MX2013003984A - Procedimiento para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada asi como central de turbina de gas y de turbina de vapor preparada para la realizacion del procedimiento y dispositivo de regulacion correspondiente. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada con una turbina de gas (GT), un generador de vapor de calor perdido aguas abajo de la turbina de gas (GT) en el lado del gas de escape o del gas caliente, que presenta al menos una superficie de calefacción de evaporador (6) que puede atravesarse por un fluido, y con una turbina de vapor (DT) aguas abajo del generador de vapor de calor perdido en el lado del fluido, en la que el fluido se suministra al generador de vapor de calor perdido en forma de agua de alimentación, en el que está previsto un circuito de regulación primario para una regulación predictiva del flujo másico de agua de alimentación, y en el que por medio de un valor teórico de recalentamiento, que es característico de la sobreelevación de temperatura del fluido existente a la salida de la superficie de calefacción de evaporador (6) con respecto a su temperatura de ebullición, y por medio de un parámetro de flujo calorífico, que es característico del flujo calorífico transmitido a través de la superficie de calefacción de evaporador (6) desde el gas caliente hasta el fluido, considerando el calor introducido en los componentes de superficie de calefacción de evaporador se determina un valor teórico primario para el flujo másico de agua de alimentación y se reajusta de manera correspondiente el flujo másico de agua de alimentación. El procedimiento se caracteriza por que para la activación de una reserva instantánea de potencia disponible a corto plazo se reduce el valor teórico de recalentamiento desde un valor normal diseñado para el funcionamiento estacionario de la central de turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor.

Description

PROCEDIMIENTO PARA EL ACCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL DE TURBINA DE GAS Y DE TURBINA DE VAPOR COMBINADA ASI COMO CENTRAL DE TURBINA DE GAS Y DE TURBINA DE VAPOR PREPARADA PARA LA REALIZACION DEL PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE REGULACION CORRESPONDIENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada con una turbina de gas y con un generador 1 de vapor de calor perdido aguas abajo de la turbina de gas en el lado del gas de escape o del gas caliente según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere además a una central de turbina de gas y de, turbina de vapor preparada para la realización del procedimiento asi como a un dispositivo de regulación correspondiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un generador de vapor de calor , perdido es un intercambiador de calor que recupera calón, a partir de un flujo de gas caliente. Los generadores de vapor de calor perdido se utilizan entre otras cosas en centrales de turbina de gas y de turbina de vapor (centrales GUD) , que sirven principalmente para la producción de electricidad. A este respecto, una central GUD moderna comprende habitualmente de una a cuatro turbinas de gas y al menos una turbina de vapor, accionando o bien cada turbina en cada caso un generador (central de varios ejes) o una turbina de gas junto con la turbina de vapor sobre un eje común acciona un único generador (central de un solo eje) . Los gases de escape calientes de la(s) turbina (s) de gas se usan eni este caso en el generador de vapor de calor perdido para la generación de vapor de agua. El vapor se suministra a continuación a la turbina de vapor. Normalmente corresponden aproximadamente dos tercios de la potencia eléctrica a la tµrbina de gas y un tercio a la turbina de vapor.

Ha de mencionarse en este punto, para completar, que como fluido para el generador de vapor de calor perdido asi como la turbina de vapor pueden utilizarse materiales fundamentalmente distintos. A continuación se remite a modo de ejemplo al uso de agua o vapor de agua,1 dado que ésta es con diferencia el fluido más común.

De manera análoga a los distintos escalones de presión de una turbina de vapor, también el generador de vapor de calor perdido comprende habitualmente una pluralidad de escalones de presión con estados termodinámiicos diferentes en el funcionamiento normal de la mezcla agua-vapor contenida en cada caso. En el circuito de agua de alimentación o de vapor, el fluido en su trayectoria de flujo recorre en primer lugar un economizador , en el que se aprovecha calor residual en el flujo de gas de escape para el precalentamiento del fluido. A esto le sigue el denominado evaporador, que puede estar realizado preferiblemente como evaporador de circulación forzada y en particular como el denominado evaporador BENSON. A la salida del evaporador se encuentra el fluido entonces como vapor o mezcla de agua-vapor, separándose la posible humedad residual en un dispositivo de separación colocado en la misma. El vapor transmitido se calienta adicionalmente más tarde en el recalentador. Después circula el vapor recalentado hacia la parte de alta presión de la turbina de vapor, se descomprime en la misma y se suministra al siguiente escalón de presión del generador de vapor. Allí se recalienta de nuevo y a continuación se introduce en el siguiente escalón de presión de la turbina de vapor. A la salida de la turbina de vapor le sigue un condensador, en el que el vapor descomprimido condensa y se suministra como agua de alimentación a un depósito. Una bomba de agua de alimentación transporta por último el agua de alimentación desde el depósito de nuevo hacia el economizador. A este respecto el flujo másico de agua de alimentación se controla a través de una válvula reguladora aguas abajo de la bomba de agua de alimentación.

En función del estado de funcionamiento del generador de vapor de calor perdido y, en relación con esto, de la potencia del generador de vapor actual se regula el flujo másico de agua de alimentación en el circuito de agua de alimentación y en particular en el evaporador. En el caso de variaciones de carga deberla variarse el paso del evaporador de la manera más síncrona posible con respecto a la entrada de calor en las superficies de calefacción del evaporador, debido a que, de lo contrario, no puede evitarse de manera segura una desviación de la entalpia del fluido específica a la salida del evaporador con respecto a un valor teórico. Una desviación indeseada de este tipo de la entalpia específica dificulta la regulación de la temperatura del vapor vivo que sale del generador de vapor y lleva además a elevadas cargas de material y, por lo tanto, a una vida útil reducida del generador de vapor.

Para mantener lo más pequeñas posibles las desviaciones de este tipo de la entalpia específica con respecto al valor teórico deseado y grandes oscilaciones de temperatura que resultan de ello de manera indeseada en todos los estados de funcionamiento del generador de vapor, es decir, en particular también en estados transitorios >o en el caso de cambios de carga, la regulación de paso de agua de alimentación puede configurarse a modo de un denominado diseño predictivo o previsor. A este respecto se proporcionan en particular también en el caso de cambios de carga los valores teóricos de flujo másico de agua de alimentación necesarios en función del estado de funcionamiento actual o que cabe esperar para el futuro próximo. Un sistema de regulación muy útil en lo que se refiere a esto se describe en las publicaciones para información de solicitud de patente europea EP 2 065 641 A2 y EP 2 194 320 Al, que se remiten ambas a la solicitante. Se remite expresamente a la divulgación completa en estos documentos.

De las centrales eléctricas modernas no se exigen sólo altos rendimientos, sino también un modo de1 funcionamiento lo más flexible posible. Esto incluye además de cortos tiempos de arranque y altas velocidades de variación de carga, también la posibilidad de compensar ¦ alteraciones de frecuencia en la interconexión de redes. Para satisfaces estos requisitos, la central eléctrica debe poder proporcionar sobrepotencias de por ejemplo el 5 % y más en el plazo de pocos segundos.

Esto se realiza en centrales eléctricas GUD habituales hasta ahora habitualmente mediante un aumento de carga de la turbina de gas. En determinadas circunstancias puede ser también posible en particular en la zona dé carga superior, que el aumento de potencia deseado no pueda proporcionarse exclusivamente o no suficientemente rápido mediante la turbina de gas. Por lo tanto se persiguen entretanto también soluciones, en las que la turbina de vapor pueda y deba realizar una contribución al apoyo de la frecuencia, sobre todo en los primeros segundos tras una demanda de potencia.

Esto puede producirse por ejemplo mediante la apertura de válvulas de turbina parcialmente estranguladas de la turbina de vapor o de una denominada válvula escalonada, mediante lo cual se reduce la presión de vapor antes de la turbina de vapor. El vapor del acumulador de vapor del generador de vapor de calor' perdido aguas arriba se retira de esta manera y se suministra a la turbina de vapor. Con esta medida se consigue en el plazo de pocos segundos un aumento de potencia en la central eléctrica GUD.

Esta potencia adicional puede liberarse en un tiempo relativamente corto, de modo que el aumento de potencia retardado puede compensarse al menos parcialmente por la turbina de gas (limitado por su velocidad de variación de carga máxima relacionada con su construcción y funcionamiento) . Todo el bloque de central eléctrica realiza mediante esta medida inmediatamente un salto de potencia y mediante un aumento de potencia posterior de turbina de gas puede mantenerse de manera duradera o incluso superarse también este nivel de potencia, siempre y cuando la central se encontrara en el momento de las reservas de potencia requeridas adicionalmente en el intervalo dé carga parcial.

Un estrangulamiento permanente de las válvulas de turbina para la provisión de una reserva lleva sin embargo siempre a una pérdida de rendimiento, de 1 modo que para un modo de funcionamiento económico, el grado de estrangulamiento debería mantenerse tan, bajo como sea indispensable. Además, algunas formas constructivas de generadores de vapor de calor perdido, así por ejemplo generadores de vapor de circulación forzada, en algunos casos, presentan un volumen de .acumulador considerablemente menor que, por ejemplo, los generadores de vapor de circulación natural. La diferencia en el tamaño del acumulador, en el procedimiento descrito anteriormente, tiene influencia sobre el comportamiento en el caso de variaciones de potencia de la turbina de vapor de la central eléctrica GUD .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, es objetivo de la invención indicar un procedimiento para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor con un generador de vapor de calor perdido del tipo mencionado anteriormente, en el que según sea necesario puede liberarse una reserva instantánea de potencia, y en el que el rendimiento de funcionamiento normal de la central no se ve perjudicado por la tarifa. Al mismo tiempo se permitirá el rápido aumento de potencia independientemente de la forma constructiva del generador de vapor de calor perdido sin modificaciones constructivas invasivas esenciales en el sistema global. Un objetivo adicional de la invención es indicar una central de turbina de gas y de turbina de vapor especialmente: adecuada para la realización del procedimiento asi como un dispositivo de regulación correspondiente.

El objetivo que se refiere al procedimiento se soluciona según la invención mediante las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes incluyen perfeccionamientos de esta invención en parte ventajosos y en parte inventivos en si.

El punto de partida para el desarrollo del procedimiento según la invención es la consideración de aumentar temporalmente el paso de agua de alimentación a través del evaporador. Mediante estas medidas se retira energía térmica del evaporador y de las superficies 1 de recalentador siguientes y se libera en la turbina de vapor en forma de potencia adicional.

Como una posibilidad de realizar esto,, puede tomarse en consideración en principio, cambiar simplemente del denominado "BENSON Control Mode" , que se prefiere debido a un alto rendimiento para funcionamiento ¡ convencional o funcionamiento normal, al denominado "Level Control Mode" .

En el "Level Control Mode", simplificando, se sobreabastece el evaporador con agua de alimentación, es decir se sobrealimenta realmente. El agua de alimentación no vaporizada aún que se produce asi cada vez más debe entonces separarse del vapor en un separador aguas abajo. De esta manera, si bien puede satisfacerse de manera eficaz el aumento del flujo másico de agua de alimentación para la provisión de potencia adicional, sin embargo, en las circunstancias mencionadas también se produce agua residual indeseada en la salida del evaporador. Además se conciben conceptos de regulación de agua de alimentación de modo que durante el proceso de cambio entre .ambos modos de funcionamiento no se efectúe ninguna corrección repentina de los parámetros. En lugar de eso, está prevista habitualmente una conversión paulatina y que por lo tanto consume relativamente mucho tiempo entre ambos estados dinámicos del sistema.

En el "BENSON Control Mode" por el contrario se intenta conducir a través de una regulación predictiva precisamente tanta agua de alimentación a través del evaporador que ésta se convierta de la manera más completa posible en vapor vivo con un estado termodinámico determinado. A este respecto se predetermina un denominado valor teórico de recalentamiento a la salida del evaporador. La temperatura del vapor en dicha salida se encontrará por consiguiente alrededor de una diferencia deseada por encima de la temperatura de ebullición del medio. Para ello se determina en . primer lugar un parámetro que caracteriza el flujo calorífico en el evaporador. Considerando las cantidades de. calor almacenadas de manera intermedia en los componentes del evaporador resulta de ello la energía térmica disponible para el agua de alimentación. A partir de esto puede calcularse a su vez la cantidad de agua de alimentación que puede convertirse con ayuda del suministro de calor en vapor con una sobreelevación de temperatura según la norma. Mediante un control correspondiente de la válvula reguladora aguas abajo de la bomba de agua de alimentación se ocupa por; último de que se ajuste el valor teórico primario calculado : a través de ello para el flujo másico de agua de alimentación.

Para la liberación según la invención de una reserva instantánea de potencia se reduce el valor teórico de recalentamiento desde un valor normal diseñado para el funcionamiento convencional de la central dé turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor. Mediante- esto tiene lugar un aumento del flujo másico de agua de alimentación mediante el sistema de regulación. Esto tiene como consecuencia, en el caso de un suministro de calor aproximadamente constante del gas de humo, inmediatamente una reducción del recalentamiento o la temperatura del fluido a la salida del evaporador. En conclusión, se reducen también las temperaturas de material de las superficies de calefacción afectadas, es decir, con respecto al evaporador y con respecto al recalentador situado aguas abajo. Como consecuencia de esta reducción de la temperatura de material se retira por último energía térmica de las superficies de calefacción del evaporador y del recalentador debido al elevado paso del medio con temperatura del medio reducida y se libera en la turbina de vapor en forma de potencia adicional.

A este respecto se considera ventajosj cuando se cambia entre los dos valores teóricos de recalentamiento de manera brusca e inesperada, preferiblemente con un tiempo de cambio de como máximo un segundo o menos. De esta manera, estará disponible como reacción a alteraciones de frecuencia en la interconexión de redes, la reserva instantánea de potencia en un tiempo lo más corto posible.

Debido a que con un pequeño valor de activación futura aumenta el nivel de la reserva instantánea de potencia, es adicionalmente ventajoso seleccionar para la sobreelevación de temperatura un valor cercano a la temperatura de ebullición del medio. Al mismo tiempo resulta desventajosa una aproximación demasiado grande a la temperatura de ebullición, dado que en este caso puede producirse agua residual indeseada con más frecuencia a la salida del evaporador .

En este contexto se considera como valor de activación una sobreelevacion de' temperatura con respecto a la temperatura de ebullición del medio entre 5 K y 15 K como acuerdo útil con respecto' a esto. Como valor normal para el funcionamiento convencional de generadores de vapor de calor perdido y turbina de vapor se pretende por el contrario una sobreelevacion de temperatura entre 30 K y 40 K como mínimo.

En beneficio de una norma más precisa del estado termodinámico del vapor vivo está previsto en una variante de procedimiento mejorado adicionalmente, depositar el punto de ebullición no como valor fijo en una memoria, sino determinarlo indirectamente a través de una medición de presión preferiblemente permanente a la entrada del evaporador o a la salida del evaporador.

En una versión de procedimiento además muy conveniente el cálculo del valor teórico primario para el flujo másico de agua de alimentación tiene lugar mediante; la formación de cocientes. A este respecto como numerador está previsto el parámetro de flujo calorífico, que caracteriza el flujo calorífico transmitido al evaporador por el gas de humo, considerando las cantidades de calor almacenadas de manera intermedia en los componentes del evaporador. El denominador se forma a su vez a partir de la diferencia entre un valor teórico de entalpia del medio a la salida del evaporador, caracterizado por el valor teórico de recalentamiento correspondiente asi como por la presión medida a la salida del evaporador, y la entalpia determinada del medio a la entrada del evaporador, que por su parte puede determinarse a través de una medición de temperatura asi como medición de presión correspondiente. Con ello se da un valor teórico fundamental del flujo másico de agua de alimentación, que en el estado ajustado del sistema, en el caso más favorable, provoca también de manera duradera los valores teóricos requeridos. Aquél se considera por definición como estado del 100 % o estado inicial del caso de carga correspondiente. Esto es válido independientemente de si el sistema de generador de vapor de calor perdido y turbina de vapor se encuentra en funcionamiento de carga parcial, o funcionamiento de carga completa. El sistema de regulación global, que trabaja normalmente de manera especialmente efectiva en un intervalo de valores limitado, se mantiene de este modo siempre precisamente en este intervalo de valores.

Según un sistema de regulación preferido para la realización del procedimiento según la invención está previsto como complemento para el circuito de regulación predictivo un segundo circuito de regulación que trabaja en paralelo. Con ayuda de este segundo circuito de regulación se determina un valor teórico secundario para l flujo másico de agua de alimentación. Para ello tiene lugar una formación de diferencia a partir de la entalpia determinada del medio a la salida del evaporador y la norma de valor teórico de entalpia correspondiente. El valor teórico secundario sirve a este respecto casi como valor de corrección;, que aumentará adicionalmente la precisión de la regulación y en los casos, en los que el valor teórico primario presente altos fallos en cuanto al sistema o intervenga de manera oscilante, correctora o estabilizadora .

En particular con el uso de un reguladpr de corrección, con el que se convierte el valor teórico secundario en una magnitud relativa adaptada, en este contexto es especialmente conveniente, relacionar entre si de manera multiplicativa ambos valores teóricos para el flujo mákico de agua de alimentación. Con ello puede reducirse adicionalmente la influencia de magnitudes absolutas sobre; el sistema de regulación. : De manera alternativa a la norma del ¡¡valor teórico de i1 recalentamiento, es decir, de una temperatura, puede predeterminarse en el sistema de regulación; también un valor teórico de entalpia, que o bien se determina a través de magnitudes características o bien actúa sobre éstas de manera determinante. En cualquier caso, el cambio entre el valor normal correspondiente y el valor de activación perteneciente provoca que el suministro de calor se distribuya sobre una mayor cantidad de agua de alimentación.

Al trasladar el sistema al funcionamiento convencional puede ser ventajoso no retroceder repentinamente desde el valor de activación hasta el valor normal, 'sino devolverse de manera continua y con ello de manera retardada. Esto puede tener lugar por ejemplo de manera síncrona con el aumento de potencia de la turbina de gas, cuando se desea una potencia continua de la central eléctrica global durante este tiempo. Para este fin el dispositivo de regulación puede estar dotado, en sitios adecuados, de elementos de retardo correspondientes .

El procedimiento descrito en el presente documento para el accionamiento de un generador de vapor de calor perdido así como a una turbina de vapor aguas abajo, con la opción entretanto de liberar una reserva instantánea de potencia, se utiliza preferiblemente en una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada. En este caso esta reserva instantánea de potencia sirve principalmente como separador de potencia rápidamente disponible, dadoj que la potencia adicional puede liberarse en tiempo relativamente corto. Con ayuda del separador de potencia puede puentearse un periodo de tiempo limitado que basta para compensar al menos parcialmente el aumento de potencia retardado mediante la turbina de gas (limitado mediante su velocidad de variación de carga máxima relacionada con su: construcción y funcionamiento) . Todo el bloque de central eléctrica realiza mediante esta medida inmediatamente un salto de potencia y mediante el aumento de potencia iniciado en paralelo de la turbina de gas puede mantenerse de manera duradera o incluso superarse también este nivel de potencia.

Por último queda por indicar que el procedimiento según la invención puede realizarse también sin medidas constructivas invasivas. Puede realizarse sólo mediante una implementación de elementos constructivos adicionales en el sistema de regulación. Por lo tanto se consigue una mayor flexibilidad de la central y un mayor aprovechamiento de la central sin costes adicionales.

Además el procedimiento es independiente de otras medidas, de modo que también por ejemplo pueden abrirse adicionalmente válvulas de turbina estranguladas, para intensificar aún más el aumento de potencia de la turbina de vapor. Además puede tener lugar simultáneamente una regulación de los flujos másicos de inyección de refrigeradores de inyección previstos en el generador de vapor de calor perdido o similares con el mismo fin de regulación. La eficacia del procedimiento permanece intacta en su mayor parte mediante estas medidas paralelas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA FIGURAS Un ejemplo de realización de la invención se explica en detalle a continuación por medio de un diagrama de bloques.

La figura 1, a modo de diagrama de bloques, muestra una representación esquemática de una central de turbina de gas y de turbina de vapor con un sistema de regulación correspondiente .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El procedimiento según la invención se utiliza en el ejemplo de realización para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada (central GUD) . Para una mayor claridad se considera1 en este caso una turbina de vapor DT con sólo un escalón de presión. Una ampliación a varios escalones de presión y escalones de recalentamiento intermedio correspondientes es posible en este contexto para el experto competente.

La turbina de vapor DT de la central [GUD está integrada en un circuito de agua de alimentación 1. Partiendo de un depósito de agua de alimentación R se transporta el agua de alimentación por medio de la bomba 2 a un evaporador de circulación forzada 3. A éste está conectado aguas arriba por lo general adicionalmente un economizador en este caso no representado para el precalentamiento del agua de alimentación. El flujo másico de agua de alimentación en el evaporador de circulación forzada 3 puede variarse a través de una válvula reguladora 4, cuya posición de válvula se ajusta mediante un servomotor M . En el evaporador de circulación forzada 3, a continuación denominado también de forma abreviada evaporador 3, están previstas varias superficies de calefacción. En cuanto a 1 la construcción pueden designarse las mismas por su sucesión en el circuito de agua de alimentación 1 de manera correspondiente como superficie de economizador 5, superficie de evaporador 6 y superficie de recalentador 7. A la salida del evaporador, el agua de alimentación se encuentra transformada a su fase gaseosa y se calienta adicionalmente como vapor con ayuda de superficies de recalentador 8 aguas abajo. Entre el evaporador 3 y las superficies de recalentadór 8 se encuentra adicionalmente un separador AS que, según sea necesario, separa el agua residual indeseada del vapor. El vapor recalentado sirve por último para la obtención de energía eléctrica en una turbina de vapor DT y : condensa en el condensador K aguas abajo de nuevo para dar agua de alimentación, que se devuelve al depósito de agua de alimentación R. Todas las superficies de calefacción del circuito de agua de alimentación 1 están dispuestas en un canal de gas caliente 9. En cada canal de gas caliente 9 se introducen los gases de escape de una turbina de gas GT. Éstos atraviesan en primer lugar las superficies de calefacción de recalentador 7, 8, entonces las superficies de calefacción de de evaporador 6 y por último las superficies de calefacción de economizador 5 asi como, si están presentes, las superficies de calefacción del economizador. De esta manera se realiza un generador de vapor de calor perdido, con el que, a consecuencia de la combinación con la turbina de vapor DT, el calor almacenado en los gases de escape de la turbina de gas GT puede aprovecharse al menos parcialmente para la obtención de energía eléctrica.

Para garantizar un rendimiento lo más alto posible, el flujo másico de agua de alimentación en el circuito de agua de alimentación 1 debe regularse y adaptarse a posibles oscilaciones de la alimentación de gas caliente mediante la turbina de gas GT . Para ello está previsto un sistema de regulación 10 correspondiente, que controla el servomotor M y con ello adapta el ajuste de la válvula reguladora 4.

Dicho sistema de regulación 10 está construido esencialmente a partir de denominados módulos funcionales FB 01 ... FB 10. Estas unidades pueden procesar señales de medición, acceder a datos que están depositados en una memoria, y convertir estas señales o datos a través de conexiones lógicas en valores funcionales, que entonces o bien se transmiten a módulos funcionales FB 01 ... FB 10 adicionales o bien sirven como código de instrucciones para el control de aparatos aguas abajo, tales como el servomotor . En el ejemplo de realización se generan instrucciones de mando para el servomotor M a partir del módulo funcional FB 01. Como base de datos o señal de entrada se recurre a este respecto a dos valores teóricos determinados a través de circuitos de regulación que trabajan en paralelo, que están conectados entre si a través de un elemento.de multiplicación 11.

Uno de los dos circuitos de regulación está concebido como un denominado circuito de regulación predictivo o previsor. Con este circuito de regulación denominado a continuación circuito primario, considerando los tiempos de reacción del sistema, se calculará previamente con qué flujo másico de agua de alimentación en un intervalo de tiempo posterior puede conseguirse un - funcionamiento fundamentalmente seguro con un rendimiento además especialmente elevado. La magnitud correspondiente, que a partir de la dimensión representa un flujo másico, se designa valor teórico primario y corresponde en cada intervalo de tiempo posterior al primero de los dos valores teóricos, que se relacionan entre si a través del elemento de multiplicación 11.

Para la determinación del valor teórico primario se confrontan dos magnitudes A y B en un elemento divisor 12. La i| magnitud A, determinada a través de un modulo funcional FB 02, representa a este respecto el suministro de calor disponible para el medio agua, es decir, el calor introducido a partir del gas de escape de la turbina de gas GT a partir de y hacia el evaporador 3 descontando las cantidades almacenadas de manera intermedia en las superficies de calefacción del evaporador 5, 6, 7. Precisamente este suministro de calor servirá para provocar una variación de entalpia determinada B del medio en el evaporador 3. Esa variación de entalpia B resulta mediante la formación de diferencia en el elemento sumador 13 entre el valor de entalpia deseado del medio a la salida del evaporador y el valor de entalpia del medio a la entrada del evaporador. El valor de entalpia del medio a la entrada del evaporador se considera en este cálculo como dado pero variable y se determina a través de un módulo funcional FB 03, que accede a las señales de medición de un sensor de temperatura 14 y de un sensor de presión 14a. Por el contrario ; se predeterminarán el estado termodinámico del medio y por consiguiente también el valor de entalpia a la salida del evaporador. Para ello en el módulo funcional FB 04 está depositado un valor teórico de recalentamiento. La temperatura del vapor a la salida del evaporador se encontrará por lo tanto alrededor de una cantidad predeterminada, el valor normal, por encima de la temperatura de ebullición del medio, que se determina por su parte con ayuda de los datos de un sensor de presión 15 a la salida del evaporador. El valor teórico ¡ de entalpia que resulta de ello del medio a la salida del evaporador se suministra por el módulo funcional FB 04 al elemento restador 13.

En el cálculo del valor teórico primario pueden tenerse en cuenta además otras magnitudes, también magnitudes representativas para las influencias dinámicas. Un término de corrección correspondiente se determina por un elemento funcional FB 05 y entonces se agrega a un elemento sumador 16 aguas abajo del elemento divisor 12.

El segundo circuito de regulación, también denominado circuito secundario, está realizado como circuito de regulación reactivo y aumentará adicionalmente mediante un tipo de ajuste fino la precisión de todo el sistema de regulación 10. Esto sucede con ayuda de una comparación de valor teórico-valor real en un elemento restador 17. Como valor teórico se suministra al elemento restador 17 a través del módulo funcional FB 06 el valor teórico de entalpia del medio a la salida del evaporador calculado por el módulo funcional FB 04. El valor real de entalpia correspondiente se basa en señales de medición de un sensor de temperatura 18 asi como del sensor de presión 15 a la salida del evaporador y se determina por un módulo funcional FB 07. La desviación de valor teórico-valor real determinada mediante esto se suministra por último a un elemento de regulación PI 19, que en el lado de salida pone a disposición i el segundo valor teórico o valor teórico secundario paraj el elemento de multiplicación 11. En el caso de este valor teórico se trata de una magnitud relativa adimensional, que independientemente de si la central eléctrica combinada se encuentra en funcionamiento de carga completa o en funcionamiento de carga parcial, está cerca del valor 1. Dado que los componentes de un circuito de regulación sólo trabajan de manera especialmente efectiva en un intervalo de valores limitado, haciendo de nuevo referencia a una magnitud relativa de este tipo, debe ocuparse de que el intervalo de valores que cabe esperar independientemente de magnitudes absolutas, coincida en gran medida con el intervalo -de valores favorable en relación con los componentes.

Para la liberación de una reserva instantánea de potencia se reduce según la invención el valor teórico de recalentamiento desde un valor normal diseñado para el funcionamiento estacionario de la central de turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor. Esta reducción del valor teórico repercute tanto en el circuito primario como en el circuito secundario del sistema de regulación 10. Las zonas afectadas por esto del sistema están destacadas mediante las señalizaciones 20 y 21.

A modo de ejemplo se efectúa repentinamente en el ejemplo de realización la variación del valor teórico de recalentamiento. Por lo tanto, esta variación puede provocarse mediante el reparto de un conmutador 22, 23 en cada circuito de regulación. A este respecto cada conmutador se controla a través de un módulo funcio'nal FB 08, FB 09 correspondiente, teniendo lugar la conmutación de los dos conmutadores 22, 23 esencialmente al mismo tiempo. Como alternativa a esto es posible también una realización sin los conmutadores 22, 23. En este caso, los módulos funcionales FB 08, FB 09 se encargan de una tarea más compleja. En lugar de simplemente alternar sólo entre dos valores, los módulos funcionales FB 08, FB 09 predeterminan independientemente en función de una alteración de frecuencia medida en la interconexión de redes un valor teórico de recalentamiento adaptado, que se encuentra en el intervalo de valores depositado.

La reducción del valor teórico de recalentamiento va acompañada también de una reducción del ; valor teórico de entalpia del medio a la salida del evaporador. Aquél valor teórico de entalpia basado en el valor de activación se calcula a través de un módulo funcional FB ,10 adicional. Este valor teórico de entalpia sustituye durante la fase de i' activación de la reserva instantánea de 'potencia al valor teórico de entalpia que pertenece al valor normal tanto en el elemento restador 17 del circuito secundario como en el elemento restador 13 del circuito primario.

Como consecuencia aumentan el flujo másico de agua de alimentación en el evaporador 3 y con ello "el paso de agua de alimentación a través del mismo. Con esta medida se retira energía térmica del evaporador 3 y las superficies de recalentador posteriores debido al mayor flujo con temperaturas del medio comparativamente menores y se libera en la turbina de vapor DT en forma de potencia adicional.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede,, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Procedimiento para el accionamiento de; una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada con una turbina de gas (GT) , un generador de vapor de calor perdido i aguas abajo de la turbina de gas (GT) en el lado del gas de escape o del gas caliente, que presenta al menos una superficie de calefacción de evaporado (6) que puede atravesarse por un fluido, y con una turbina de vapor (DT) aguas abajo del generador de vapor de calor perdido en el lado del fluido, en la que el fluido se suministra al generador de vapor de calor perdido en forma de agua de alimentación, en el que está previsto 1 un circuito de regulación primario para una regulación predictiva del flujo másico de agua de alimentación, y en el que por medio de un valor teórico de recalentamiento, que es característico de la sobreelevación de temperatura del fluido existente a la salida de la superficie de calefacción de evaporador (6) con respecto a su temperatura de ebullición, y por medio de un parámetro de flujo calorífico, que es característico del flujo calorífico transmitido a través de la superficie de calefacción de evaporador (6) desde el gas caliente hasta el fluido, considerando el calor introducido en los componentes de superficie de calefacción de evaporador se determina un valor teórico primario para el flujo másico de agua de alimentación y se reajusta de manera correspondiente el flujo másico de agua de alimentación, caracterizado por que para la activación de una reserva instantánea de potencia disponible a corto plazo se reduce el valor teórico de recalentamiento desde un valor normal diseñado para el funcionamiento estacionario de la central de turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor.

2. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la conmutación se efectúa de manera brusca e inesperada.

3. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el valor de activación se selecciona de tal manera que la sobreelevación de temperatura permanece positiva durante la fase de activación.

4.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que durante la fase de activación se ajusta una sobreelevación de temperatura en el intervalo entre 5 K y 15 K, preferiblemente 10 K.

5. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que durante el funcionamiento normal previo a la fase de activación se ajusta una sobreelevación de temperatura de al menos 30 K, preferiblemente al menos 40 K.

6. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la temperatura de ebullición del fluido a la salida de la superficie de calefacción de evaporador (6) se determina por medio de la presión del fluido medida en la misma y opcionalmente por medio de magnitudes de medición adicionales.

7. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que para la determinación del valor teórico primario para el flujo másico de agua de alimentación se forma el cociente del parámetro de flujo calorífico y un parámetro de diferencia de entalpia característico para el aumento de entalpia del fluido en la superficie de calefacción de evaporador (6), y por que el parámetro de diferencia de entalpia se determina por medio del valor teórico de recalentamiento convertido en un valor teórico de entalpia y de la entalpia medida del fluido a la entrada de la superficie de calefacción de evaporador (6).

8. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que con ayuda de un circuito de regulación secundario mediante una comparación de la entalpia medida del fluido a la salida de la superficie de calefacción de evaporador (6) con un valor teórico de entalpia predeterminado en la misma se determina un valor teórico secundario para el flujo másico de agua de alimentación, y por que el flujo másico de agua de alimentación se reajusta por medio de un va,lor teórico total formado por el valor teórico primario y el valor teórico secundario .

9. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el valor teórico primario y el valor teórico secundario se multiplican entre si para la formación del valor teórico total.

10. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que durante la fase de activación se cambia el valor teórico de entalpia desde un valor inicial diseñado para el funcionamiento estacionario de la central de turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor.

11. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el valor teórico de entalpia se cambia de manera esencialmente simultánea con el valor teórico de temperatura .

12. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que al final de la fase de activación se regresa de manera continua y retardada desde el valor de activación respectivo hasta el valor normal correspondiente.

13. - Central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada con una turbina de gas. (GT) , un generador de vapor de calor perdido aguas abajo de la turbina de gas (GT) en el lado del gas de escape, que presenta al menos una superficie de calefacción de evaporador (6) que puede atravesarse por un fluido, con una turbina de vapor (DT) aguas abajo del generador de vapor de calor perdido en el lado del fluido, y con una entrada de agua de alimentación ajustable a través de una válvula reguladora (4) para el generador de vapor de calor perdido, en la que está previsto un dispositivo de regulación para el flujo másico de agua de alimentación, que presenta medios para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Dispositivo de regulación para! una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada, que presenta medios para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12. RESUMEN La invención se refiere a un procedimiento para el accionamiento de una central de turbina de gas y de turbina de vapor combinada con una turbina de gas (GT) , un generador de vapor de calor perdido aguas abajo de la turbina de gas (GT) en el lado del gas de escape o del gas caliente, que presenta al menos una superficie de calefacción de evaporador (6) que puede atravesarse por un fluido, y con una turbina de vapor (DT) aguas abajo del generador dé vapor de calor perdido en el lado del fluido, en la que el fluido se suministra al generador de vapor de calor perdido en forma de agua de alimentación, en el que está previsto un circuito de regulación primario para una regulación predictiva del flujo másico de agua de alimentación, y en el que por medio de un valor teórico de recalentamiento, que es característico de la sobreelevación de temperatura del fluido existente a la salida de la superficie de calefacción de evaporador (6) con respecto a su temperatura de ebullición, y por medio de un parámetro de flujo calorífico, que es característico del flujo calorífico transmitido a través de la superficie de calefacción de evaporador (6) desde el gas caliente hasta el fluido, considerando el calor introducido en los componentes de superficie de calefacción de evaporador se determina un valor teórico primario para el flujo másico de agua de . 32 alimentación y se reajusta de manera correspondiente el flujo másico de agua de alimentación. El procedimiento se caracteriza por que para la activación de una reserva instantánea de potencia disponible a corto plazo se reduce el valor teórico de recalentamiento desde , un valor normal diseñado para el funcionamiento estacionario de la central de turbina de gas y de turbina de vapor con rendimiento comparativamente alto hasta un valor de activación menor.