avoiding performance will be advantageous at the latest after a waiting time of about a minute from the increase in the water injection rate, the set point for the temperature of the flowing out of the superheater heating surface Steam reduced by a predetermined amount. How it turns out that the steam temperature drops the superheater heating surface due to the increased injection rate of the water after about 60 s, which is a temperature-controlled Regulation to reduce the injection rate of the Water and thus to a decrease in from the steam turbine performance. With a timely Lowering the setpoint for the temperature of the superheater heating surface escaping steam this is safely avoided.

Vorteilhafterweise wird parallel zur Erhöhung der Einspritzrate des Wassers der Brennstoffzufluß zu einer dem Dampferzeuger der Dampfkraftanlage zugeordneten fossil beheizten Brennkammer möglichst schnell, also gleichzeitig oder unmittelbar nach der Erhöhung der Einspritzrate des Wassers, um einen an die angeforderte Generator-Mehrleistung angepaßten Wert erhöht. Die Erhöhung des Brennstoffzuflusses kann beispielsweise bei einem kohlegefeuerten Dampferzeuger nach einer Zeit von etwa 2 bis 4 Minuten in Form des Anstiegs der von der Dampfturbine abgegebenen elektrischen Leistung wirksam werden. In dem Maße, in dem die von der Dampfturbine abgegebene elektrische Leistung aufgrund der Erhöhung des Brennstoffzuflusses ansteigt, kann die Einspritzrate des Wassers wieder auf ihren Ursprungswert reduziert und die für den Dauerbetrieb vorgesehene Dampftemperaturregelung wieder aktiviert werden.Advantageously, parallel to increasing the injection rate the water the fuel inflow to one of the steam generator assigned to the steam power plant fossil-heated Combustion chamber as quickly as possible, i.e. simultaneously or immediately after increasing the injection rate of water to one adapted to the requested generator output Value increased. The increase in fuel flow can, for example in a coal-fired steam generator after a Time of about 2 to 4 minutes in the form of the increase in electrical power output by the steam turbine is effective become. To the extent that the output from the steam turbine electrical power due to the increase in Fuel flow increases, the rate of water injection reduced to their original value and that for the The steam temperature control provided for continuous operation is reactivated become.

Bezüglich der Dampfkraftanlage mit einem eine Dampfturbine und einen Generator aufweisenden Turbosatz und mit einem Dampferzeuger, dessen Heizflächen in den Wasser-Dampf-Kreislauf der Dampfturbine geschaltet sind, wobei eine Überhitzerheizfläche des Dampferzeugers mit einem Wasserinjektor versehen ist, der zur Einstellung einer Einspritzrate von Wasser in die Überhitzerheizfläche mit einem Reglerbaustein verbunden ist, wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reglerbaustein in Abhängigkeit von einer innerhalb einer Reaktionszeit von bis zu etwa 30 Sekunden angeforderten Generator-Mehrleistung von etwa 3 bis 5%, bezogen auf Vollast, ein Stellsignal für den Wasserinjektor zur Erhöhung der Einspritzrate vorgibt. Regarding the steam power plant with a steam turbine and a generator having a turboset and with one Steam generator, whose heating surfaces in the water-steam cycle the steam turbine are switched, with a superheater heating surface the steam generator with a water injector is to set an injection rate of water connected to a controller module in the superheater heating surface is the stated object according to the invention solved that the controller block depending on one within a response time of up to about 30 seconds Generator output of about 3 to 5% at full load, a control signal for the water injector to increase the injection rate.

Der Reglerbaustein ist somit derart ausgelegt, daß eine kurzfristig angeforderte Generator-Mehrleistung mittels einer Erhöhung der Einspritzrate des Wassers in die Überhitzerheizfläche vorgenommen wird. Die am Wasserinjektor angeordneten Einspritzventile, auf die der Reglerbaustein wirkt, sind dazu zweckmäßigerweise mit schnell arbeitenden Antrieben versehen. Der Reglerbaustein ist zudem derart ausgebildet, daß der Öffnungs- und der Schließimpuls für die Antriebe dieser Einspritzventile von der Leistungsregelung der Dampfkraftanlage und nicht von der Temperaturregelung der Dampfkraftanlage gegeben wird.The controller module is thus designed such that a short-term requested generator additional power by means of an increase the rate of water injection into the superheater heating surface is made. The arranged on the water injector Injectors that are affected by the controller module are included expediently provided with fast-working drives. The controller module is also designed such that the opening and the closing pulse for the drives of these injectors from the power control of the steam power plant and not given by the temperature control of the steam power plant becomes.

Vorteilhafterweise ist der Reglerbaustein ausgangsseitig über eine Signalleitung mit einem zur Einstellung des Speisewasserzuflusses in den Dampferzeuger vorgesehenen Stellventil bzw. mit einem zur Einstellung des Brennstoffzuflusses in eine dem Dampferzeuger zugeordnete Brennkammer vorgesehenen Stellventil verbunden. Über den Reglerbaustein ist somit einerseits kurzfristig eine Leistungsreserve durch Erhöhung der Einspritzrate des Wassers und andererseits mittel- oder langfristig eine Erhöhung der Dauerleistungsabgabe durch Variation des Brennstoffzuflusses zur Brennkammer aktivierbar.The controller module is advantageously over on the output side a signal line with one for adjusting the feed water inflow control valve provided in the steam generator or with one to adjust the fuel flow in a combustion chamber assigned to the steam generator Control valve connected. The controller block is therefore on the one hand a power reserve in the short term by increasing the Injection rate of water and on the other hand medium or long term an increase in the continuous power output through variation the fuel flow to the combustion chamber can be activated.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Einstellung einer Generator-Mehrleistung mittels einer Erhöhung der Einspritzrate des Wassers mit besonders einfachen Mitteln und ohne zusätzliche Anforderungen an die verwendeten Komponenten ermöglicht ist. Insbesondere sind keine aufwendigen Maßnahmen zur Anpassung der Dampfturbine an die Erfordernisse der Schnellen Leistungsregelung erforderlich. Das Konzept zur Schnellen Leistungsregelung eignet sich somit besonders auch für Dampfturbinen normaler Bauart, die im gesamten Lastbereich mit einem besonders geringem Wärmeverbrauch betrieben werden können. Die Dampfturbine wird bei einer derartigen Schnellen Leistungsregelung in nur geringem Maße beansprucht, so daß auch oftmaliges Wiederholen einer derartigen Schnellen Leistungsregelung zu keinen Schäden an der Dampfturbine führt. The advantages achieved with the invention are in particular in that the setting of a generator extra power by increasing the rate of water injection with special simple means and without additional requirements to the components used. In particular are not complex measures to adapt the steam turbine to the requirements of the fast power control required. The concept for fast power control is suitable is particularly suitable for steam turbines of normal design, which in the entire load range with a particularly low Heat consumption can be operated. The steam turbine will with such a fast power control in only a small amount Dimensions claimed so that repeated repetition such a rapid power control for no damage leads to the steam turbine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch eine Dampfkraftanlage.An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. The figure shows schematically a steam power plant.

Die Dampfkraftanlage 1 gemäß der Figur umfaßt eine Dampfturbine 2, die über eine Turbinenwelle 4 mit einem Generator 6 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel umfaßt die Dampfturbine 2 einen Hochdruckteil 2a und einen Niederdruckteil 2b. Die Dampfturbine 2 ist somit zweistufig ausgeführt. Alternativ kann die Dampfturbine 2 aber auch lediglich eine oder mehrere, insbesondere drei, Druckstufen umfassen.The steam power plant 1 according to the figure comprises a steam turbine 2, via a turbine shaft 4 with a generator 6 connected is. In the exemplary embodiment, the steam turbine comprises 2 a high pressure part 2a and a low pressure part 2b. The Steam turbine 2 is thus carried out in two stages. alternative can the steam turbine 2 also only one or more, in particular include three pressure levels.

Die Dampfturbine 2 ist ausgangsseitig über eine Dampfleitung 10 an einen Kondensator 12 angeschlossen. Der Kondensator 12 ist über eine Leitung 14, in die eine Kondensatpumpe 16 und ein dampfbeheizter Vorwärmer 18 geschaltet sind, mit einem Speisewasserbehälter 20 verbunden. Der Speisewasserbehälter 20 ist ausgangsseitig über eine Zuführungsleitung 22, in die eine Speisewasserpumpe 24 sowie ein dampfbeheizter Vorwärmer 26 geschaltet sind, mit einer in einem Dampferzeuger 28 angeordneten Heizflächenanordnung 30 verbunden.The steam turbine 2 is on the output side via a steam line 10 connected to a capacitor 12. The capacitor 12 is via a line 14 into which a condensate pump 16 and a steam-heated preheater 18 are connected, with a Feed water tank 20 connected. The feed water tank 20 is on the output side via a feed line 22 into which a feed water pump 24 and a steam-heated preheater 26 are connected, with one arranged in a steam generator 28 Heating surface arrangement 30 connected.

Die Heizflächenanordnung 30 umfaßt eine Verdampferheizfläche 32. Die Verdampferheizfläche 32 kann dabei als Durchlaufverdampferheizfläche oder auch als Naturumlaufverdampferheizfläche ausgebildet sein. Dazu kann die Verdampferheizfläche in bekannter Weise an eine im Ausführungsbeispiel nicht dargestellte Wasser-Dampf-Trommel zur Bildung eines Umlaufs angeschlossen sein.The heating surface arrangement 30 comprises an evaporator heating surface 32. The evaporator heating surface 32 can be used as a continuous evaporator heating surface or as a natural circulation evaporator heating surface be trained. To do this, the evaporator heating surface in known manner to a not shown in the embodiment Water-steam drum connected to form a circulation his.

Die Verdampferheizfläche 32 ist mit einem ebenfalls im Dampferzeuger 28 angeordneten Hochdrucküberhitzer 34 verbunden, der ausgangsseitig an den Dampfeinlaß 36 des Hochdruckteils 2a der Dampfturbine 2 angeschlossen ist. Der Dampfauslaß 38 des Hochdruckteils 2a der Dampfturbine 2 ist über einen Zwischenüberhitzer 40 an den Dampfeinlaß 42 des Niederdruckteils 2b der Dampfturbine 2 angeschlossen. Dessen Dampfauslaß 44 ist über die Dampfleitung 10 mit dem Kondensator 12 verbunden, so daß ein geschlossener Wasser-Dampf-Kreislauf 46 entsteht.The evaporator heating surface 32 is also in the steam generator 28 arranged high pressure superheater 34 connected, the output side to the steam inlet 36 of the high pressure part 2a of the steam turbine 2 is connected. The steam outlet 38 of the high pressure part 2a of the steam turbine 2 is via a reheater 40 to the steam inlet 42 of the low pressure part 2b of the steam turbine 2 connected. Its steam outlet 44 is connected to the condenser 12 via the steam line 10, so that a closed water-steam circuit 46 is formed.

Der in der Figur dargestellte Wasser-Dampf-Kreislauf 46 ist somit aus lediglich zwei Druckstufen aufgebaut. Er kann aber auch aus lediglich einer oder aus mehreren, insbesondere drei Druckstufen aufgebaut sein, wobei im Dampferzeuger 28 in bekannter Weise weitere Heizflächen angeordnet sind.The water-steam circuit 46 shown in the figure is thus built up from only two pressure stages. But he can also from only one or from several, in particular three Pressure stages can be built up, in the steam generator 28 in a known manner Way further heating surfaces are arranged.

Sowohl der Hochdruckteil 2a als auch der Niederdruckteil 2b der Dampfturbine 2 sind über jeweils eine mit einem Ventil 48 bzw. 50 absperrbare Umführungsleitung 52 bzw. 54 umführbar. Die dem Niederdruckteil 2b der Dampfturbine 2 zugeordnete Umführungsleitung 54 mündet dabei ausgangsseitig unmittelbar in den Kondensator 12.Both the high pressure part 2a and the low pressure part 2b of the steam turbine 2 are each one with a valve 48 or 50 lockable bypass line 52 or 54 can be bypassed. The bypass line associated with the low pressure part 2b of the steam turbine 2 54 opens directly into the outlet the capacitor 12.

Dem Dampferzeuger 28 ist eine fossil befeuerte Brennkammer 56 zugeordnet. Die Brennkammer 56 ist über eine mit einem Ventil 58 absperrbare Brennstoffzuleitung 60 mit Brennstoff und über eine mit einem Ventil 62 absperrbare Leitung 62 mit Verbrennungsluft beaufschlagbar.The steam generator 28 is a fossil-fired combustion chamber 56 assigned. The combustion chamber 56 is via a with a valve 58 lockable fuel supply line 60 with fuel and over a line 62 with combustion air that can be shut off with a valve 62 acted upon.

Dem Hochdrucküberhitzer 34 ist ein Wasserinjektor 70 zugeordnet, der über eine Zuleitung 72 mit Wasser W beaufschlagbar ist. Analog ist dem Zwischenüberhitzer 40 ein Wasserinjektor 74 zugeordnet, der über eine Zuführungsleitung 76 ebenfalls mit Wasser W beaufschlagbar ist. Zur Einstellung der Einspritzrate des Wassers W in den Hochdrucküberhitzer 34 und in den Zwischenüberhitzer 40 sind der Wasserinjektor 70 und der Wasserinjektor 74 über jeweils eine Signalleitung 78, 80 mit einem Reglerbaustein 82 verbunden. Beim Dauerbetrieb der Dampfkraftanlage 1 wirkt der Reglerbaustein 82 derart auf den Wasserinjektor 70 und den Wasserinjektor 74, daß die Temperatur des aus dem Hochdrucküberhitzer 34 bzw. aus dem Zwischenüberhitzer 40 abströmenden Dampfes D in einem vorgebbaren Toleranzband konstant ist. Dazu ist der Reglerbaustein 82 in nicht näher dargestellter Weise mit geeignet angeordneten Temperatursensoren verbunden.A water injector 70 is assigned to the high pressure superheater 34, which can be acted upon with water W via a feed line 72 is. Analogous to the reheater 40 is a water injector 74 assigned, likewise via a feed line 76 can be acted upon with water W. For setting the injection rate of water W into the high pressure superheater 34 and in the reheater 40 are the water injector 70 and the Water injector 74 each with a signal line 78, 80 a controller block 82 connected. When the Steam power plant 1, the controller module 82 acts on the Water injector 70 and the water injector 74 that the temperature from the high pressure superheater 34 or from the reheater 40 flowing steam D in a predeterminable tolerance band is constant. The controller module 82 is shown in FIG not shown with suitably arranged Temperature sensors connected.

Der Reglerbaustein 82 ist derart ausgelegt, daß zu einer Schnellen Leistungsregelung eine Generator-Mehrleistung mittels einer Erhöhung der Einspritzrate des Wassers W in den Hochdrucküberhitzer 34 und/oder in den Zwischenüberhitzer 40 einstellbar ist. Dazu wird im Fall einer angeforderten Generator-Mehrleistung die temperaturgeführte Regelung des Reglerbausteins 82 deaktiviert und durch ein leistungsbezogenes Reglerprinzip ersetzt. Dabei erhöht der Reglerbaustein 82 mittels an den Wasserinjektor 70 und den Wasserinjektor 74 gegebener Signale die Einspritzrate des Wassers W in den Hochdrucküberhitzer 34 bzw. in den Zwischenüberhitzer 40 derart, daß aufgrund der erhöhten Dampfmassenströme eine Erhöhung der Leistungsabgabe der Dampfturbine 2 einsetzt.The controller block 82 is designed such that a Fast power control by means of a generator additional power an increase in the rate of injection of water W in High pressure superheater 34 and / or in the reheater 40 is adjustable. This is done in the case of a requested additional generator power the temperature-controlled regulation of the controller module 82 disabled and by a performance related Controller principle replaced. The controller module 82 increases by means of the water injector 70 and the water injector 74 given signals the injection rate of water W in the High pressure superheater 34 or in the reheater 40 such that due to the increased steam mass flows an increase the power output of the steam turbine 2 begins.

Der Reglerbaustein 82 ist zudem ausgangsseitig über eine Signalleitung 84 mit einem in die Zuführungsleitung 22 geschalteten Stellventil 86 verbunden. Somit ist die Zuflußrate an Speisewasser zum Dampferzeuger 28 über den Reglerbaustein 82 einstellbar.The controller module 82 is also on the output side via a signal line 84 with one connected to the feed line 22 Control valve 86 connected. Thus the inflow rate is on Feed water to the steam generator 28 via the controller module 82 adjustable.

Weiterhin ist der Reglerbaustein 82 über eine Signalleitung 90 mit dem Ventil 62 und über eine Signalleitung 92 mit dem Stellventil 58 verbunden. Somit ist über den Reglerbaustein 82 die Luftzufuhr und auch die Brennstoffzufuhr zur Brennkammer 56 einstellbar. Der Reglerbaustein 82 ist dabei derart ausgelegt, daß der Brennstoffzufluß zur Brennkammer 56 gleichzeitig mit oder unmittelbar nach der Erhöhung der Einspritzrate des Wassers W um einen an die angeordnete Generator-Mehrleistung angepaßten Wert erhöht wird.The controller module 82 is also via a signal line 90 with the valve 62 and via a signal line 92 with the Control valve 58 connected. This is about the controller block 82 the air supply and also the fuel supply to the combustion chamber 56 adjustable. The controller module 82 is such designed that the fuel flow to the combustion chamber 56th simultaneously with or immediately after increasing the injection rate of the water W by one to the arranged additional generator power adjusted value is increased.

Bei der Dampfkraftanlage 1 ist eine Schnelle Leistungsregelung mit besonderes einfachen Mitteln gewährleistet. Eine Generator-Mehrleistung ist dabei mittels einer Erhöhung der Einspritzrate des Wassers W in den Hochdrucküberhitzer 34 und/oder in den Zwischenüberhitzer 40 möglich.The steam power plant 1 has a fast power control guaranteed with particularly simple means. A generator extra power is doing this by increasing the Water W injection rate into the high pressure superheater 34 and / or in the reheater 40 possible.

Claims (8)

  1. Method for closed-loop output control of a steam power plant (1) with a turbo-generator set having a steam turbine (2) and a generator (6), in the case of the operation of which plant water (W) is injected into or upstream of a superheater heating surface, characterized in that, an extra generator output of approximately 3 to 5% referred to full load is set within a reaction time of up to approximately 30 seconds by increasing the water (W) injection rate.
  2. Method according to Claim 1, in which for the purpose of setting the extra generator output the water (W) injection rate is increased in or upstream of a highpressure superheater (34).
  3. Method according to Claim 1 or 2, in which for the purpose of setting the extra generator output the water injection rate is increased in or upstream of a reheater (40).
  4. Method according to one of Claims 1 to 3, in which at the latest after a waiting time of approximately one minute, calculated from the increase in the water (W) injection rate, the desired value for the temperature of the steam (D) flowing out from the superheater heating surface is lowered by a prescribable amount.
  5. Method according to one of Claims 1 to 4, in which simultaneously with or directly after the increasing of the water (W) injection rate, the fuel supply to a combustion chamber (56) heated by fossil fuel and assigned to the steam generator of the steam power plant (1) is increased by a value matched to the required extra generator output.
  6. Steam power plant (1) with a turbo-generator set having a steam turbine (2) and a generator (6), and with a steam generator whose heating surfaces are connected into the water-steam circuit (46) of the steam turbine (2), a superheater heating surface of the steam generator being provided with a water injector (70,72) which is connected to a controller module (82) for the purpose of setting a water (W) injection rate into the superheater heating surface, characterized in that as a function of an extra generator output of approximately 3 to 5% referred to full load being required within a reaction time of up to approximately 30 seconds, the controller module (82) prescribes an actuating signal for the water injector (70, 72) for the purpose of increasing the injection rate.
  7. Steam power plant (1) according to Claim 6, in which the controller module (82) is connected on the output side via a signal line (84) to a control valve (86) provided for setting the feedwater supply into the steam generator.
  8. Steam power plant (1) according to Claim 6 or 7, in which the controller module (82) is connected on the output side via a signal line (92) to a control valve (58) provided for setting the fuel supply into a combustion chamber (56) assigned to the steam generator.
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