EP2299068A1 - Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil - Google Patents

Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil Download PDF

Info

Publication number
EP2299068A1
EP2299068A1 EP09012048A EP09012048A EP2299068A1 EP 2299068 A1 EP2299068 A1 EP 2299068A1 EP 09012048 A EP09012048 A EP 09012048A EP 09012048 A EP09012048 A EP 09012048A EP 2299068 A1 EP2299068 A1 EP 2299068A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
overload
control valve
line
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09012048A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Bennauer
Edwin Gobrecht
Karsten Peters
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42753010&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2299068(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP09012048A priority Critical patent/EP2299068A1/de
Priority to US13/496,020 priority patent/US20120174584A1/en
Priority to RU2012116067/06A priority patent/RU2508454C2/ru
Priority to EP10760971.1A priority patent/EP2480762B1/de
Priority to KR1020127010440A priority patent/KR101445179B1/ko
Priority to PCT/EP2010/063846 priority patent/WO2011036136A1/de
Priority to JP2012526087A priority patent/JP5539521B2/ja
Priority to CN201080042337.9A priority patent/CN102575530B/zh
Priority to PL10760971T priority patent/PL2480762T3/pl
Publication of EP2299068A1 publication Critical patent/EP2299068A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • 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
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/18—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbine being of multiple-inlet-pressure type
    • F01K7/20—Control means specially adapted therefor
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making

Definitions

  • the invention relates to a power plant with a steam generator and a steam turbine according to the preamble of claim 1 and a method for operating a power plant according to the preamble of claim 5.
  • Power plants usually include a steam generator and a steam turbine, which are designed such that the internal energy of a water vapor is converted into mechanical rotational energy.
  • the generators driven by such steam turbines are usually operated at 50 Hz for the European market and 60 Hz for the US market.
  • Modern steam turbines are exposed to a water vapor, which may have a pressure of up to 350 bar and a temperature of up to 700 ° C.
  • This steam needed in the steam turbine is generated in the steam generator, which presents a challenge to the materials and components of the steam generator.
  • Particularly important components are power control, pressure control and speed control. In order to be able to operate the required 50 Hz or 60 Hz constant over a longer required period of time, high demands are placed on the controls.
  • Power plants are usually required for base load operation, which means that the entire system is constantly stressed over a longer period of time.
  • the frequency of the steam turbine shaft and the amount of steam leading to the steam turbine is substantially constant.
  • the generator applied torque transmission changes, which means that the performance of the steam turbine could suddenly change, which should be prevented by the scheme.
  • a sudden change in the power of the steam turbine is also given by a possible fault.
  • a power plant is operated in the fixed pressure, sliding pressure or power mode.
  • the steam turbine has to transmit a lower torque to the generator. This could be accomplished by closing the valves arranged for delivery to the steam turbine or by providing the steam generator with a lower amount of steam at a lower pressure.
  • the pressure controls are designed such that a live steam pressure is brought in a high-pressure steam system during startup of the steam turbine to a fixed pressure value.
  • a diversion line is arranged such that the high-pressure steam inlet of the steam turbine is fluidly connected to the high-pressure steam outlet of the steam turbine.
  • the invention begins, whose task is to further develop a power plant such that a power loss is further reduced.
  • the invention proposes to arrange an overload line, which forms a fluidic connection between the steam generator and an overload stage of the steam turbine, and to arrange a arranged in the overload line overload control valve that is controlled by a pressure regulator.
  • the advantage of the invention is u.a.
  • the overload line acts as a sort of diverter station, thereby directing the steam into the steam turbine rather than uselessly bypassing the steam turbine.
  • the steam turbine is designed such that the overload stage, which is fluidically connected to the overload line, is designed such that the inflowing steam is converted work-giving.
  • the overload stage which is fluidically connected to the overload line
  • the inflowing steam is converted work-giving.
  • An essential feature of the method according to the invention is that the pressure regulator, which controls the overload control valve, is designed such that a desired value can be set and the bypass control valve only opens when the desired value is exceeded, when the overload control valve is already open is.
  • the overload control valve opens at partial load and / or full load.
  • the power plant can be operated more flexible overall, since both the power regulator and in the pre-pressure operation, the overload control valve can be controlled at each power. Another advantage is that the start-up and power losses are lower because the overload control valve directs the steam into the steam turbine rather than uselessly past the steam turbine into the condenser.
  • the power plant 1 comprises a steam turbine 2, which comprises a high-pressure turbine section 2a, a medium-pressure turbine section 2b and a low-pressure turbine section 2c. Via a steam generator 3, live steam passes via a live steam line 4 via a live steam control valve 5 into a high pressure steam inlet 6 of the high pressure turbine part 2a.
  • the power plant 1 comprises a bypass line 7, the main steam line 4 with a high-pressure steam outlet 8 of the high-pressure turbine section 2a fluidly connects. In the bypass 7, a bypass control valve 9 is arranged.
  • the power plant 1 comprises an overload line 10, which connects the steam generator 3 with an overload stage 11 of the high-pressure turbine part 2a fluidly.
  • an overload control valve 12 is arranged in the overload line 10.
  • the overload control valve 12 and the bypass control valve 9 are closed, the live steam control valve 5 is open and is controlled by a pressure regulator or power controller, not shown.
  • the effluent from the high-pressure turbine section 2a steam is referred to as a cold reheater steam and reheated in a reheater 13.
  • the effluent from the reheater 13 steam is referred to as hot superheated steam 14.
  • This hot superheated steam 14 flows through a medium-pressure control valve 15 in the medium-pressure turbine section 2b and is converted there relaxes work.
  • the steam flowing out of the medium-pressure turbine section 2b is fluidically connected via medium-pressure discharge lines 16 to the low-pressure steam inlet 17 of the low-pressure turbine section 2c.
  • the effluent from the low-pressure turbine section 2c steam is passed through a low-pressure discharge line 18 to a condenser 19, where it is converted to water and finally fed via a feedwater pump 20 to the steam generator 3, whereby a steam cycle is closed.
  • the vapor converted from thermal energy to rotational energy drives a shaft 21, which in turn drives a generator 22 which eventually provides electrical energy.
  • the main steam control valve 5, the overload control valve 12 and the bypass control valve 9 are also each arranged on its own separate pressure regulator.
  • the responsible for the overload control valve 12 pressure regulator is such designed that a setpoint is adjustable and the overload control valve 12 opens when exceeding this setpoint before the bypass control valve 9 opens.
  • the overload control valve 12 is usually opened at full load.
  • the steam flowing in via the overload stage 11 is converted into a work-giving function, instead of being uselessly guided past the high-pressure turbine section 2 a via the bypass line 7.
  • the efficiency of the power plant is further increased thereby.
  • a new pressure characteristic for the overload control valve 12 is set between a sliding pressure characteristic of the high-pressure turbine section 2a and the high-pressure bypass characteristic curve.
  • the overload control valve 12 opens and not the bypass control valve 9.
  • the overload control valve 12 then regulates a predetermined by the new pressure characteristic pressure.
  • the live steam is used via the overload control valve 12 in the high-pressure turbine section 2a and not useless passed to the steam turbine 2 in the condenser 19.
  • FIG. 2 shows pressure curves as a function of the steam mass flow.
  • the live steam pressure 26 is plotted on the Y axis and the steam generator mass flow 25 is plotted on the X axis.
  • the sliding pressure characteristic 27 represents the usual course of operation. When the turbine valves are fully opened, the steam mass flow rates are fully absorbed by the turbine at the rated pressure.
  • the nominal value characteristic curve 28 of the bypass station runs at a pressure difference ⁇ P above the sliding pressure characteristic curve 27. This has the consequence that the bypass station is not opened too early. Only when the operating pressure has increased by the pressure difference, the bypass valves are opened.
  • an additional characteristic 29 for the overload valve control is included between the sliding pressure characteristic curve 27 and the nominal value characteristic curve 28.
  • the additional characteristic curve 29 is above the sliding pressure characteristic curve 27 and below the nominal value characteristic curve 28.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage (1) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftwerksanlage (1), wobei ein Überlast-Regelventil (12) in einer Überlastleitung (10) angeordnet ist, dass mit einem Druckregler ansteuerbar ist, wobei das Überlast-Regelventil (12) öffnet bevor ein Umleit-Regelventil (9) öffnet, das einen Bypass zwischen dem Hochdruck-Dampfeinlass (6) und dem Hochdruck-Dampfauslass (8) bildet, sobald ein Sollwert überschritten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftwerksanlage mit einem Dampferzeuger und einer Dampfturbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftwerksanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Kraftwerksanlagen umfassen in der Regel einen Dampferzeuger sowie eine Dampfturbine, die derart ausgebildet sind, dass die innere Energie eines Wasserdampfs in mechanische Rotationsenergie umgewandelt wird. Die von solchen Dampfturbinen angetriebenen Generatoren werden in der Regel mit 50 Hz für den europäischen Markt bzw. 60 Hz für den US-amerikanischen Markt betrieben. Moderne Dampfturbinen werden mit einem Wasserdampf beaufschlagt, der einen Druck von bis zu 350 bar und eine Temperatur von bis zu 700°C aufweisen kann. Dieser in der Dampfturbine benötigte Dampf wird im Dampferzeuger erzeugt, wobei dies eine Herausforderung darstellt für die Materialien und Komponenten des Dampferzeugers. Besonders wichtige Komponenten sind die Leistungsregelung, die Druckregelung und die Drehzahlregelung. Um die benötigten 50 Hz bzw. 60 Hz konstant über einen längeren benötigten Zeitraum betreiben zu können, werden hohe Anforderungen an die Regelungen gestellt. Kraftwerksanlagen werden üblicherweise für den Grundlastbetrieb benötigt, was dazu führt, dass die gesamte Anlage über einen längeren Zeitraum hinweg konstant beansprucht wird. In einem Dauerbetrieb ist die Frequenz der Dampfturbinenwelle sowie die Menge des zur Dampfturbine führenden Dampfes im Wesentlichen konstant. Es kann allerdings dennoch geschehen, dass im Falle einer plötzlich sich ändernden Last im elektrischen Verbrauchernetz die am Generator anliegende Drehmomentübertragung sich ändert, was dazu führt, dass die Leistung der Dampfturbine sich schlagartig ändern könnte, was durch die Regelung verhindert werden soll. Eine plötzliche Änderung der Leistung der Dampfturbine ist auch durch eine mögliche Störung gegeben.
  • In der Regel wird eine Kraftwerksanlage im Festdruck-, Gleitdruck- oder Leistungsbetrieb betrieben. In dem konkreten Fall, dass die Last im Verbrauchernetz plötzlich verringert ist, muss die Dampfturbine ein geringeres Drehmoment auf den Generator übertragen. Dies könnte dadurch umgesetzt werden, dass die für die Zuführung in die Dampfturbine angeordneten Ventile geschlossen werden oder indem der Dampferzeuger eine geringere Dampfmenge mit einem geringeren Druck zur Verfügung stellt.
  • In den heutigen Kraftwerksanlagen sind die Druckregelungen derart ausgebildet, dass ein Frischdampfdruck in einem Hochdruck-Dampfsystem während eines Anfahrens der Dampfturbine auf einen festen Druckwert gebracht wird. In der Regel wird eine Umleitleitung derart angeordnet, dass der Hochdruck-Dampfeinlass der Dampfturbine strömungstechnisch mit dem Hochdruck-Dampfauslass der Dampfturbine verbunden wird.
  • Lastabwürfe auf Eigenbedarf oder Leerlauf von der Nennleistung werden als Störfälle bezeichnet. Dabei schließt sowohl das Frischdampf- als auch das Abfang-Stellventil im Schnellgang. Da der Dampferzeuger jedoch die Leistung nicht so schnell senken kann, muss der überschüssige Dampf an der Dampfturbine vorbeigeleitet werden. Hierzu öffnet ein in der Umleitleitung angeordnetes Umleit-Regelventil, wodurch der überschüssige Dampf an der Dampfturbine vorbei geleitet wird. Wenn der Druck bei Volllast über den Sollwert ansteigt, dann öffnet das Überlast-Regelventil, bevor die Umleit-Regelventile öffnen. Allerdings wird der um die Dampfturbine vorbeigeleitete überschüssige Dampf nicht mehr arbeitsentspannend eingesetzt, wodurch der Wirkungsgrad der Kraftwerksanlage insgesamt verringert wird. Das Umleit-Regelventil wird derart betrieben, dass der Drucksollwert der Umleitleitung oberhalb einer Gleitdrucklinie geführt wird. Bei einem Druckanstieg über den gewählten Abstand hinaus öffnet das Umleit-Regelventil und begrenzt den Druck nach oben, was zu einem Leistungsverlust führt.
  • An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Kraftwerksanlage derart weiterzuentwickeln, dass ein Leistungsverlust weiter verringert wird.
  • Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Überlastleitung anzuordnen, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Dampferzeuger und einer Überlaststufe der Dampfturbine bildet, und ein in der Überlastleitung angeordnetes Überlast-Regelventil anzuordnen, dass über einen Druckregler angesteuert wird.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht u.a. darin, dass nunmehr bei Druckregelung und Volllast der überschüssige Dampf nicht mehr über eine Umleitleitung an der Dampfturbine vorbeigeführt werden muss, sondern über die Überlastleitung in die Dampfturbine geführt wird, allerdings zu einer Überlaststufe. Nach der Überlaststufe wird dieser eingeleitete Dampf arbeitsentspannend in Rotationsenergie umgewandelt. Dies soll dadurch erreicht werden, dass, wenn der Druck bei einer Volllast über einen Sollwert ansteigt, das Überlast-Regelventil öffnet, bevor das Umleit-Regelventil in der Umleitleitung öffnet. Somit wirkt die Überlastleitung als eine Art Umleitstation, wodurch der Dampf in die Dampfturbine geleitet wird, anstatt nutzlos an der Dampfturbine vorbeigeführt zu werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Dampfturbine derart ausgeführt, dass die Überlaststufe, die mit der Überlastleitung strömungstechnisch verbunden wird, derart ausgebildet ist, dass der zuströmende Dampf arbeitsabgebend umgewandelt wird. Somit wird eine optimale Ausnutzung der thermischen Energie des Dampfes ausgenutzt, um dadurch den Wirkungsgrad der Kraftwerksanlage zu erhöhen.
  • Die auf das Verfahren hin gerichtete Aufgabe wird gemäß dem Anspruch 5 gelöst. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der Druckregler, der das Überlast-Regelventil ansteuert, derart ausgebildet wird, dass ein Sollwert eingestellt werden kann und das Umleit-Regelventil bei einem Übersteigen dieses Sollwertes erst dann öffnet, wenn das Überlast-Regelventil bereits geöffnet ist.
  • Vorteilhafterweise öffnet das Überlast-Regelventil bei Teillast und/oder Volllast.
  • Durch die erfindungsgemäße Kraftwerksanlage bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der Kraftwerksanlage kann das Kraftwerk insgesamt flexibler betrieben werden, da sowohl im Leistungsregler- als auch im Vordruckbetrieb das Überlast-Regelventil bei jeder Leistung angesteuert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anfahr- und Leistungsverluste geringer sind, da das Überlast-Regelventil den Dampf in die Dampfturbine leitet, anstatt nutzlos an der Dampfturbine vorbei in den Kondensator.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Figur näher erläutert. Es zeigt:
    • FIG 1
    eine Prinzipskizze einer Kraftwerksanlage,
    FIG 2
    ein Diagramm.
  • Die Kraftwerksanlage 1 gemäß FIG 1 umfasst eine Dampfturbine 2, wobei diese eine Hochdruck-Teilturbine 2a, eine Mitteldruck-Teilturbine 2b und eine Niederdruck-Teilturbine 2c umfasst. Über einen Dampferzeuger 3 gelangt Frischdampf über eine Frischdampfleitung 4 über ein Frischdampf-Regelventil 5 in einen Hochdruck-Dampfeinlass 6 der Hochdruck-Teilturbine 2a. Zusätzlich zur Frischdampfleitung 4 umfasst die Kraftwerksanlage 1 eine Umleitleitung 7, die die Frischdampfleitung 4 mit einem Hochdruck-Dampfauslass 8 der Hochdruck-Teilturbine 2a strömungstechnisch verbindet. In der Umleitleitung 7 ist ein Umleit-Regelventil 9 angeordnet.
  • Des Weiteren umfasst die Kraftwerksanlage 1 eine Überlastleitung 10, die den Dampferzeuger 3 mit einer Überlaststufe 11 der Hochdruck-Teilturbine 2a strömungstechnisch verbindet. In der Überlastleitung 10 ist ein Überlast-Regelventil 12 angeordnet.
  • Im Regelfall sind das Überlast-Regelventil 12 und das Umleit-Regelventil 9 geschlossen, wobei das Frischdampf-Regelventil 5 geöffnet ist und über einen nicht näher dargestellten Druckregler oder Leistungsregler angesteuert wird.
  • Der aus der Hochdruck-Teilturbine 2a ausströmende Dampf wird als kalter Zwischenüberhitzerdampf bezeichnet und in einem Zwischenüberhitzer 13 wieder erwärmt. Der aus dem Zwischenüberhitzer 13 ausströmende Dampf wird als heißer zwischenüberhitzter Dampf 14 bezeichnet. Dieser heiße zwischenüberhitzte Dampf 14 strömt über ein Mitteldruck-Regelventil 15 in die Mitteldruck-Teilturbine 2b und wird dort arbeitsentspannend umgewandelt. Der aus der Mitteldruck-Teilturbine 2b ausströmende Dampf wird über Mitteldruck-Ausströmleitungen 16 mit dem Niederdruck-Dampfeinlass 17 der Niederdruck-Teilturbine 2c strömungstechnisch verbunden. Der aus der Niederdruck-Teilturbine 2c ausströmende Dampf wird über eine Niederdruck-Ausströmleitung 18 an einen Kondensator 19 geführt, dort zu Wasser umgewandelt und schließlich über eine Speisewasserpumpe 20 zum Dampferzeuger 3 geführt, wodurch ein Wasserdampfkreislauf geschlossen ist. Der aus der thermischen Energie in Rotationsenergie umgewandelte Dampf treibt eine Welle 21 an, die wiederum einen Generator 22 antreibt, der schließlich elektrische Energie zur Verfügung stellt.
  • Das Frischdampf-Regelventil 5, das Überlast-Regelventil 12 und das Umleit-Regelventil 9 sind ebenfalls jeweils an einen eigenen separaten Druckregler angeordnet. Der für das Überlast-Regelventil 12 zuständige Druckregler ist dabei derart ausgebildet, dass ein Sollwert einstellbar ist und bei einem Übersteigen dieses Sollwerts das Überlast-Regelventil 12 öffnet, bevor das Umleit-Regelventil 9 öffnet. Das Überlast-Regelventil 12 wird hierbei in der Regel bei Volllast geöffnet.
  • Der über die Überlaststufe 11 einströmende Dampf wird arbeitsabgebend umgewandelt, anstatt nutzlos an der Hochdruck-Teilturbine 2a über die Umleitleitung 7 vorbeigeführt zu werden. Der Wirkungsgrad der Kraftwerksanlage wird hierbei weiter dadurch erhöht.
  • Zur Regelung wird eine neue Druckkennlinie für das Überlast-Regelventil 12 zwischen einer Gleitdruck-Kennlinie der Hochdruck-Teilturbine 2a und der Hochdruck-Umleit-Kennlinie gelegt. Wenn der Frischdampfdruck über diese neue Druckkennlinie ansteigt, öffnet das Überlast-Regelventil 12 und nicht das Umleit-Regelventil 9. Das Überlast-Regelventil 12 regelt anschließend einen durch die neue Druckkennlinie vorgegebenen Druck. Dadurch wird der Frischdampf über das Überlast-Regelventil 12 in der Hochdruck-Teilturbine 2a genutzt und nicht nutzlos an der Dampfturbine 2 vorbei in den Kondensator 19 geleitet.
  • Es existieren zwei Betriebsfälle, in denen der vom Dampferzeuger generierte Frischdampf von der Dampfturbine nicht vollständig genutzt werden kann. Zum einen kommt dies beim Anfahren des Kraftwerks vom Stillstand auf die Nennleistung bzw. Nenndrehzahl vor, zum anderen, wenn im Nennbetrieb eine teilweise oder vollständige Lastabschaltung vorgenommen wird. In diesem Fall wird sich der Turbosatz so schnell wie möglich an die neuen Anforderungen anpassen, wobei der Dampferzeuger jedoch nur mit Verzögerungen folgen kann. Während dieser Zeit wird der Dampf vom Kessel solange weiter produziert, bis der Dampfdruckregler den ganzen Dampferzeugungsprozess wieder unter Kontrolle hat. Die nicht aufgenommenen Dampfmengen können entweder in die Atmosphäre geleitet werden oder es besteht die Möglichkeit, den Dampf durch schnell reagierende Umleitstationen von der Dampfturbine abzukoppeln und in den Kondensator strömen zu lassen. Somit erhält man einen geschlossenen Dampfregelkreis, aus dem keine Dampfmengen mehr verloren gehen.
  • Die FIG 2 zeigt Druckverläufe in Abhängigkeit vom Dampfmassenstrom. Auf der Y-Achse ist der Frischdampfdruck 26 und auf der X-Achse der Dampferzeugermassenstrom 25 aufgetragen. Die Gleitdruck-Kennlinie 27 stellt den üblichen Betriebsverlauf dar. Sind die Turbinenventile vollständig geöffnet, werden die Dampfmassenstrommengen beim Nenndruck von der Turbine ganz aufgenommen.
  • Die Sollwert-Kennlinie 28 der Umleitstation verläuft mit einer Druckdifferenz ΔP oberhalb der Gleitdruck-Kennlinie 27. Dies hat zur Folge, dass die Umleitstation nicht zu früh geöffnet wird. Erst wenn der Betriebsdruck um die Druckdifferenz gestiegen ist, werden die Umleitventile geöffnet.
  • Erfindungsgemäß wird zwischen der Gleitdruck-Kennlinie 27 und der Sollwert-Kennlinie 28 eine zusätzliche Kennlinie 29 für die Überlastventilsteuerung aufgenommen. Die zusätzliche Kennlinie 29 liegt oberhalb der Gleitdruck-Kennlinie 27 und unterhalb der Sollwert-Kennlinie 28. Wenn der Frischdampfdruck 26 im Betrieb über den der Gleitdruck-Kennlinie 27 steigt, dann öffnet zuerst das Überlast-Regelventil 12 und anschließend erst das Umleit-Regelventil 9.

Claims (8)

  1. Kraftwerksanlage (1) mit einem Dampferzeuger (3) einer Dampfturbine (2),
    einer Frischdampfleitung (4) zum Zuführen von Frischdampf in die Dampfturbine (2),
    einer Überlastleitung (10), die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Dampferzeuger (3) und einer Überlaststufe (11) der Dampfturbine (2) bildet,
    wobei in der Überlastleitung (10) ein Überlast-Regelventil (12) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Druckregler angeordnet ist, der zum Ansteuern des Überlast-Regelventils (12) ausgebildet ist.
  2. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1,
    mit einer Umleitleitung (7), die den Hochdruck-Dampfeinlass (6) mit dem Hochdruck-Dampfauslass (8) der Dampfturbine (2) strömungstechnisch verbindet,
    wobei die Umleitleitung (7) ein Umleit-Regelventil (9) umfasst und der Druckregler derart ausgebildet ist, dass ein Sollwert einstellbar ist und bei einem Übersteigen dieses Sollwerts das Umleit-Regelventil (9) erst dann öffnet, wenn das Überlast-Regelventil (12) bereits geöffnet ist.
  3. Kraftwerksanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Dampfturbine (2) eine Hochdruck-Teilturbine (2a) umfasst und die Überlastleitung (10) mit der Zuführstufe (11) der Hochdruck-Teilturbine (2a) strömungstechnisch verbunden ist.
  4. Kraftwerksanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Zuführstufe (11) derart ausgebildet ist, dass die Dampfturbine (2) den über die Überlastleitung (10) zuströmenden Dampf arbeitsabgebend umwandelt.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Kraftwerksanlage (1), wobei die Kraftwerksanlage (1) eine Dampfturbine (2) sowie eine Frischdampfleitung (4) zum Zuführen von Frischdampf in die Dampfturbine (2) und eine Überlastleitung (10) umfasst, wobei durch die Überlastleitung (10) eine strömungstechnische Verbindung zwischen einem Dampferzeuger (3) und einer Überlaststufe (11) der Dampfturbine (2) erzeugt wird, wobei in der Überlastleitung (10) ein Überlast-Regelventil (12) angeordnet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Druckregler an das Überlast-Regelventil (12) angeordnet wird, der zum Ansteuern des Überlast-Regelventils (12) ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    wobei eine Umleitleitung (7) angeordnet wird, die den Hochdruck-Dampfeinlass (6) mit dem Hochdruck-Dampfauslass (8) strömungstechnisch verbindet,
    wobei in Umleit-Regelventil (9) angeordnet wird und der Druckregler derart ausgebildet wird, dass ein Sollwert eingestellt werden kann und das Umleit-Regelventil (9) bei einem Übersteigen dieses Sollwertes erst dann öffnet, wenn das Umleit-Regelventil (9) bereits geöffnet ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Überlast-Regelventil (12) bei Teillast und/oder Volllast öffnet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der über die Überlastleitung (10) in die Dampfturbine (2) einströmende Dampf arbeitsabgebend entspannt wird.
EP09012048A 2009-09-22 2009-09-22 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil Withdrawn EP2299068A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09012048A EP2299068A1 (de) 2009-09-22 2009-09-22 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil
US13/496,020 US20120174584A1 (en) 2009-09-22 2010-09-09 Power plant system having overload control valve
PL10760971T PL2480762T3 (pl) 2009-09-22 2010-09-21 Instalacja elektrowni z przeciążeniowym zaworem regulacyjnym
KR1020127010440A KR101445179B1 (ko) 2009-09-22 2010-09-21 과부하 제어 밸브를 가지고 있는 발전소 시스템
EP10760971.1A EP2480762B1 (de) 2009-09-22 2010-09-21 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil
RU2012116067/06A RU2508454C2 (ru) 2009-09-22 2010-09-21 Энергоустановка с перегрузочным регулирующим клапаном
PCT/EP2010/063846 WO2011036136A1 (de) 2009-09-22 2010-09-21 Kraftwerksanlage mit überlast-regelventil
JP2012526087A JP5539521B2 (ja) 2009-09-22 2010-09-21 オーバーロード制御バルブを有する発電プラントシステム
CN201080042337.9A CN102575530B (zh) 2009-09-22 2010-09-21 具有过载控制阀的发电厂系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09012048A EP2299068A1 (de) 2009-09-22 2009-09-22 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2299068A1 true EP2299068A1 (de) 2011-03-23

Family

ID=42753010

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09012048A Withdrawn EP2299068A1 (de) 2009-09-22 2009-09-22 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil
EP10760971.1A Active EP2480762B1 (de) 2009-09-22 2010-09-21 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10760971.1A Active EP2480762B1 (de) 2009-09-22 2010-09-21 Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120174584A1 (de)
EP (2) EP2299068A1 (de)
JP (1) JP5539521B2 (de)
KR (1) KR101445179B1 (de)
CN (1) CN102575530B (de)
PL (1) PL2480762T3 (de)
RU (1) RU2508454C2 (de)
WO (1) WO2011036136A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013194720A (ja) * 2012-03-23 2013-09-30 Hitachi Ltd 蒸気タービン設備
CN103649474A (zh) * 2011-07-14 2014-03-19 西门子公司 蒸汽轮机设备和用于运行蒸汽轮机设备的方法
WO2015024886A1 (de) * 2013-08-22 2015-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Dampfkraftwerk und verfahren zum betrieb eines dampfkraftwerks
EP2813674A4 (de) * 2012-01-17 2015-12-09 Toshiba Kk Dampfturbinensteuerungsvorrichtung
EP3128136A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Überlasteinleitung in eine dampfturbine

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5596631B2 (ja) * 2011-06-30 2014-09-24 株式会社神戸製鋼所 バイナリ発電装置
EP2685055A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Stützung einer Netzfrequenz
JP6203600B2 (ja) * 2013-10-23 2017-09-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コンバインドサイクルプラント
CN104076801B (zh) * 2014-07-10 2017-02-15 大唐阳城发电有限责任公司 一种超高压远距离输电线路故障自动甩负荷系统及方法
CN105443166A (zh) * 2015-06-15 2016-03-30 江曼 一种发电站内的发电系统
CN105134313B (zh) * 2015-08-14 2016-09-14 江苏永钢集团有限公司 汽轮机上抽汽阀的控制装置
US10871072B2 (en) * 2017-05-01 2020-12-22 General Electric Company Systems and methods for dynamic balancing of steam turbine rotor thrust
IT201800006187A1 (it) * 2018-06-11 2019-12-11 System for recovering waste heat and method thereof/sistema per recuperare calore residuo e relativo metodo
JP7137398B2 (ja) * 2018-08-08 2022-09-14 川崎重工業株式会社 コンバインドサイクル発電プラント

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH405359A (de) * 1963-12-13 1966-01-15 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Verhinderung des Druckanstieges im Zwischenüberhitzer einer Dampfturbinenanlage
DE1551235A1 (de) * 1967-01-27 1970-04-02 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und Einrichtung zur Deckung von Spitzenlast oder einer raschen Lastaenderung in einer Dampfturbinenanlage
DE2655796A1 (de) * 1975-12-19 1977-06-23 Bbc Brown Boveri & Cie Regelsystem fuer eine dampfturbinenanlage
DE10042317A1 (de) * 2000-08-29 2002-03-14 Alstom Power Nv Dampfturbine und Verfahren zur Einleitung von Beipassdampf

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH449792A (de) * 1967-01-05 1968-01-15 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und Einrichtung zur Deckung von Spitzenlast oder einer raschen Laständerung in einer Dampfturbinenanlage
US4403476A (en) * 1981-11-02 1983-09-13 General Electric Company Method for operating a steam turbine with an overload valve
JPS5970003U (ja) * 1982-11-01 1984-05-12 三菱重工業株式会社 蒸気タ−ビン
JPS63143305A (ja) * 1986-12-08 1988-06-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd タ−ビン過負荷防止方法
JPH02308904A (ja) * 1989-05-24 1990-12-21 Hitachi Ltd 蒸気タービン装置及びその制御方法及び制御装置
JPH03134203A (ja) * 1989-10-18 1991-06-07 Toshiba Corp 再熱式抽気タービン
SU1813885A1 (ru) * 1991-04-15 1993-05-07 Sev Zap Otdel Vsesoyuznogo Ni Способ работы парогазовой установки
RU2110022C1 (ru) * 1996-04-29 1998-04-27 Леонид Иванович Архипов Система регулирования турбодетандера
RU2144994C1 (ru) * 1997-12-09 2000-01-27 Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод" Парогазовая установка
JP4509759B2 (ja) * 2004-12-08 2010-07-21 株式会社東芝 蒸気タービンの過負荷運転装置および蒸気タービンの過負荷運転方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH405359A (de) * 1963-12-13 1966-01-15 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Verhinderung des Druckanstieges im Zwischenüberhitzer einer Dampfturbinenanlage
DE1551235A1 (de) * 1967-01-27 1970-04-02 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und Einrichtung zur Deckung von Spitzenlast oder einer raschen Lastaenderung in einer Dampfturbinenanlage
DE2655796A1 (de) * 1975-12-19 1977-06-23 Bbc Brown Boveri & Cie Regelsystem fuer eine dampfturbinenanlage
DE10042317A1 (de) * 2000-08-29 2002-03-14 Alstom Power Nv Dampfturbine und Verfahren zur Einleitung von Beipassdampf

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103649474A (zh) * 2011-07-14 2014-03-19 西门子公司 蒸汽轮机设备和用于运行蒸汽轮机设备的方法
CN103649474B (zh) * 2011-07-14 2015-12-23 西门子公司 蒸汽轮机设备和用于运行蒸汽轮机设备的方法
US9322298B2 (en) 2011-07-14 2016-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Steam turbine installation and method for operating the steam turbine installation
EP2813674A4 (de) * 2012-01-17 2015-12-09 Toshiba Kk Dampfturbinensteuerungsvorrichtung
US9567868B2 (en) 2012-01-17 2017-02-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine control device
JP2013194720A (ja) * 2012-03-23 2013-09-30 Hitachi Ltd 蒸気タービン設備
WO2015024886A1 (de) * 2013-08-22 2015-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Dampfkraftwerk und verfahren zum betrieb eines dampfkraftwerks
EP3128136A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Überlasteinleitung in eine dampfturbine
WO2017025242A1 (de) * 2015-08-07 2017-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Überlasteinleitung in eine dampfturbine
CN107849944A (zh) * 2015-08-07 2018-03-27 西门子公司 到蒸汽轮机中的过载导入
RU2672221C1 (ru) * 2015-08-07 2018-11-12 Сименс Акциенгезелльшафт Ввод перегрузки в паровую турбину
US10301975B2 (en) 2015-08-07 2019-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Overload introduction into a steam turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP5539521B2 (ja) 2014-07-02
CN102575530B (zh) 2014-11-12
RU2508454C2 (ru) 2014-02-27
US20120174584A1 (en) 2012-07-12
JP2013502538A (ja) 2013-01-24
EP2480762A1 (de) 2012-08-01
RU2012116067A (ru) 2013-10-27
CN102575530A (zh) 2012-07-11
KR101445179B1 (ko) 2014-09-29
EP2480762B1 (de) 2014-08-13
WO2011036136A1 (de) 2011-03-31
KR20120068946A (ko) 2012-06-27
PL2480762T3 (pl) 2015-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2480762B1 (de) Kraftwerksanlage mit Überlast-Regelventil
EP0523467B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Gas- und Dampfturbinenanlage und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
EP2067940B2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kombikraftwerks sowie Kombikraftwerk zur Durchführung des Verfahrens
EP2603672B1 (de) Abhitzedampferzeuger
DE2945404C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer kombinierten Gas-Dampfturbinenanlage und Gas-Dampfturbinenanlage zur Durchführung dieses Verfahrens
WO1996031685A1 (de) Verfahren zum betreiben eines abhitzedampferzeugers sowie danach arbeitender abhitzedampferzeuger
DE69633794T2 (de) Kombikraftwerk in einwellenanordnung
EP2907980A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Gas- und Dampfturbinenanlage für die Frequenzstützung
DE1526998A1 (de) Verfahren zur Dampferzeugung
EP1368555B1 (de) Verfahren zum betrieb einer dampfkraftanlage sowie dampfkraftanlage
EP1953350A2 (de) Turbinenschaufel
DE2947949A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer kreuzverbund-turbogeneratoranordnung
EP2326800A2 (de) Dampfkraftanlage zur erzeugung elektrischer energie
EP1963624A2 (de) Kraftwerksanlage
EP1896697B1 (de) Verfahren zum hochfahren einer gas- und dampfturbinenanlage
WO1994017286A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb des wasser-dampf-kreislaufs eines wärmekraftwerkes
EP2556218B1 (de) Verfahren zum schnellen zuschalten eines dampferzeugers
EP2362073A1 (de) Dampfkraftwerk umfassend eine Tuning-Turbine
WO2017140548A1 (de) Dampfkraftwerk mit antriebsturbine
DE3808006C2 (de)
DE2044644C3 (de) Gasturbinenanlage zum Antrieb eines Hochofenwindverdichters
DE102004034657A1 (de) Kraftwerksanlage
DE10124492B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kombikraftwerkes bei unterschiedlichen Netzanforderungen
DE102016212634A1 (de) Verfahren zur Sekundärfrequenzregelung einer fossil befeuerten Kraftwerksanlage
EP1121510B9 (de) Verfahren zum wiederanfahren einer gas- und dampfturbinenanlage

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20110924