RU2392452C2 - Способ прогрева паровой турбины - Google Patents

Способ прогрева паровой турбины Download PDF

Info

Publication number
RU2392452C2
RU2392452C2 RU2008118368/06A RU2008118368A RU2392452C2 RU 2392452 C2 RU2392452 C2 RU 2392452C2 RU 2008118368/06 A RU2008118368/06 A RU 2008118368/06A RU 2008118368 A RU2008118368 A RU 2008118368A RU 2392452 C2 RU2392452 C2 RU 2392452C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
steam
pressure
medium
partial
Prior art date
Application number
RU2008118368/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008118368A (ru
Inventor
Эдвин ГОБРЕХТ (DE)
Эдвин ГОБРЕХТ
Карстен ПЕТЕРС (DE)
Карстен ПЕТЕРС
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2008118368A publication Critical patent/RU2008118368A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2392452C2 publication Critical patent/RU2392452C2/ru

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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating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steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before 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
    • 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
    • F01K7/165—Controlling 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к способу прогрева паровой турбины, включающей в себя парциальную турбину среднего давления и/или парциальную турбину низкого давления. Турбина среднего давления содержит на стороне выхода подпорное устройство, при этом во время процесса пуска пар, протекающий через парциальную турбину среднего давления, на выходе посредством подпорного устройства подпирается таким образом, что давление пара в парциальной турбине среднего давления повышаются. Пар, вытекающий из парциальной турбины среднего давления, подпирается, из-за чего давление и температура пара повышаются. Теплопередача пара на имеющиеся в парциальной турбине среднего давления толстостенные конструктивные элементы, а также вал парциальной турбины среднего давления повышается. Изобретение позволяет сократить время пуска паровой турбины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу прогрева паровой турбины, включающей в себя парциальную турбину среднего давления и/или парциальную турбину низкого давления, причем парциальная турбина среднего давления содержит на стороне выхода подпорное устройство.
Паровую турбину называют также машиной для преобразования энергии потока в механическую энергию. Под собирательным названием «машины для преобразования энергии потока в механическую энергию» объединяются водяные турбины, паровые и газовые турбины, ветровые колеса, центробежные насосы и турбокомпрессоры. У всех этих машин общим является то, что они служат цели отбора энергии потока, чтобы тем самым привести в действие другую машину, или наоборот, подвести энергию к флюиду, чтобы повысить его давление.
Под парциальной турбиной высокого давления в настоящей заявке принимается парциальная турбина, которая со стороны входа нагружается перегретым паром, который может иметь температуры до 620°С и давление до 300 бар. Названные данные температуры и давления являются только ориентировочными величинами. Парциальные турбины, которые спроектированы на повышенные температуры и повышенные давления, могут также называться парциальными турбинами высокого давления. Парциальная турбина среднего давления обычно нагружается перегретым паром, который имеет температуру 600°С и давление примерно 140 бар. Парциальная турбина низкого давления обычно нагружается паром, который вытекает из парциальной турбины среднего давления. Пар, который вытекает из парциальной турбины низкого давления, собирается в итоге в конденсаторе и вновь превращается в воду. Как правило, пар, вытекающий из парциальной турбины высокого давления, нагревается в промежуточном пароперегревателе и втекает в парциальную турбину среднего давления.
В коммунальном энергоснабжении имеет большое значение, чтобы выполненные для привода генераторов паровые турбины могли по возможности быстро разогнаться до номинального числа оборотов. Номинальные числа оборотов лежат на уровне 50 или 60 Гц. Но известны и другие номинальные числа оборотов.
При этом проблематичным является то, что валы и другие толстостенные конструктивные элементы в паровых турбинах перед нагрузкой с полными рабочими параметрами должны контролируемым образом предварительно нагреваться, чтобы устранить недопустимые напряжения в конструктивных элементах.
Обычно турбинные валы парциальных турбин среднего давления работают на вакуум. Это означает, что с выходной стороны парциальной турбины среднего давления существует относительно низкое давление. По этой причине температура насыщения и плотность протекающего пара в парциальной турбине среднего давления низки. Тем самым обусловленный паром перенос тепла к валу низок, что ведет к замедлению предварительного прогрева парциальной турбины среднего давления. Из-за этого увеличивается в целом время пуска паровой турбины. Слишком длительное время пуска оценивается как помеха.
Задачей изобретения является создание способа, которым паровая турбина может быстро прогреваться.
Задача решается способом нагрева паровой турбины, содержащей парциальную турбину среднего давления и/или парциальную турбину низкого давления, причем парциальная турбина среднего давления со стороны выхода имеет подпорное устройство, причем во время процесса пуска пар, протекающий через парциальную турбину среднего давления на выходе посредством напорного устройства так уплотняется (подпирается), что давление пара в парциальной турбине среднего давления повышается так, что температура насыщения пара повышается.
Изобретение, в числе прочего, исходит из того аспекта, что за счет контролируемого уплотнения (подпора) потока пара на выходе парциальной турбины среднего давления при процессе пуска паровой турбины давление повышается. Например, можно посредством запирания клапана повысить давление на выходе парциальной турбины среднего давления. Повышение давления приводит к тому, что температура насыщения пара повышается. Значения теплопередачи при насыщенном паре особенно высоки. Эти значения теплопередачи выше, чем при конвективном нагреве. Поэтому температура пара при насыщении является определяющей для переноса тепла к валу. Например, температура, без использования соответствующего изобретению подпора, составляет около 80°С и около 0,5 бар. За счет подпора пара на стороне выхода парциальной турбины среднего давления на подпорном устройстве, например, на 4 бар температура насыщения пара становится равной 144°С. Вследствие этого теплопередача на установленный в паровой турбине вал повышается, и в результате вал прогревается сравнительно быстро.
Кроме того, за счет повышенной плотности пара также ускоряется последующий конвективный перегрев парциальной турбины среднего давления.
За счет этого предусмотренного изобретением решения, при котором тепло может вводиться в парциальную турбину среднего давления быстрее, процесс пуска паровой турбины при холодном запуске может быть сокращен на значение до одного часа. В предпочтительном варианте осуществления подпорное устройство размещается в перепускном трубопроводе. При этом перепускной трубопровод представляет собой трубопровод, который гидродинамически связывает выход парциальной турбины среднего давления с входом парциальной турбины низкого давления.
Посредством такого решения относительно просто повысить давление на стороне выхода парциальной турбины среднего давления.
В другом предпочтительном варианте осуществления подпорное устройство выполнено регулируемым.
За счет этого процесс прогрева паровой турбины может регулироваться. Например, поток массы пара, втекающий не непрерывно в парциальную турбину среднего давления, мог бы регулироваться посредством регулируемого подпорного устройства таким образом, чтобы перенос тепла в толстостенные конструктивные элементы парциальной турбины среднего давления осуществлялся равномерно.
В качестве входных параметров для регулирования подпорного устройства могут применяться температура, давление и/или поток массы пара.
В другом предпочтительном варианте осуществления подпорное устройство выполнено как перекидной клапан. Выполнение перекидного клапана является сравнительно экономичным решением с желательным эффектом, а именно, достигается создание подпора пара.
В другом предпочтительном варианте осуществления пар со стороны выхода парциальной турбины среднего давления затормаживается до значений давления между 3 и 5 бар и значений температур между 130°С и 150°С.
Оказалось, что при этих значениях давления и температуры теплопередача пара на вал парциальной турбины среднего давления особенно высока.
Примеры выполнения изобретения далее описаны со ссылкой на чертеж. При этом компоненты, снабженные одинаковыми ссылочными позициями, имеют сходный принцип действия.
На чертеже показано схематичное представление парциальной турбины среднего давления и парциальной турбины низкого давления.
На чертеже показано схематичное представление паровой турбины 8. Паровая турбина может включать в себя парциальную турбину высокого давления, парциальную турбину среднего давления и/или парциальную турбину низкого давления. Представленная на чертеже паровая турбина содержит парциальную турбину среднего давления и парциальную турбину низкого давления. Как правило, свежий пар втекает в не показанную парциальную турбину высокого давления и там расширяется и охлаждается до более низкой температуры. Этот расширенный и охлажденный пар нагревается в не показанном на чертеже промежуточном пароперегревателе до повышенной температуры и затем по трубопроводу 1 втекает в парциальную турбину 2 среднего давления. Пар, поступивший в парциальную турбину 2 среднего давления, расширяется, причем давление и температура пара при этом снижаются.
На выходе парциальной турбины 2 среднего давления расширенный пар с выхода 3 через перепускной трубопровод 4 поступает на вход 5 парциальной турбины низкого давления. Показанные на фиг.1 парциальную турбину 2 среднего давления и парциальную турбину 6 низкого давления следует рассматривать как часть паровой турбины. Ради наглядности, парциальная турбина высокого давления, промежуточный пароперегреватель, конденсатор и различные блоки, например насос, не показаны.
В перепускном трубопроводе 4 размещено подпорное устройство 7. Подпорное устройство 7 может быть выполнено регулируемым и/или как перекидной клапан. Во время процесса пуска подпорное устройство 7 задействуется таким образом, что вытекающий на выход 3 пар задерживается (подпирается) перед регулирующим клапаном, за счет чего повышается давление пара. Тем самым повышается температура насыщения пара, что ведет к повышению значений теплопередачи пара на вал парциальной турбины 2 среднего давления. Вал парциальной турбины среднего давления детально не показан.
Оказалось, что пар со стороны выхода должен подпираться до значений между 3 и 5 бар и значений между 130°С и 150°С, чтобы получить хорошую теплопередачу пара.
Тем самым процесс пуска паровой турбины сокращается примерно на час.

Claims (12)

1. Способ прогрева паровой турбины (8), включающей в себя парциальную турбину (2) среднего давления, причем парциальная турбина (2) среднего давления содержит на стороне выхода подпорное устройство (7), отличающийся тем, что во время процесса пуска пар, протекающий через парциальную турбину (2) среднего давления, на выходе (3) посредством подпорного устройства (7) подпирается так, что давление пара в парциальной турбине (2) среднего давления повышается таким образом, что температура насыщения пара повышается.
2. Способ по п.1, в котором подпорное устройство (7) размещено в перепускном трубопроводе (4).
3. Способ по п.1 или 2, в котором подпорное устройство (7) выполнено регулируемым.
4. Способ по п.1, в котором подпорное устройство (7) выполнено как перекидной клапан.
5. Способ по п.2, в котором подпорное устройство (7) выполнено как перекидной клапан.
6. Способ по п.3, в котором подпорное устройство (7) выполнено как перекидной клапан.
7. Способ по п.1, в котором пар со стороны выхода подпирается до значений от 3 до 5 бар и от 130 до 150°С.
8. Способ по п.2, в котором пар со стороны выхода подпирается до значений от 3 до 5 бар и от 130 до 150°С.
9. Способ по п.3, в котором пар со стороны выхода подпирается до значений от 3 до 5 бар и от 130 до 150°С.
10. Установка паровой турбины, содержащая парциальную турбину (2) среднего давления, отличающаяся подпорным устройством (7), которое размещено со стороны выхода у парциальной турбины (2) среднего давления.
11. Установка паровой турбины по п.10, причем подпорное устройство (7) выполнено как перекидной клапан.
12. Установка паровой турбины по п.10 или 11, причем подпорное устройство (7) размещено в перепускном трубопроводе (4).
RU2008118368/06A 2005-10-12 2006-10-11 Способ прогрева паровой турбины RU2392452C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05022279A EP1775429A1 (de) 2005-10-12 2005-10-12 Verfahren zum Aufwärmen einer Dampfturbine
EP05022279.3 2005-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008118368A RU2008118368A (ru) 2009-11-20
RU2392452C2 true RU2392452C2 (ru) 2010-06-20

Family

ID=36282973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008118368/06A RU2392452C2 (ru) 2005-10-12 2006-10-11 Способ прогрева паровой турбины

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20090288415A1 (ru)
EP (2) EP1775429A1 (ru)
JP (1) JP2009511812A (ru)
KR (1) KR20080054439A (ru)
CN (1) CN101351621B (ru)
BR (1) BRPI0617303A2 (ru)
CA (1) CA2625470A1 (ru)
RU (1) RU2392452C2 (ru)
TW (1) TW200734528A (ru)
WO (1) WO2007042523A2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2351912B1 (en) * 2010-01-12 2019-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbine with heating system, and corresponding solar power plant and operating method
DE102013205979A1 (de) 2013-04-04 2014-10-09 Siemens Aktiengesellschaft Optimierung von Kaltstarts bei thermischen Kraftwerken, insbesondere bei Dampfturbinen- oder bei Gas-und-Dampfturbinenkraftwerken (GuD-Kraftwerke)
EP3249183A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum aufwärmen eines stellventils
US10577962B2 (en) 2016-09-07 2020-03-03 General Electric Company Turbomachine temperature control system

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1499697A (en) * 1919-11-01 1924-07-01 Vaporackumulator Ab Steam-accumulator apparatus for steam plants
US1923251A (en) * 1931-05-22 1933-08-22 Bauer Gustav Gas or steam turbine casing
US2874711A (en) * 1953-02-04 1959-02-24 Rateau Soc Control of high-power turbines
DE1228623B (de) * 1963-07-23 1966-11-17 Sulzer Ag Dampfkraftanlage mit Zwanglaufdampferzeuger und Zwischenueberhitzer
US3375665A (en) * 1964-06-24 1968-04-02 Georg Gyarmathy Method and arrangement for utilizing steam power in steam power plants
DE2029830C3 (de) * 1970-06-18 1974-04-11 Steag Ag, 4300 Essen Verfahren zum Anwärmen der Frischdampfleitung und der Zwischenüberhitzerleitung von Dampfturbinenanlagen
CH635401A5 (de) * 1978-08-31 1983-03-31 Bbc Brown Boveri & Cie Sperrdampfvorrichtung und verwendung desselben.
DE3137379C2 (de) * 1980-12-23 1985-11-14 Saarbergwerke AG, 6600 Saarbrücken Verfahren zur Versorgung von Fernwärmenetzen mit Wärme uns einem Wärmekraftwerk
JPS5810104A (ja) * 1981-07-10 1983-01-20 Hitachi Ltd タ−ビンプラントおよびその制御方法
DE3408937A1 (de) * 1984-01-31 1985-08-08 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Kombinierte gas-/dampf-kraftwerkanlage
FR2560636B1 (fr) * 1984-03-01 1988-07-08 Alsthom Atlantique Corps de turbine pour chauffage urbain
JPS61237802A (ja) * 1985-04-12 1986-10-23 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビンの暖機方法
JP2633720B2 (ja) * 1990-10-12 1997-07-23 株式会社東芝 蒸気タービンのプレウォーミング方法
DE19506787B4 (de) * 1995-02-27 2004-05-06 Alstom Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine
EP0853214B1 (de) * 1997-01-10 2004-03-10 Framatome ANP GmbH Verfahren und Einrichtung zum Überhitzen von Dampf
DE19808596A1 (de) * 1998-02-28 1999-09-02 Babcock Kraftwerksrohrleitungs Verfahren und Vorrichtung zum Anwärmen und Entwässern einer Hochdruckdampfleitung
EP1191192A1 (de) * 2000-09-26 2002-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Warmziehen und Entwässern von an Dampfturbinenstufen angeschlossenen Dampfzuleitungen
JP2002341947A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧力流量制御装置
JP4363955B2 (ja) * 2003-10-27 2009-11-11 株式会社東芝 バタフライ弁型蒸気弁及びそれを用いた蒸気タービンプラント
JP2005226500A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Chugoku Electric Power Co Inc:The 発電プラントの停止方法
EP1775431A1 (de) * 2005-10-12 2007-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Aufwärmen einer Dampfturbine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 3965675 A (MARTZ ET AL.), 29.06.1976. SU 682662 А (ВТИ), 30.08.1979. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008118368A (ru) 2009-11-20
EP1934433A2 (de) 2008-06-25
WO2007042523A2 (de) 2007-04-19
JP2009511812A (ja) 2009-03-19
CN101351621A (zh) 2009-01-21
CN101351621B (zh) 2012-12-05
CA2625470A1 (en) 2007-04-19
TW200734528A (en) 2007-09-16
US20090288415A1 (en) 2009-11-26
KR20080054439A (ko) 2008-06-17
EP1775429A1 (de) 2007-04-18
WO2007042523A3 (de) 2007-09-13
BRPI0617303A2 (pt) 2011-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776729B2 (ja) 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
JP5227352B2 (ja) 熱回収蒸気発生器及び関連する蒸気ラインを予め加温するためのシステム及び方法
US6367242B2 (en) Recovery type steam cooled gas turbine
JP3694530B2 (ja) 一軸型コンバインドサイクルプラント及びその運転方法
US20130160424A1 (en) Method for Operating a Combined Cycle Power Plant
RU2731144C2 (ru) Компрессор с приводом от установки для утилизации тепла с органическим циклом Ренкина и способ регулирования
JP2015200181A (ja) 排熱回収装置及び排熱回収方法
CN111219211A (zh) 发电厂汽轮机快速预暖启动系统及方法
RU2392452C2 (ru) Способ прогрева паровой турбины
WO2020217719A1 (ja) 蒸気タービンプラントおよび運転方法並びにコンバインドサイクルプラントおよび運転方法
JP5442474B2 (ja) 発電設備及び発電設備の運転方法
JP5463313B2 (ja) 火力発電プラント
JP4488787B2 (ja) 蒸気タービンプラントおよびその中圧タービンの冷却方法
CN111520201B (zh) 蒸汽涡轮发电设备和蒸汽涡轮发电设备的运转方法
JP5959454B2 (ja) 蒸気タービンシステム
KR101604219B1 (ko) 조절 밸브를 이용한 화력 발전소 제어 방법
CN212250162U (zh) 一种发电厂汽轮机快速预暖启动系统
KR101708991B1 (ko) 터빈 및 그의 운전 방법
CN105041388B (zh) 一种发电设备以及发电设备的电网同步方法
CN113153455B (zh) 径流透平轴向力自适应调控方法
JP2003020911A (ja) コンバインドプラントの運転方法
CN105781641B (zh) 火力发电厂发电设备以及电网同步控制方法
JP2012255345A (ja) 二軸型蒸気タービン
KR19980040925A (ko) 복합발전 폐열회수 보일러 과열기 출구온도 조절구조
JPH05209504A (ja) 複合発電プラント

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161012