EP2447484A1 - Dampfturbinenanlage mit variabler Dampfeinspeisung - Google Patents

Dampfturbinenanlage mit variabler Dampfeinspeisung Download PDF

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EP2447484A1
EP2447484A1 EP10189417A EP10189417A EP2447484A1 EP 2447484 A1 EP2447484 A1 EP 2447484A1 EP 10189417 A EP10189417 A EP 10189417A EP 10189417 A EP10189417 A EP 10189417A EP 2447484 A1 EP2447484 A1 EP 2447484A1
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EP
European Patent Office
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steam
feed
steam turbine
turbine
pressure
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Withdrawn
Application number
EP10189417A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Pieper
Michael Wechsung
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
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to PL11771088T priority patent/PL2611995T3/pl
Priority to US13/879,858 priority patent/US9267394B2/en
Priority to CN201180052992.7A priority patent/CN103201464B/zh
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Definitions

  • the invention relates to a steam turbine plant with variable steam feed.
  • Steam turbine plants are usually dimensioned from an economic point of view.
  • steam turbine plants which are used in electrical energy production, is worked to achieve maximum efficiency with very large power units.
  • the efficiency should also be constant over the largest possible power range.
  • it is known to feed a Zudampf, in particular a low-pressure Zudampf, in a medium or low-pressure steam turbine. If the steam turbine is driven, for example, in part-load operation, the Zudampf must be throttled at the feed point, if this is available at constant pressure.
  • the invention has for its object to provide a steam turbine plant, in which overcomes the above problems are and throttle losses are largely avoided. It is another object of the invention to propose a method for operating the steam turbine plant, in which throttle losses are largely avoided.
  • the Zudampfsammel Arthur is introduced at a Zudampfeinleitstelle the Zudampfsammel effetsabitess in the exhaust steam of the steam turbine and a feed steam device is provided on the steam turbine with a changeover, with the upstream of the Zudampfeinleitstelle the feed steam device is connected to the Zudampfsammel effetsabites and which is controlled switched, that when the Abdampftik is less than a target pressure in the Zudampfsammelitungsabêt, the Zudampfsammelitungsabites with the feed steam device vapor-conducting and is interrupted between the switch valve and the Zudampfeinleitstelle, and otherwise the feed steam device of the Zudampfsammititungsabites is disconnected.
  • the changeover valve is switched in such a way that the vapor turbine is subjected to a feed steam via the feed steam device when the desired pressure in the Zudampfsammel effetsabites falls below the target pressure. If the exhaust steam pressure of the steam turbine is equal to or greater than the target value, the feed steam device is disconnected from the steam collecting header section and the steam turbine receives no feed steam via the feed steam device.
  • the Zudampf can be introduced via the feed steam device upstream and relaxed in the steam turbine means of Umschaltarmatur.
  • the feed steam device preferably has a plurality of steam feed points at different stages of the steam turbine and the feed steam device can be controlled such that the feed steam is fed in only at that steam feed point at which the pressure at the introduction position within the steam turbine is higher than that of the feed steam itself However, the pressure difference is minimal.
  • the feed steam is thus fed into the steam turbine so that any necessary throttling of the feed steam is dispensable, whereby the steam turbine plant according to the invention is free of unnecessary throttle losses.
  • the feed steam device When load reduction of the steam turbine, the feed steam device is preferably controlled such that, starting from the Dampfeinspeisestelle which is formed on a steam side arranged stage of the steam turbine, the feed steam device controls that Dampfeinspeisestelle formed at an adjacent, upstream stage of the steam turbine.
  • the feed steam device is controlled with load increase of the steam turbine such that, starting from a steam feed, which is formed at an upstream stage of the steam turbine, the feed steam device that steam feed point controls, which is formed on an adjacent, steam side arranged stage of the steam turbine.
  • a medium or low pressure steam turbine is preferably provided.
  • the opening degree characteristic of the switching valve for connecting and disconnecting the feed steam device and / or the opening degree characteristic for connecting and disconnecting the steam collecting line section are linear, progressive or degressive.
  • a method for operating the steam turbine plant preferably has the steps of: providing the steam turbine plant; Setting a target pressure for the steam manifold; Switching the changeover valve so that when the exhaust pressure is lower than the target pressure in the Zudampfsammelitungsabites, the Zudampfsammelitungsabites is vapor-connected to the feed steam device and is interrupted between the changeover valve and the Zudampfeinleitstelle; or switching the changeover switch so that when the exhaust steam pressure is equal to or higher than the target pressure in the steam collecting passage portion, the feed steam device is disconnected from the changeover valve and conveyed to the Zudampfeinleitstelle Zudampf directly from the Zudampfsammititungsabites.
  • the feed steam device preferably has a plurality of steam feed points at different stages of the steam turbine and the feed steam device is controlled such that the feed steam is fed only at the steam feed point at which the pressure difference between the feed position within the steam turbine and the feed steam is minimal is.
  • the feed steam device is preferably controlled such that, starting from the Dampfeinspeisestelle which is formed on a steam side arranged stage of the steam turbine, the feed steam device controls that Dampfeinspeisestelle formed at an adjacent, upstream stage of the steam turbine.
  • the feed steam device is preferably controlled such that, starting from a steam feed, which is formed at an upstream stage of the steam turbine, the feed steam device controls that steam feed, which is formed on an adjacent, steam side arranged stage of the steam turbine.
  • a steam turbine plant 1 is shown, which is coupled via a waste heat boiler 2 with a gas turbine plant 3.
  • the waste heat boiler 2 comprises a high pressure steam system 4 with a live steam manifold 14, a medium pressure steam system 5 with a medium pressure steam manifold 15, a low pressure steam system 6 with a low pressure steam manifold 16 and a plurality of heat exchangers 7.
  • the heat energy of the hot exhaust gases of the gas turbine plant 3 is discharged by means of the heat exchanger 7 to a respective associated boiler system 8, 9 and 10 for generating steam.
  • the steam generated in the boiler systems 8, 9 and 10 is used to operate a high pressure steam turbine 11, a medium pressure steam turbine 12 and a low pressure steam turbine 13.
  • the high-pressure steam turbine 11 and the medium-pressure steam turbine 12 are each coupled by means of one of the steam manifolds 14 and 15 with the respectively corresponding steam system 4 and 5 respectively.
  • the medium-pressure Zudampfsammeltechnisch 15 further includes a reheater 20, by means of which a medium-pressure steam to increase the efficiency of the steam turbine plant 1 in the waste heat boiler 2 is overheated.
  • the medium-pressure steam is composed of the generated in the boiler system 9 Medium-pressure Zudampf and the exhaust steam of the high-pressure steam turbine 11. From the reheater 20, the superheated medium-pressure steam flows via the medium-pressure steam manifold 22 to the medium-pressure steam turbine 12th
  • the low-pressure Zudampf flows from the boiler system 10 to a changeover valve 17 via a low-pressure Zudampfsammeltechnisch 16 the present case, the pressure of the Zudampfs in the low-pressure Zudampfsammel effet 16 is 4.2 bar.
  • the pressure of the low-pressure Zudampfs is increased such that condensation of sulfurous acid on the heat transfer surfaces of the heat exchanger 7 and thus corroding the heat exchanger surfaces is prevented. This results in the low-pressure steam manifold 16, a pressure of, for example, 8 bar.
  • the low-pressure steam collecting line 16 also has a low-pressure steam collecting line section 19, on which a Zudampfeinleitstelle 21 is formed. Via the Zudampfeinleitstelle 21 of the low-pressure Zudampf is fed via the low-pressure Zudampfsammel Obersabites 19 with the exhaust steam of the medium-pressure turbine 12.
  • the reversing valve 17 is associated with a control device (not shown) which is set to switch the change-over valve 17 in such a way when the exhaust steam pressure of the medium-pressure steam turbine 12 falls below a predefined setpoint value, for example 4 bar, caused in particular by a partial load operation of the medium-pressure steam turbine 12 in that the exhaust steam flows via the changeover valve 17 to a feed steam device 18. If, for example, the operating state of the medium-pressure steam turbine 12 drops from a full-load operation to a partial-load operation of 60% of the full load, the exhaust-steam pressure also drops accordingly, ie the exhaust-steam pressure drops to 60% of the exhaust-steam pressure at full load.
  • a control device not shown
  • the setpoint value is undershot and the changeover valve 17 is switched, whereby the Zudampf flows to the feed steam device 18, via which it flows as feed steam into the medium-pressure turbine 12.
  • the Zudampf from the pressure level in the low-pressure Zudampfsammeltechnisch 16 is relaxed to the pressure level at the Zudampfeinleitstelle 21 in the medium-pressure turbine 12 and thus energetically utilized.
  • the feed steam device 18 has a plurality of steam feed points (not shown), of which only a maximum of one is activated. That is, the steam is always supplied only at a Dampfeinspeisestelle. In this case, that steam feed point is controlled, at which the pressure of the steam turbine process steam is approximately equal to the pressure of the feed steam. This allows almost unthrottled feeding the feed steam, whereby an additional throttle loss is avoided by throttling. Due to flow losses, the Zudampf after passing the changeover valve 17 at the Dampfeinspeisestelle a slightly lower pressure than in the low pressure Zudampfsammeltechnisch 16, for example, 4 bar.
  • the changeover valve 17 is switched such that the exhaust steam flow flows via the low-pressure steam manifold line 19 to the low-pressure steam turbine 13.
  • the low pressure Zudampfsammel effetesabites 19 then flow at the Zudampfeinleitstelle 21 of the exhaust steam of the medium-pressure turbine 12, which was previously relaxed to 4 bar, and the steam of the low-pressure steam manifold 16, the present also has a pressure of 4 bar together and the low-pressure turbine thirteenth ,

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Abstract

Eine Dampfturbinenanlage (1) weist eine Dampfturbine (12) und eine einen Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) aufweisende Zudampfsammelleitung (16) zur Versorgung eines Dampfverbrauchers auf, wobei die Zudampfsammelleitung (16) an einer Zudampfeinleitstelle (21) des Zudampfsammelleitungsabschnitts (19) in den Abdampfstrom der Dampfturbine (12) eingeleitet ist und eine Einspeisedampfvorrichtung (18) an der Dampfturbine (12) mit einer Umschaltarmatur (17) vorgesehen ist, mit der stromauf der Zudampfeinleitstelle (21) die Einspeisedampfvorrichtung (18) an den Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) angeschlossen ist und die derart angesteuert umschaltbar ist, dass, wenn der Abdampfdruck kleiner einem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) ist, der Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) mit der Einspeisedampfvorrichtung (18) dampfleitend verbunden und zwischen der Umschaltarmatur (17) und der Zudampfeinleitstelle (21) unterbrochen ist, sowie sonst die Einspeisedampfvorrichtung (18) von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) getrennt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage mit variabler Dampfeinspeisung.
  • Dampfturbinenanlagen werden in der Regel unter ökonomischen Gesichtspunkten dimensioniert. Insbesondere bei Dampfturbinenanlagen, die in der elektrischen Energieerzeugung eingesetzt werden, wird zum Erreichen höchster Wirkungsgrade mit sehr großen Leistungseinheiten gearbeitet. Der Wirkungsgrad soll zudem über einen möglichst großen Leistungsbereich konstant sein. Dazu ist es bekannt einen Zudampf, insbesondere einen Niederdruck-Zudampf, in eine Mittel- oder NiederdruckDampfturbine einzuspeisen. Wird die Dampfturbine beispielsweise im Teillastbetrieb gefahren, muss der Zudampf an der Einspeisestelle angedrosselt werden, sofern dieser bei konstantem Druck zur Verfügung steht.
  • In kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlagen wird Dampf auf mehreren Druckstufen erzeugt, beispielsweise Frischdampf, Mitteldruck-Zudampf und Niederdruck-Zudampf beim Drei-Druck-Prozess. Häufig wird dabei ein Brennstoff mit einem hohen Schwefelgehalt verwendet. Dabei kann es notwendig sein, den Druck des Niederdruck-Zudampfs zu erhöhen, um ein Auskondensieren von schwefliger Säure an den Wärmeübertragerflächen eines Dampferzeugers aufgrund des hohen Schwefelgehalts des Brennstoffs zu verhindern. Im Gegenzug muss der Niederdruck-Zudampf entsprechend an der Einspeisestelle angedrosselt werden. Nachteilig dabei ist, dass mit dem Androsseln des Zudampfs Energie vernichtet wird, also die Fähigkeit des Dampfs abnimmt im Kreisprozess Arbeit zu verrichten, wodurch der Wirkungsgrad des gesamten Dampfkraftprozesses sinkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampfturbinenanlage zu schaffen, bei der die oben genannten Probleme überwunden sind und insbesondere Drosselverluste weitestgehend vermieden sind. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Dampfturbinenanlage vorzuschlagen, bei dem insbesondere Drosselverluste weitestgehend vermieden werden.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Dampfturbinenanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner ist die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Bei einer Dampfturbinenanlage mit einer Dampfturbine und einer einen Zudampfsammelleitungsabschnitt aufweisende Zudampfsammelleitung zur Versorgung eines Dampfverbrauchers ist die Zudampfsammelleitung an einer Zudampfeinleitstelle des Zudampfsammelleitungsabschnitts in den Abdampfstrom der Dampfturbine eingeleitet und eine Einspeisedampfvorrichtung ist an der Dampfturbine mit einer Umschaltarmatur vorgesehen, mit der stromauf der Zudampfeinleitstelle die Einspeisedampfvorrichtung an den Zudampfsammelleitungsabschnitt angeschlossen ist und die derart angesteuert umschaltbar ist, dass, wenn der Abdampfdruck kleiner einem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt ist, der Zudampfsammelleitungsabschnitt mit der Einspeisedampfvorrichtung dampfleitend verbunden und zwischen der Umschaltarmatur und der Zudampfeinleitstelle unterbrochen ist, sowie sonst die Einspeisedampfvorrichtung von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt getrennt ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Umschaltarmatur bei einem Unterschreiten des Soll-Drucks in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt derart geschaltet, dass die Dampfturbine mit einem Einspeisedampf via die Einspeisedampfvorrichtung beaufschlagt wird. Entspricht der Abdampfdruck der Dampfturbine dem Soll-Wert, oder liegt er darüber, ist die Einspeisedampfvorrichtung von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt getrennt und die Dampfturbine erhält keinen Einspeisedampf via die Einspeisedampfvorrichtung. Wird die Dampfturbinenanlage in Teillast betrieben, wodurch der Druck im Dampfturbineninneren entsprechend abfällt, oder wird ein stark schwefelhaltiger Brennstoff beim Betrieb einer an die Dampfturbinenanlage gekoppelten Gasturbinenanlage verwendet, wobei der Niederdruckdampfdruck in der Regel erhöht wird, um ein Auskondensieren von schwefliger Säure und somit ein Korrodieren von Bauteilen des Abhitzekessels zu verhindern, kann mittels der Umschaltarmatur der Zudampf über die Einspeisedampfvorrichtung stromauf eingeleitet und in der Dampfturbine entspannt werden.
  • Die Einspeisedampfvorrichtung weist bevorzugt eine Mehrzahl an Dampfeinspeisestellen an unterschiedlichen Stufen der Dampfturbine auf und die Einspeisedampfvorrichtung ist derart ansteuerbar, dass die Einspeisung des Einspeisedampfes nur an derjenigen Dampfeinspeisestelle erfolgt, an der der Druck an der Einleitposition innerhalb der Dampfturbine zwar höher ist als der des Einspeisedampfs selbst, die Druckdifferenz jedoch minimal ist. Der Einspeisedampf wird folglich derart in die Dampfturbine eingespeist, dass eine gegebenenfalls erforderliche Drosselung des Einspeisedampfs entbehrlich ist, wodurch die erfindungsgemäße Dampfturbinenanlage frei von unnötigen Drosselverlusten ist.
  • Bei Lastabsenkung der Dampfturbine ist die Einspeisedampfvorrichtung bevorzugt derart angesteuert, dass ausgehend von der Dampfeinspeisestelle, die an einer abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist. Bevorzugtermaßen ist die Einspeisedampfvorrichtung bei Lastzunahme der Dampfturbine derart angesteuert, dass ausgehend von einer Dampfeinspeisestelle, die an einer stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist. Als Dampfverbraucher der Dampfturbinenanlage ist bevorzugt eine Mittel- oder Niederdruckdampfturbine vorgesehen.
  • Ferner sind bevorzugt die Öffnungsgradkennlinie der Umschaltarmatur für das Verbinden und Trennen der Einspeisedampfvorrichtung und/oder die Öffnungsgradkennlinie für das Verbinden und Trennen des Zudampfsammelleitungsabschnitts linear, progressiv oder degressiv.
  • Ein Verfahren zum Betreiben der Dampfturbinenanlage weist bevorzugt die Schritte auf: Bereitstellen der Dampfturbinenanlage; Festlegen eines Soll-Drucks für die Zudampfsammelleitung; Schalten der Umschaltarmatur so, dass, wenn der Abdampfdruck kleiner dem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt ist, der Zudampfsammelleitungsabschnitt mit der Einspeisedampfvorrichtung dampfleitend verbunden und zwischen der Umschaltarmatur und der Zudampfeinleitstelle unterbrochen ist; oder Schalten der Umschaltarmatur so, dass, wenn der Abdampfdruck gleich oder größer dem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt ist, die Einspeisedampfvorrichtung von der Umschaltarmatur getrennt und an die Zudampfeinleitstelle Zudampf direkt von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt gefördert wird.
  • Bei dem Verfahren weist ferner bevorzugt die Einspeisedampfvorrichtung eine Mehrzahl an Dampfeinspeisestellen an unterschiedlichen Stufen der Dampfturbine auf und die Einspeisedampfvorrichtung wird derart angesteuert, dass die Einspeisung des Einspeisedampfes nur an derjenigen Dampfeinspeisestelle erfolgt, an der die Druckdifferenz zwischen der Einspeiseposition innerhalb der Dampfturbine und dem Einspeisedampf minimal ist. Dabei wird bei Lastabsenkung der Dampfturbine die Einspeisedampfvorrichtung bevorzugt derart angesteuert, dass ausgehend von der Dampfeinspeisestelle, die an einer abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist. Bei Lastzunahme der Dampfturbine wird die Einspeisedampfvorrichtung bevorzugt derart angesteuert, dass ausgehend von einer Dampfeinspeisestelle, die an einer stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine ausgebildet ist.
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gas- und Dampfturbinenanlage anhand der beigefügten schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt die Figur eine Gas- und Dampfturbinenanlage mit variabler Dampfeinspeisung.
  • In der Figur ist eine Dampfturbinenanlage 1 gezeigt, die via einen Abhitzekessel 2 mit einer Gasturbinenanlage 3 gekoppelt ist. Der Abhitzekessel 2 umfasst ein Hochdruckdampfsystem 4 mit einer Frischdampfsammelleitung 14, ein Mitteldruckdampfsystem 5 mit einer Mitteldruck-Zudampfsammelleitung 15, ein Niederdruckdampfsystem 6 mit einer Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 sowie mehrere Wärmeübertrager 7.
  • In dem Abhitzekessel 2 wird die Wärmeenergie der heißen Abgase der Gasturbinenanlage 3 mittels der Wärmeübertrager 7 an eine jeweils zugehörige Kesselanlage 8, 9 und 10 zum Erzeugen von Dampf abgegeben. Der in den Kesselanlagen 8, 9 und 10 erzeugte Dampf dient zum Betreiben einer Hochdruckdampfturbine 11, einer Mitteldruckdampfturbine 12 und einer Niederdruckdampfturbine 13.
  • Die Hochdruckdampfturbine 11 und die Mitteldruckdampfturbine 12 sind mittels je einer der Dampfsammelleitungen 14 und 15 mit dem jeweils entsprechenden Dampfsystem 4 bzw. 5 gekoppelt. Die Mitteldruck-Zudampfsammelleitung 15 weist ferner einen Zwischenüberhitzer 20 auf, mittels dem ein Mitteldruck-Dampf zum Erhöhen des Wirkungsgrades der Dampfturbinenanlage 1 im Abhitzekessel 2 überhitzt wird. Der Mitteldruck-Dampf setzt sich zusammen aus dem in der Kesselanlage 9 erzeugten Mitteldruck-Zudampf und dem Abdampf der Hochdruckdampfturbine 11. Von dem Zwischenüberhitzer 20 strömt der überhitzte Mitteldruck-Dampf via die Mitteldruckdampfsammelleitung 22 zur Mitteldruckdampfturbine 12.
  • Via eine Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 strömt der Niederdruck-Zudampf von der Kesselanlage 10 zu einer Umschaltarmatur 17. Der Druck des Zudampfs in der Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 beträgt vorliegend 4,2 bar. Im Falle einer Verwendung eines stark schwefelhaltigen Brennstoffs beim Betrieb der Gasturbinenanlage 3 wird der Druck des Niederdruck-Zudampfs derart erhöht, dass ein Auskondensieren von schwefliger Säure an den Wärmeübertragerflächen der Wärmeübertrager 7 und somit ein Korrodieren der Wärmeübertragerflächen verhindert wird. Dadurch ergibt sich in der Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 ein Druck von beispielsweise 8 bar.
  • Die Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 weist ferner einen Niederdruck-Zudampfsammelleitungsabschnitt 19 auf, an dem eine Zudampfeinleitstelle 21 ausgebildet ist. Via die Zudampfeinleitstelle 21 wird der Niederdruck-Zudampf über den Niederdruck-Zudampfsammelleitungsabschnitt 19 mit dem Abdampf der Mitteldruckturbine 12 eingespeist.
  • Der Umschaltarmatur 17 ist eine (nicht dargestellte) Steuerungseinrichtung zugeordnet, die eingerichtet ist, bei einem Unterschreiten des Abdampfdrucks der Mitteldruckdampfturbine 12 von einem vorgegebenen Soll-Wert, beispielsweise 4 bar, verursacht insbesondere durch einen Teillastbetrieb der Mitteldruckdampfturbine 12, die Umschaltarmatur 17 derart zu schalten, dass der Zudampf via die Umschaltarmatur 17 zu einer Einspeisedampfvorrichtung 18 strömt. Fällt beispielsweise der Betriebszustand der Mitteldruckdampfturbine 12 von einem Volllastbetrieb auf einen Teillastbetrieb von 60% der Volllast, fällt auch der Abdampfdruck entsprechend, d. h. der Abdampfdruck fällt auf 60% des Abdampfdrucks bei Volllast. Dadurch wird der Soll-Wert unterschritten und die Umschaltarmatur 17 wird geschaltet, wodurch der Zudampf zur Einspeisedampfvorrichtung 18 strömt, via die er als Einspeisedampf in die Mitteldruckturbine 12 strömt. Somit wird der Zudampf vom Druckniveau in der Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16 auf das Druckniveau an der Zudampfeinleitstelle 21 in der Mitteldruckturbine 12 entspannt und somit energetisch verwertet.
  • Die Einspeisedampfvorrichtung 18 weist eine Mehrzahl an Dampfeinspeisestellen (nicht dargestellt) auf, von denen nur maximal eine angesteuert wird. Das heißt, die Dampfzufuhr erfolgt immer nur an einer Dampfeinspeisestelle. Dabei wird diejenige Dampfeinspeisestelle angesteuert, an der der Druck des Dampfturbinenprozessdampfs in etwa gleich dem Druck des Einspeisedampfs ist. Dies ermöglicht ein nahezu ungedrosseltes Einspeisen des Einspeisedampfs, wodurch ein zusätzlicher Drosselverlust durch Androsseln vermieden ist. Aufgrund von Strömungsverlusten weist der Zudampf nach Passieren der Umschaltarmatur 17 an der Dampfeinspeisestelle einen geringfügig niedrigeren Druck auf, als in der Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16, beispielsweise 4 bar.
  • Ist der von der Steuerungseinrichtung gemessene Abdampfdruck über bzw. gleich dem Soll-Wert, wird die Umschaltarmatur 17 derart geschaltet, dass der Zudampfstrom via den Niederdruck-Zudampfsammelleitungsabschnitt 19 zur Niederdruckdampfturbine 13 strömt. In dem Niederdruck-Zudampfsammelleitungsabschnitt 19 strömen dann an der Zudampfeinleitstelle 21 der Abdampf der Mitteldruckturbine 12, der zuvor auf 4 bar entspannt wurde, und der Dampf der Niederdruck-Zudampfsammelleitung 16, der vorliegend ebenfalls einen Druck von 4 bar hat, zusammen und zur Niederdruckturbine 13.

Claims (10)

  1. Dampfturbinenanlage (1) mit einer Dampfturbine (12) und einer einen Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) aufweisende Zudampfsammelleitung (16) zur Versorgung eines Dampfverbrauchers,
    wobei die Zudampfsammelleitung (16) an einer Zudampfeinleitstelle (21) des Zudampfsammelleitungsabschnitts (19) in den Abdampfstrom der Dampfturbine (12) eingeleitet ist und eine Einspeisedampfvorrichtung (18) an der Dampfturbine (12) mit einer Umschaltarmatur (17) vorgesehen ist, mit der stromauf der Zudampfeinleitstelle (21) die Einspeisedampfvorrichtung (18) an den Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) angeschlossen ist und die derart angesteuert umschaltbar ist, dass, wenn der Abdampfdruck kleiner einem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) ist, der Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) mit der Einspeisedampfvorrichtung (18) dampfleitend verbunden und zwischen der Umschaltarmatur (17) und der Zudampfeinleitstelle (21) unterbrochen ist, sowie sonst die Einspeisedampfvorrichtung (18) von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) getrennt ist.
  2. Dampfturbinenanlage (1) gemäß Anspruch 1,
    wobei die Einspeisedampfvorrichtung (18) eine Mehrzahl an Dampfeinspeisestellen an unterschiedlichen Stufen der Dampfturbine (12) aufweist und die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart ansteuerbar ist, dass die Einspeisung des Einspeisedampfes nur an derjenigen Dampfeinspeisestelle erfolgt, an der die Druckdifferenz zwischen dem Druck an der Einleitposition innerhalb der Dampfturbine und dem Einspeisedampf selbst minimal ist.
  3. Dampfturbinenanlage (1) gemäß Anspruch 2,
    wobei bei Lastabsenkung der Dampfturbine (12) die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart angesteuert ist, dass ausgehend von der Dampfeinspeisestelle, die an einer abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung (18) diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist.
  4. Dampfturbinenanlage (1) gemäß Anspruch 2 oder 3,
    wobei bei Lastzunahme der Dampfturbine (12) die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart angesteuert ist, dass ausgehend von einer Dampfeinspeisestelle, die an einer stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung (18) diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist.
  5. Dampfturbinenanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
    wobei der Dampfverbraucher eine Mittel- oder Niederdruckdampfturbine (13) ist.
  6. Dampfturbinenanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei die Öffnungsgradkennlinie der Umschaltarmatur (17) für das Verbinden und Trennen der Einspeisedampfvorrichtung (18) und/oder die Öffnungsgradkennlinie für das Verbinden und Trennen des Zudampfsammelleitungsabschnitts (19) linear, progressiv oder degressiv sind.
  7. Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den Schritten:
    - Bereitstellen der Dampfturbinenanlage (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6;
    - Festlegen eines Soll-Drucks für die Zudampfsammelleitung (16);
    - Schalten der Umschaltarmatur (17) so, dass, wenn der Abdampfdruck kleiner dem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) ist, der Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) mit der Einspeisedampfvorrichtung (18) dampfleitend verbunden und zwischen der Umschaltarmatur (17) und der Zudampfeinleitstelle (21) unterbrochen wird; oder
    - Schalten der Umschaltarmatur (17) so, dass, wenn der Abdampfdruck gleich oder größer dem Soll-Druck in dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) ist, die Einspeisedampfvorrichtung (18) von der Umschaltarmatur (17) getrennt und an die Zudampfeinleitstelle (21) Zudampf direkt von dem Zudampfsammelleitungsabschnitt (19) gefördert wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7,
    wobei die Einspeisedampfvorrichtung (18) eine Mehrzahl an Dampfeinspeisestellen an unterschiedlichen Stufen der Dampfturbine (12) aufweist und die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart angesteuert wird, dass die Einspeisung des Einspeisedampfes nur an derjenigen Dampfeinspeisestelle erfolgt, an der die Druckdifferenz zwischen der Einspeiseposition innerhalb der Dampfturbine und dem Einspeisedampf minimal ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8,
    wobei bei Lastabsenkung der Dampfturbine (12) die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart angesteuert wird, dass ausgehend von der Dampfeinspeisestelle, die an einer abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung (18) diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9,
    wobei bei Lastzunahme der Dampfturbine (12) die Einspeisedampfvorrichtung (18) derart angesteuert wird, dass ausgehend von einer Dampfeinspeisestelle, die an einer stromauf angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist, die Einspeisedampfvorrichtung (18) diejenige Dampfeinspeisestelle ansteuert, die an einer angrenzenden, abdampfseitig angeordneten Stufe der Dampfturbine (12) ausgebildet ist.
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