Dampfturbinenanlage und zugehöriges Betriebsverfahren Steam turbine plant and associated operating method
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage, insbesondere zur Stromgewinnung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a steam turbine plant, in particular for power generation, with the features of the preamble of claim 1.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Dampfturbinenanlage. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Trägheitsabscheiders.The invention also relates to a method for operating such a steam turbine plant. Furthermore, the invention relates to a use of an inertial separator.
Stand der TechnikState of the art
Aus der CH 653 097 A5 ist eine kombinierte Gasturbinen-Dampfkraftanlage zur Stromgewinnung bekannt. Eine derartige Kombi-Anlage umfasst einerseits eine Gasturbine mit zugehörigem Verdichter und zugehöriger Brennkammer sowie andererseits eine Dampfturbine mit zugehörigem Dampferzeuger. Dabei wird der Dampferzeuger mit den heißen Abgasen der Gasturbine beheizt.From CH 653 097 A5 a combined gas turbine steam power plant for power generation is known. Such a combination plant comprises on the one hand a gas turbine with associated compressor and associated combustion chamber and on the other hand, a steam turbine with associated steam generator. The steam generator is heated with the hot exhaust gases of the gas turbine.
Bei der bekannten Kombi-Anlage ist die Brennkammer mit einem Wirbelbett ausgestattet. Die im Betrieb erzeugten Abgase oder Rauchgase sind mit Partikeln beladen. Um einen Eintrag dieser Partikel in die Gasturbine zu vermeiden, sind im Abgaspfad stromauf der Gasturbine mehrere Zyklonabscheider angeordnet.In the known combination plant, the combustion chamber is equipped with a fluidized bed. The exhaust gases or flue gases generated during operation are loaded with particles. In order to avoid an entry of these particles into the gas turbine, a plurality of cyclone separators are arranged in the exhaust path upstream of the gas turbine.
Aus der DE 198 34 376 A1 ist eine Gasturbinenanlage bekannt, bei der Leitschaufeln mit einem Kühlgas gekühlt werden. Um aus dem Kühlgas Staub auszuscheiden, ist im Kühlgaspfad stromauf der zu kühlenden Leitschaufeln ein Axial- zyklon angeordnet.
Bei modernen Dampfturbinenanlagen besteht der Trend, die Dampftemperatur und den Dampfdruck am Einlass der Dampfturbine zu erhöhen, um dadurch höhere Wirkungsgrade zu erzielen. Mit Einlasstemperaturen von 5800C bis 6000C arbeiten diese Dampfturbinen nicht mehr überkritisch oder superkritisch, sondern bereits ultra-superkritisch. Neuere Dampfturbinenanlagen tendieren zu noch höheren Einlasstemperaturen von 620°C bis 6500C. Für zukünftige Anlagen sind sogar Einlasstemperaturen von 700°C bis 720°C angedacht. Es hat sich gezeigt, dass bei diesen hohen Dampftemperaturen die Oxidation der dampfführenden Komponenten, z.B. des Dampferzeugers, überproportional zunimmt. Hierdurch entstehen Oxidpartikel, die sich ablösen und von der Dampfströmung mitgerissen werden. Die Partikel gelangen so in die Dampfturbine, können dort jedoch trägheitsbedingt den Umlenkungen der Dampfströmung an den Schaufeln nicht folgen, wodurch sie auf Leitschaufeln und Laufschaufeln auftreffen. Bei den vorherrschenden hohen Geschwindigkeiten kommt es an den Schaufeln zu Erosionserscheinungen. Derartige Erosionserscheinungen beeinträchtigen die Aerodynamik der Schaufeln, was zu einer Reduzierung des Wirkungsgrads der Dampfturbine führt.From DE 198 34 376 A1 a gas turbine plant is known in which guide vanes are cooled with a cooling gas. In order to eliminate dust from the cooling gas, an axial cyclone is arranged in the cooling gas path upstream of the guide vanes to be cooled. In modern steam turbine plants, there is a trend to increase the steam temperature and vapor pressure at the inlet of the steam turbine to thereby achieve higher efficiencies. With inlet temperatures of 580 0 C to 600 0 C these steam turbines no longer work supercritical or supercritical, but already ultra-supercritical. Newer steam turbine plants tend to even higher inlet temperatures of 620 ° C to 650 0 C. For future plants even inlet temperatures of 700 ° C to 720 ° C are considered. It has been found that the oxidation of the steam-carrying components, eg of the steam generator, increases disproportionately at these high steam temperatures. This results in oxide particles that detach and are entrained by the vapor flow. The particles thus enter the steam turbine, but there they can not follow the deflections of the steam flow on the blades due to inertia, whereby they impinge on guide vanes and rotor blades. At the prevailing high speeds, erosion occurs on the blades. Such erosion affects the aerodynamics of the blades, resulting in a reduction in the efficiency of the steam turbine.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Dampfturbinenanlage der eingangs genannten Art einen Weg aufzuzeigen, der insbesondere die Gefahr einer Erosion der Schaufeln der Dampfturbine durch Oxidpartikel reduziert.The invention aims to remedy this situation. The invention, as characterized in the claims, deals with the problem of finding a way for a steam turbine plant of the type mentioned, which reduces in particular the risk of erosion of the blades of the steam turbine by oxide particles.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in dem vom Dampferzeuger zur Dampfturbine führenden Dampfpfad stromauf der Dampfturbine die mitgeführ-
ten Partikel aus der Dampfströmung zu entfernen, und zwar vorzugsweise mittels eines Trägheitsabscheiders.The invention is based on the general idea that in the steam path leading from the steam generator to the steam turbine upstream of the steam turbine, the steam entrainment To remove th particles from the steam flow, preferably by means of an inertial separator.
Die Verwendung eines Trägheitsabscheiders, der insbesondere als Zyklonabscheider ausgestaltet sein kann, ist eine vergleichsweise preiswert realisierbare Maßnahme, die sich gegenüber der Verwendung herkömmlicher Filter durch einen vergleichsweise niedrigen Druckverlust auszeichnet. Darüber hinaus ist die Verwendung eines Trägheitsabscheiders erheblich preiswerter als die Verwendung hochreinen Wassers zur Reduzierung der Oxidationswirkung des Dampfes oder die Verwendung besonders hochwertiger Materialien im Bereich des Dampferzeugers zur Erhöhung der Oxidationsbeständigkeit dieser Komponenten oder die Verwendung besonders hochwertiger Legierungen oder Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen der Schaufeln zum Verbessern der Erosionsbeständigkeit der Schaufeln. Im Vergleich zu den genannten Alternativen zeichnet sich der Trägheitsabscheider somit durch einen extrem niedrigen Druckverlust sowie durch eine preiswerte Realisierbarkeit aus. Ein Trägheitsabscheider charakterisiert sich dadurch, dass in ihm eine Strömungsumlenkung erzwungen wird, der die mitgeführten Partikel aufgrund ihrer größeren Masse nicht folgen können. Die Partikel treffen stattdessen auf entsprechende Hindernisse, wodurch sie zusätzlich abgebremst werden.The use of an inertial separator, which can be configured in particular as a cyclone separator, is a relatively inexpensive implementable measure which is distinguished from the use of conventional filters by a comparatively low pressure loss. In addition, the use of an inertial separator is significantly less expensive than the use of high purity water to reduce the oxidizing effect of the steam or the use of particularly high quality steam generator materials to increase the oxidation resistance of these components or the use of particularly high quality alloys or coatings or surface treatments of the blades to improve the erosion resistance of the blades. In comparison to the alternatives mentioned, the inertial separator is thus characterized by an extremely low pressure loss and by a low-cost feasibility. An inertial separator is characterized by the fact that a flow deflection is forced in it which the entrained particles can not follow because of their larger mass. The particles hit corresponding obstacles instead, which slows them down.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the present invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einerA preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components. Show, in each case schematically, Fig. 1 is a greatly simplified schematic diagram of a schematic
Dampfturbinenanlage,Steam turbine plant,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene vereinfachte Seitenansicht eines Trägheitsabscheiders,2 is a partially sectioned simplified side view of an inertial separator,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines anderenFig. 3 is a partially cutaway perspective view of another
Trägheitsabscheiders.Inertia.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Entsprechend Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemäße Dampfturbinenanlage 1 einen Dampfpfad 2, in dem eine Dampfturbine 3 und ein Dampferzeuger 4 angeordnet sind. Dabei befindet sich die Dampfturbine 3 stromab des Dampferzeugers 4 und kann beispielsweise einen Generator 5 antreiben, so dass die Dampfturbinenanlage 1 vorzugsweise zur Stromgewinnung dient. Die Dampfturbinenanlage 1 kann Bestandteil einer Kombi-Anlage, also einer kombinierten Gasturbinen- Dampfkraftanlage sein. Insbesondere kann dann der Dampferzeuger 4 mit heißen Abgasen der Gasturbine beheizt sein. Grundsätzlich ist jedoch die Beheizung des Dampferzeugers 4 beliebig ausgestaltet.According to FIG. 1, a steam turbine plant 1 according to the invention comprises a steam path 2, in which a steam turbine 3 and a steam generator 4 are arranged. In this case, the steam turbine 3 is downstream of the steam generator 4 and can, for example, drive a generator 5, so that the steam turbine plant 1 is preferably used to generate electricity. The steam turbine 1 may be part of a combined system, so a combined gas turbine steam power plant. In particular, then the steam generator 4 can be heated with hot exhaust gases of the gas turbine. Basically, however, the heating of the steam generator 4 is configured arbitrarily.
Erfindungsgemäß ist im Dampfpfad 2 stromab des Dampferzeugers 4 und stromauf der Dampfturbine 3 ein Trägheitsabscheider 6 angeordnet. Der Trägheitsabscheider 6 dient dazu, in der Dampfströmung mitgeführte Partikel, also in der Regel Festkörper, auszuscheiden, was mittels Trägheitskräften erfolgt. Die ausgeschiedenen Partikel können dem Trägheitsabscheider 6 entsprechend einem Pfeil 7 entnommen werden.According to the invention, an inertial separator 6 is arranged in the vapor path 2 downstream of the steam generator 4 and upstream of the steam turbine 3. The inertial separator 6 serves to eliminate entrained particles in the vapor flow, that is to say solids, as a rule, which takes place by means of inertial forces. The precipitated particles can be removed from the inertial separator 6 in accordance with an arrow 7.
Bei Dampfturbinenanlagen 1 mit mehreren Durchläufen durch den Dampferzeuger 4, sogenannte Zwischenüberhitzung, wie sie heutzutage typischerweise sowohl vor dem Hochdruck- und dem Mitteldruck-Turbinenzylinder üblich sind, kann je-
dem Durchlauf ein solcher Trägheitsabscheider zugeordnet sein. Grundsätzlich kann jeder Dampfaustritt aus dem Dampferzeuger 4 mit einem solchen Trägheitsabscheider 6 ausgestattet sein.In the case of steam turbine plants 1 with several passes through the steam generator 4, so-called reheating, which are typically customary today both upstream of the high-pressure and the medium-pressure turbine cylinder, it is possible to use be assigned to the passage of such an inertial separator. In principle, each steam outlet from the steam generator 4 can be equipped with such an inertia separator 6.
Entsprechend den Fig. 2 und 3 kann der Trägheitsabscheider 6 vorzugsweise als Zyklonabscheider ausgestaltet sein, der sich dadurch charakterisiert, dass die Dampfströmung, in Fig. 2 repräsentiert durch Pfeile 8, um eine Längsmittelachse 9 des Trägheitsabscheiders 6 rotiert. Der Zyklonabscheider wird im folgenden ebenfalls mit 6 bezeichnet. Andere Bauformen, wie z.B. elektrostatische Filter, sind ebenfalls möglich, so dass der hier genannte Zyklonabscheider 6 lediglich beispielhaft und ohne Beschränkung der Allgemeinheit angeführt ist.2 and 3, the inertial separator 6 may preferably be configured as a cyclone separator, which is characterized in that the vapor flow, represented in FIG. 2 by arrows 8, rotates about a longitudinal central axis 9 of the inertial separator 6. The cyclone separator will also be referred to as 6 below. Other designs, such as Electrostatic filters are also possible, so that the cyclone separator 6 mentioned here is given by way of example only and without restriction of generality.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Zyklonabscheider 6 im eingebauten Zustand vorzugsweise stehend angeordnet, wodurch sich seine Längsmittelachse 9 im wesentlichen vertikal erstreckt. Der Zyklonabscheider 6 besitzt in vertikaler Richtung zwei Abschnitte, nämlich einen oberen Zylinderabschnitt 10 und einen unteren Konusabschnitt 11. Der Konusabschnitt 11 schließt unten an den Zylinderabschnitt 10 an und verjüngt sich mit zunehmendem Abstand vom Zylinderabschnitt 10, also nach unten.In the embodiment shown in Fig. 2, the cyclone separator 6 is preferably arranged in the installed state upright, whereby its longitudinal central axis 9 extends substantially vertically. The cyclone separator 6 has two sections in the vertical direction, namely an upper cylinder section 10 and a lower cone section 11. The cone section 11 adjoins the cylinder section 10 at the bottom and tapers with increasing distance from the cylinder section 10, that is to say downwards.
Der Zyklonabscheider 6 ist über einen Dampfeintritt 12 und einen Dampfaustritt 13 in den Dampfpfad 2 eingebunden. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der Dampfeintritt 12 tangential an den Zyklonabscheider 6 bzw. an dessen Zylinderabschnitt 10 angeschlossen. Hierdurch wird die gewünschte Wirbelströmung bezüglich der Längsmittelachse 9 bereits beim Einströmen in den Zyklonabscheider 6 erzwungen. Eine derartige Wirbelströmung erzeugt starke Zentrifugalkräfte. Mitgeführte Partikel werden aufgrund ihrer erhöhten Massenträgheit gegen die Wandung des Zyklonabscheiders 6 geschleudert, wodurch die Partikel zum einen stark abgebremst und zum andern auch zerkleinert werden können. Die Abbremsung der Partikel führt dazu, dass diese schwerkraftbedingt leichter nach unten in den Konusabschnitt 11 fallen können. Die Zertrümmerung der Partikel hat den Vorteil, dass Partikel, die trotz der starken Abscheidewirkung des Zy-
klonabscheiders 6 mit der Dampfströmung 8 den Zyklonabscheider 6 wieder verlassen, in der Dampfturbine 3 für deren Schaufeln nur noch eine reduzierte Erosionsgefahr darstellen.The cyclone separator 6 is integrated into the steam path 2 via a steam inlet 12 and a steam outlet 13. In the preferred embodiment shown here, the steam inlet 12 is connected tangentially to the cyclone separator 6 or to its cylinder section 10. As a result, the desired vortex flow with respect to the longitudinal central axis 9 is already enforced when flowing into the cyclone separator 6. Such a vortex flow generates strong centrifugal forces. Due to their increased mass inertia, entrained particles are thrown against the wall of the cyclone separator 6, as a result of which the particles can be strongly decelerated and, secondly, also comminuted. The deceleration of the particles causes them to fall due to gravity easier down in the cone section 11. The fragmentation of the particles has the advantage that particles which, despite the strong separation effect of the Zy- klonabscheiders 6 leave the cyclone 6 again with the steam flow 8, represent in the steam turbine 3 for the blades only a reduced risk of erosion.
Durch den zentralen Wirbel im Zyklonabscheider 6 entsteht in diesem ein Zentrifugalfeld, in dem Partikel mit größerer Masse oder größerem spezifischen Gewicht nach außen getragen werden. Außen erfolgt dann der Wandkontakt mit den oben genannten Folgen. Um die Zertrümmerungswirkung beim Auftreffen der Partikel auf die Wand des Zyklonabscheiders 6 zu verbessern, kann die Wand entsprechend ausgestaltet sein. Desweiteren kann die Wand des Zyklonabscheiders 6 vorzugsweise im Zylinderabschnitt 10 gezielt so ausgestaltet sein, dass Partikel, die sich entlang der Wand bewegen, nicht zum Dampfaustritt 13 gelangen können. Beispielsweise enthält die Wand nicht gezeigte radial nach innen vorstehende ringförmige Hindernisse. Optional oder alternativ ist es auch möglich, die jeweilige Wand elektrostatisch bzw. elektrodynamisch aufzuladen, was es ebenfalls ermöglicht, Partikel an der Wand „einzufangen".Due to the central vortex in the cyclone separator 6, a centrifugal field is created in the latter in which particles of greater mass or greater specific gravity are carried to the outside. Outside is then the wall contact with the above consequences. In order to improve the fragmentation effect on impact of the particles on the wall of the cyclone separator 6, the wall can be designed accordingly. Furthermore, the wall of the cyclone separator 6 can preferably be designed specifically in the cylinder section 10 so that particles which move along the wall can not reach the steam outlet 13. For example, the wall includes not shown radially inwardly projecting annular obstacles. Optionally or alternatively, it is also possible to charge the respective wall electrostatically or electrodynamically, which also makes it possible to "capture" particles on the wall.
Der Konusabschnitt 11 dient als Sammelbehälter für abgeschiedene Partikel. Aus dem Konusabschnitt 11 können die ausgeschiedenen Partikel entsprechend dem Pfeil 7 entnommen werden. Dies ist grundsätzlich während des Betriebs der Dampfturbinenanlage 1 möglich, da die Dampfströmung mit relativ hohen Drücken arbeitet. Durch zyklisches Öffnen eines entsprechenden, hier nicht gezeigten Ausblasventils, das eine Auslassöffnung 14 des Konusabschnitts 11 steuert, können die abgelagerten Partikel ausgetragen werden. Ebenso ist es möglich, Stillstandszeiten der Dampfturbinenanlage 1 zum Entfernen der ausgeschiedenen Partikel aus dem Konusabschnitt 11 zu nutzen.The cone section 11 serves as a collecting container for separated particles. From the cone section 11, the precipitated particles can be removed according to the arrow 7. This is basically possible during operation of the steam turbine plant 1, since the steam flow operates at relatively high pressures. By cyclically opening a corresponding Ausblasventils, not shown here, which controls an outlet opening 14 of the cone portion 11, the deposited particles can be discharged. It is also possible to use standstill times of the steam turbine plant 1 for removing the precipitated particles from the cone section 11.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Dampfaustritt 13 tangential an den Zyklonabscheider 6 bzw. an dessen Zylinderabschnitt 10 angeschlossen. Dieser tangentiale Anschluss, der außerdem im Drehsinn der Wirbelströmung orientiert ist, reduziert den Durchströmungswiderstand bzw. den Druckabfall bei der Durchströmung des Zyklonabscheiders 6. Damit die mitgeführten Partikel den Zyklonab-
scheider 6 nicht ungehindert durchströmen können, sind die beiden tangential angeordneten Anschlüsse, nämlich Dampfeintritt 12 und Dampfaustritt 13 in axialer Richtung voneinander beanstandet angeordnet. Bevorzugt ist dabei die hier gezeigte Anordnung, bei welcher der Dampfeintritt 12 in einem unteren Endbereich des Zylinderabschnitts 10 angeordnet ist, während der Dampfaustritt 13 in einem oberen Endbereich des Zylinderabschnitts 10 angeordnet ist. Um vom unteren Endbereich zum oberen Endbereich zu gelangen, müssten die mitgeführten Partikel entgegen der Schwerkraft nach oben wandern, was in der Regel nicht der Fall ist.In the embodiment shown here, the steam outlet 13 is connected tangentially to the cyclone separator 6 or to its cylinder section 10. This tangential connection, which is also oriented in the direction of rotation of the vortex flow, reduces the flow resistance or the pressure drop during the flow through the cyclone separator 6. Thus, the entrained particles the cyclone separators 6 can not flow unhindered, the two tangentially arranged connections, namely steam inlet 12 and steam outlet 13 are spaced apart from each other in the axial direction. Preferred here is the arrangement shown here, in which the steam inlet 12 is arranged in a lower end region of the cylinder section 10, while the steam outlet 13 is arranged in an upper end region of the cylinder section 10. To get from the lower end to the upper end, the entrained particles would have to move upwards against gravity, which is not the case in the rule.
Im Unterschied zu der dargestellten Ausführungsform ist es grundsätzlich auch möglich, den Dampfaustritt 13 wieder tangential, jedoch bezüglich der Drehrichtung gegensinnig anzuordnen. Ebenso kann der Dampfaustritt 13 bezüglich der Längsmittelachse 9 radial orientiert sein. Desweiteren ist es grundsätzlich möglich, den Dampfaustritt 13 axial und bezüglich der Längsmittelachse 9 zentrisch anzuordnen. Die zuletzt genannte Variante zeigt dabei die größte Abscheidewirkung.In contrast to the illustrated embodiment, it is also possible in principle, the steam outlet 13 again tangentially, but with respect to the direction of rotation to arrange in opposite directions. Likewise, the steam outlet 13 may be radially oriented with respect to the longitudinal central axis 9. Furthermore, it is in principle possible to arrange the steam outlet 13 axially and with respect to the longitudinal central axis 9 centrally. The latter variant shows the largest separation effect.
Der Trägheitsabscheider 6 ist an die besonderen Betriebsbedingungen der Dampfturbinenanlage 1 angepasst. Hierzu ist der Trägheitsabscheider 6 vorzugsweise so ausgestaltet, dass er bei einem Dampfdruck zwischen 250 bar und 350 bar arbeiten kann. Desweiteren ist der Trägheitsabscheider 6 für Dampftemperaturen im Bereich von 620° bis 720° ausgelegt. Die Dimensionierung des Trägheitsabscheiders 6 ist beispielsweise so gewählt, dass damit eine Dampfmenge, die zur Erzeugung einer Dampfturbinenleistung von etwa 1000 MW benötigt wird, mehr oder weniger von Partikeln gereinigt werden kann. Beispielsweise ist der Trägheitsabscheider 6 so ausgelegt, dass Partikel mit einer Korngröße zwischen 0,1 mm und 0,5 mm aus dem Dampf ausgeschieden werden können. Die Materialauswahl für die Herstellung des Trägheitsabscheiders 6 ist zweckmäßig so zu wählen, dass er sich zum Ausscheiden von Oxidpartikeln, wie z.B. Magnetit oder Spinell eignet. Desweiteren soll der Trägheitsabscheider 6 eine Standzeit von wenigstens 50.000 h, bevorzugt jedoch 100.000 h bis 200.000 h, besitzen.
Entsprechend Fig. 3 kann der als Zyklonabscheider 6 ausgestaltete Trägheitsabscheider 6 bei einer anderen Ausführungsform ein kugelförmiges oder sphärisches Gehäuse 15 aufweisen, das sich besonders einfach in besonderem Maße druckstabil ausgestalten lässt. Der Dampfeintritt 12 kann auch hier tangential an das Gehäuse 15 angeschlossen sein. Vorzugsweise erfolgt der Anschluss des Dampfeintritts 12 an das Gehäuse 15 in einer Äquatorialebene 16 des Gehäuses 15. Bei der bevorzugten stehenden Anordnung des Zyklonabscheiders 6 bzw. des Gehäuses 15 erstreckt sich die Äquatorialebene 16 im wesentlichen horizontal.The inertial separator 6 is adapted to the particular operating conditions of the steam turbine plant 1. For this purpose, the inertial separator 6 is preferably designed so that it can operate at a vapor pressure between 250 bar and 350 bar. Furthermore, the inertial separator 6 is designed for steam temperatures in the range of 620 ° to 720 °. The dimensioning of the inertial separator 6 is selected, for example, so that a quantity of steam which is required to produce a steam turbine output of about 1000 MW can be more or less cleaned of particles. For example, the inertial separator 6 is designed so that particles with a particle size between 0.1 mm and 0.5 mm can be eliminated from the vapor. The choice of material for the production of the inertial separator 6 is expedient to be chosen so that it is suitable for the precipitation of oxide particles, such as magnetite or spinel. Furthermore, the inertial separator 6 should have a service life of at least 50,000 hours, but preferably 100,000 hours to 200,000 hours. According to FIG. 3, the inertial separator 6 designed as a cyclone separator 6 may, in another embodiment, have a spherical or spherical housing 15, which can be made particularly pressure-resistant to a particular degree. The steam inlet 12 may also be connected tangentially to the housing 15 here. Preferably, the connection of the steam inlet 12 to the housing 15 in an equatorial plane 16 of the housing 15. In the preferred vertical arrangement of the cyclone 6 and the housing 15, the equatorial plane 16 extends substantially horizontally.
Der Dampfaustritt 13 ist bei stehendem Gehäuse 15 vorzugsweise oben angeordnet, und zwar insbesondere koaxial zur Längsmittelachse 9 des Gehäuses 15. Die Längsmittelachsen des kugelförmigen Gehäuses 15 charakterisieren sich dadurch, dass sie alle durch den nicht näher bezeichneten Mittelpunkt des Gehäuses 15 verlaufen. Bei stehendem Gehäuse 15 erstreckt sich die dem Dampfaustritt 13 zugeordnete Längsmittelachse 9 im wesentlichen vertikal. In der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform steht die dem Dampfaustritt 13 zugeordnete Längsmittelachse 9 senkrecht auf der zuvor genannten, dem Dampfeintritt 12 zugeordneten Äquatorialebene 16.The steam outlet 13 is preferably arranged at the top of the housing 15, in particular coaxially to the longitudinal central axis 9 of the housing 15. The longitudinal center axes of the spherical housing 15 characterized in that they all extend through the unspecified center of the housing 15. When the housing 15, the steam outlet 13 associated longitudinal central axis 9 extends substantially vertically. In the preferred embodiment shown here, the longitudinal central axis 9 assigned to the steam outlet 13 is perpendicular to the aforementioned equatorial plane 16 assigned to the steam inlet 12.
Die Auslassöffnung 14 befindet sich bei der stehenden Anordnung des Gehäuses 15 vorzugsweise am unteren Ende des Gehäuses 15. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Auslassöffnung 14 koaxial zu einer Längsmittelachse 9' des Gehäuses 15 am Gehäuse 15 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die der Auslassöffnung 14 zugeordnete Längsmittelachse 9' koaxial zu der dem Dampfaustritt 13 zugeordneten Längsmittelachse 9 angeordnet, d.h., die beiden Längsmittelachsen 9 und 9' fallen zusammen. Somit steht im vorliegenden Fall die der Auslassöffnung 14 zugeordnete Längsmittelachse 9' ebenfalls senkrecht auf der Äquatorialebene 16 und erstreckt sich im wesentlichen vertikal.
BezugszeichenlisteThe outlet opening 14 is preferably located at the lower end of the housing 15 in the standing arrangement of the housing 15. In the preferred embodiment shown, the outlet opening 14 is arranged coaxially to a longitudinal center axis 9 'of the housing 15 on the housing 15. In the present embodiment, the longitudinal central axis 9 'associated with the outlet opening 14 is arranged coaxially with the longitudinal central axis 9 assigned to the steam outlet 13, ie, the two longitudinal central axes 9 and 9' coincide. Thus, in the present case, the longitudinal center axis 9 'associated with the outlet opening 14 is also perpendicular to the equatorial plane 16 and extends substantially vertically. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Dampfturbinenanlagesteam turbine plant
Dampfpfadvapor path
Dampfturbinesteam turbine
Dampferzeugersteam generator
Generatorgenerator
Trägheitsabscheider/Zyklonabscheider abgeschiedene PartikelInertia separator / cyclone separator separated particles
Dampfströmung , 9' Längsmittelachse von 6Steam flow, 9 'longitudinal center axis of 6
Zylinderabschnitt von 6Cylinder section of 6
Konusabschnitt von 6Cone section of 6
Dampfeintrittsteam inlet
Dampfaustrittsteam outlet
Auslassöffnung von 11 bzw. 15Outlet opening of 11 or 15
Gehäusecasing
Äquatorialebene
equatorial plane