(19) |
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(11) |
EP 3 111 059 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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25.03.2020 Patentblatt 2020/13 |
(22) |
Anmeldetag: 16.04.2015 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2015/058308 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2015/169562 (12.11.2015 Gazette 2015/45) |
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(54) |
WASSERDAMPFKREISLAUF SOWIE EIN VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES WASSERDAMPFKREISLAUFES
STEAM CIRCUIT AND A METHOD FOR OPERATING A STEAM CIRCUIT
CIRCUIT DE VAPEUR D'EAU ET PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT D'UN CIRCUIT DE VAPEUR D'EAU
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
06.05.2014 EP 14167157
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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04.01.2017 Patentblatt 2017/01 |
(73) |
Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft |
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80333 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- LEU, Bernd
40670 Meerbusch (DE)
- OPHEY, Martin
47638 Straelen (DE)
- ROTHE, Klaus
46459 Rees (DE)
- VELTMANN, David
45128 Essen (DE)
- BRUNE, Kai
47495 Rheinberg (DE)
- HEUE, Matthias
44879 Bochum (DE)
- PÖTTER, Rudolf
45355 Essen (DE)
- SCHÜTZ, Michael
91356 Kirchehrenbach (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A1-2013/031121 US-A- 4 693 086
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US-A- 4 576 008 US-A- 5 435 138
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserdampfkreislauf für ein Kraftwerk sowie
ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufs.
[0002] Beim Anfahren einer Dampfturbine kann es im Abdampfbereich der Hochdruckturbine zu
unzulässig hohen Temperaturen kommen, wenn die Dampfturbine unter Schwachlast bzw.
im Leerlauf betrieben wird und nur eine geringe bzw. gar keine elektrische Leistung
in das Verbrauchernetz eingespeist wird. Um die Temperatur abzusenken, sind potenziell
zwei Maßnahmen denkbar:
- 1.) Ein Absenken des Gegendrucks der Hochdruckturbine
- 2.) Eine Steigerung des Massenstroms durch die Hochdruckturbine
[0003] Eine Steigerung des Massenstroms ist jedoch im Anfahrbetrieb, bei Schwachlast bzw.
im Leerlauf nicht möglich, da eine Erhöhung des Massenstroms zu einer Steigerung der
Turbinenleistung führen würde. Daher ist bei aus dem Stand der Technik bekannten Dampfturbinen
für den Anfahrbetrieb eine sogenannte Anfahrleitung vorgesehen, welche einen Bereich
hinter der Hochdruckturbine (auch als Abdampfraum bezeichnet) mit dem Kondensator
der Dampfturbine verbindet und dadurch ein Absenken des Gegendrucks der Hochdruckturbine
ermöglicht.
[0004] Um Dampfturbinen aus dem Stand der Technik von Anfahrbetrieb bzw. Leerlauf in den
Leistungsbetrieb zu überführen, wird die Anfahrleitung geschlossen. Ein Schließen
der Anfahrleitung ist notwendig, weil der Massenstrom des Dampfes, der über die Anfahrleitung
dem Kondensator zugeführt wird, nicht zur Kühlung der Zwischenüberhitzung zur Verfügung
steht.
Beim Schließen der Anfahrleitung steigt der Druck am Austritt aus der Hochdruckturbine
und damit die Austrittstemperatur der Hochdruckturbine. Ein unzulässiger Temperaturanstieg
nach Schließen der Anfahrleitung kann durch eine gleichzeitige Steigerung des Massenstroms
durch die Hochdruckturbine verhindert werden.
[0005] Dabei führt ein zu schnelles Schließen der Anfahrleitung zu Druckschwankungen im
Wasser-/Dampfkreislauf, was bis zu einem Turbinenschnellschluss führen kann.
[0006] Eine zu langsame Steigerung des Massenstroms durch die Hochdruckturbine während des
Schließens der Anfahrleitung führt zu unzulässig hohen Temperaturen im Abdampfbereich
hinter der Hochdruckturbine.
[0007] Die beiden genannten Anforderungen bedingen eine optimale Abstimmung von Schließen
der Anfahrleitung und Öffnen der Frischdampfventile, um einerseits den Massenstrom
des Dampfes über die Frischdampfventile schnell steigern zu können und damit die Temperatur
niedrig zu halten, und andererseits den Massenstrom über die Anfahrleitung zu begrenzen,
damit die Zwischenüberhitzung ausreichend versorgt ist und eine sogenannte Hochdruckumleitstation
den Frischdampfdruck ausregeln kann.
[0008] Bislang wurde diese Aufgabe durch ein schnelles Schließen der Anfahrleitung und eine
Vorsteuerung auf die Hochdruckumleitstation gelöst. Diese Vorgehensweise führt jedoch
zu starken Transienten der Temperatur im Abdampfbereich der Hochdruckturbine sowie
starken Transienten beim Massenstrom in der Turbine, in der Frischdampfleitung sowie
in der Leitung zur Zwischenüberhitzung.
[0009] In
WO 2013/031121 A1 ist eine Dampfturbinenvorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb gezeigt, wobei
ein Starten der Dampfturbine mittels eines Überströmleitungssystems kontrolliert wird.
[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, den Anfahrprozess "sanfter" und fließender zu gestalten
und somit die Belastung für die Bauteile abzusenken.
[0011] Diese Aufgabe wird durch einen Wasserdampfkreislauf und ein Verfahren zum Betreiben
des Wasserdampfkreislaufs gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
[0012] Der erfindungsgemäße Wasserdampfkreislauf gemäß Anspruch 1 sowie das erfindungsgemäße
Verfahren zum Betrieb eines Wasserdampfkreislaufs nach Anspruch 8 bieten gegenüber
dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein Regler vorgesehen ist, welcher ein Schließen
des Ventils zum Versperren der Anfahrleitung und ein Öffnen der Frischdampfventile
derart regelt, dass
- 1.) Die Abdampftemperatur hinter der Hochdruckturbine stets innerhalb der zulässigen
Grenzen bleibt.
- 2.) Die Anforderungen an die Hochdruck-Umleitstation nicht erhöht werden.
- 3.) Der Zwischenüberhitzer stets hinreichend mit Dampf versorgt wird.
- 4.) Der Wasser-/Dampfkreislauf nur geringen Massenstromschwankungen unterliegt.
[0013] Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Dampfturbine sowie des
Verfahrens zum Betrieb einer Dampfturbine möglich.
[0014] Eine vorteilhafte Weiterbildung des Wasserdampfkreislaufs besteht darin, dass der
Regler zum Schließen des Anfahrventils und der Regler zum Öffnen der Frischdampfventile
in einem gemeinsamen Modul integriert sind. In Abhängigkeit der Betriebsgrößen "Druck",
"Temperatur" und "Drehzahl", welche über entsprechende Sensoren erfasst werden, kann
der gemeinsame Regler das Öffnen der Frischdampfventile und das Schließen des Anfahrventils
steuern.
[0015] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Anfahrleitung zwischen
der Hochdruckturbine und dem Zwischenüberhitzer entspringt und in den Kondensator
mündet. Damit stellt die Anfahrleitung eine direkte Verbindung des Abdampfbereichs
mit dem Kondensator sicher, so dass der Dampf aus dem Abdampfbereich ohne weitere
Zwischenelemente abgeführt werden kann.
[0016] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass in einem Leitungsabschnitt
zwischen der Hochdruckturbine und dem Zwischenüberhitzer eine Rückschlageinrichtung
vorgesehen ist, welche ein Rückströmen des Dampfes in Richtung Hochdruckturbine verhindert.
Eine solche Rückschlageinrichtung stellt zuverlässig sicher, dass in keinem Betriebszustand
Dampf aus dem Zwischenüberhitzer in die Hochdruckturbine zurückströmt und ggf. einen
Turbinenschnellschluss begünstigt. Eine besonders einfache und wirksame Rückschlageinrichtung
stellt eine Rückschlagklappe dar.
[0017] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass zumindest abschnittsweise
parallel zu der Anfahrleitung eine weitere Leitung angeordnet ist, welche ebenfalls
die Hochdruckturbine bzw. den Abdampfbereich mit dem Kondensator verbindet.
[0018] Eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass der Druck
des Dampfes vor Eintritt in die Hochdruckturbine, insbesondere in einen Beschaufelungsraum
der Hochdruckturbine, zeitverzögert und rampenförmig angehoben wird. Durch eine stufenweise
Anhebung des Drucks kann der Massenstrom durch die Hochdruckturbine einfach geregelt
werden.
[0019] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass eine Erhöhung des Drucks
des Dampfes vor Eintritt in die Hochdruckturbine, insbesondere vor Eintritt in den
Beschaufelungsraum, bei einer definierten Stellung des Anfahrventils erfolgt. Eine
definierte Stellung des Anfahrventils, welche die Anfahrleitung teilweise verschließt,
kann den Massestrom durch die Anfahrleitung begrenzen und somit als weitere Regelgröße
genutzt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann über die Erhöhung des Druck-Sollwertes an einem Druckbegrenzungsregler
vor Eintritt in die Hochdruckturbine bzw. in den Beschaufelungsraum ein Öffnen der
Frischdampfventile gesteuert werden. Durch ein definiertes Öffnen der Frischdampfventile
bei gleichzeitig definierter Stellung des Anfahrventils kann der Massenstrom durch
die Hochdruckturbine genauer geregelt werden.
[0020] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampfturbine sowie
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb, insbesondere zum Anfahren, einer solchen
Dampfturbine anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile
oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
- Fig. 1
- zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wasserdampfkreislaufs.
- Fig. 2
- zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Wasserdampfkreislaufs.
[0021] Fig. 1 zeigt eine Wasserdampfkreislauf 10 mit einer Hochdruckturbine 12, einer Mitteldruckturbine
50 und einer Niederdruckturbine 60. Die Turbinen (12,50,60) sind auf einer gemeinsamen
Welle angeordnet, welche an einen nicht dargestellten Generator gekoppelt ist. Der
Wasserdampfkreislauf 10 umfasst ferner einen Dampferzeuger 30, einen Kondensator 40
und eine Speisepumpe 70. Der Dampferzeuger 30 ist über eine erste Leitung 17 mit der
Hochdruckturbine 12 verbunden, wobei an der ersten Leitung 17 Frischdampfventile 14,15
angeordnet sind, über welche eine Dampfzufuhr aus dem Dampferzeuger 30 unterbunden
werden kann. Dabei wirkt das Frischdampfventil 14 als ein Frischdampfschnellschlussventil
und das Frischdampfventil 15 als Frischdampfregelventil. An dem Frischdampfregelventil
15 ist ein Druckbegrenzungsregler 29 angeordnet, über welchen der Massenstrom des
Dampfes aus dem Dampferzeuger 30 zur Hochdruckturbine 12 begrenzt werden kann. Der
Hochdruckturbine 12 ist in Strömungsrichtung des Dampfes ein Abdampfbereich 13 nachgeschaltet,
welcher mit Dampf versorgt wird, der die Hochdruckturbine 12 am Auslass verlässt.
Der Abdampfbereich 13 ist über einen Leitungsabschnitt 18, in welchem eine Rückschlagklappe
19 angeordnet ist, mit einem Zwischenüberhitzer 20 verbunden. Der Zwischenüberhitzer
20 ist über eine Leitung 37, in der Frischdampfventile 38,39 zur Absperrung bzw. Regelung
der Dampfversorgung angeordnet sind, mit der Mitteldruckturbine 50 verbunden. Der
Zwischenüberhitzer 20 ist ferner über eine Leitung 35 mit dem Kondensator 40 verbunden,
wobei in der Leitung 35 eine Mitteldruck-Umleitstation 36 mit nachgeschalteter Abspritzeinrichtung
33 angeordnet ist, mit der die Druckversorgung der Mitteldruckturbine 50 geregelt
werden kann.
[0022] Der Dampferzeuger 30 ist ferner über eine Leitung 21, in der eine Hochdruck-Umleitstation
22 sowie eine Abspritzeinrichtung 55 angeordnet sind, mit dem Zwischenüberhitzer 20
verbunden. Der Abdampfbereich 13 ist über eine Anfahrleitung 23,25 mit dem Kondensator
40 verbunden. Dabei sind in der Anfahrleitung 25 ein Anfahrventil 27 und eine Abspritzeinrichtung
34 angeordnet. Das Anfahrventil 27 ist über einen Regler 26 regelbar und kann zwischen
den Positionen "komplett geöffnet" und "komplett geschlossen" zumindest in diskreten
Zwischenstufen teilweise geöffnet werden. Alternativ wäre auch ein vollständig regelbares
Anfahrventil 27 möglich. Zusätzlich ist parallel zu der Anfahrleitung 25 eine Entleerungsleitung
28 angeordnet, welche ebenfalls in den Kondensator 40 mündet. Die Entleerungsleitung
kann über ein Entleerungsventil 24 geöffnet werden.
[0023] Der Dampferzeuger 30 ist über eine Leitung 52 mit der Niederdruckturbine 60 verbunden,
wobei in der Leitung 52 eine Regelklappe 53 angeordnet ist, welche die Dampfzufuhr
in die Niederdruckturbine 60 steuert. Die Mitteldruckturbine 50 ist über eine Leitung
51 mit der Niederdruckturbine 60 verbunden, wobei die Leitung 52 in die Leitung 51
mündet. Von der Niederdruckturbine 60 führt eine Leitung 54 zum Kondensator 40, der
seinerseits über eine Leitung 41 mit der Speisepumpe 70 verbunden ist. Die Speisepumpe
70 ist über eine Leitung 42 mit dem Dampferzeuger 30 verbunden.
[0024] Im Betrieb des Wasserdampfkreislaufes 10 wird der Dampfererzeuger 30 über die druckaufbauende
Speisepumpe 70 und die Leitung 42 mit Wasser versorgt. Im Dampferzeuger 30 wird das
Wasser verdampft und überhitzt. Dieser Dampf wird über die erste Leitung 17 der Hochdruckturbine
12 zugeführt, wobei sich der Dampf teilweise entspannt. Dem Dampf wird im Zwischenüberhitzer
20 nochmal Energie zugeführt, welche er über die Mitteldruckturbine 50 und die Niederdruckturbine
60 abgibt. Der entspannte Dampf kondensiert dann im Kondensator 40 und wird über die
Leitung 41 wieder als Wasser dem Dampferzeuger 30 zugeführt, womit der Kreislauf geschlossen
ist.
[0025] Über die jeweiligen Abspritzeinrichtungen 33,34,55 kann dem Dampf in den Leitungen
21, 25 und 28 Wasser zugeführt werden, um die Temperatur des Dampfes beim Eintritt
in den Kondensator 40 bzw. in den Zwischenüberhitzer 20 abzusenken. An dem Anfahrventil
27 ist ein Regler 26 vorgesehen, welcher das Anfahrventil 27 in Abhängigkeit von Temperatur,
Druck und Drehzahl der Hochdruckturbine 12 öffnet. Die entsprechenden Sensoren zur
Erfassung der Drehzahl sind nicht dargestellt, können aber einfach an der Welle, welche
die Turbinenstufen 12,50,60 trägt und mit dem Generator verbunden ist, angeordnet
werden.
Die Sensoren zur Erfassung der Temperatur und des Drucks werden sinnvollerweise vor
dem Eintritt in den Beschaufelungsraum der Hochdruckturbine 12 bzw. am Ausgang der
Hochdruckturbine 12 oder im Abdampfbereich 13 angeordnet.
[0026] In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm zum Anfahren einer eines Wasserdampfkreislaufs mit
einer Dampfturbine dargestellt.
[0027] Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt [100] damit begonnen, einen Anfahrvorgang
der Dampfturbine 12,50,60 zu starten. In einem weiteren Verfahrensschritt [110] wird
die Dampfturbine 12,50,60 durch vollständiges Öffnen der Frischdampfschnellschlussventile
14,38 und anschließendes Öffnen der Frischdampfventile 15,39 beschleunigt. In einem
darauffolgenden Verfahrensschritt [120] wird die Anfahrleitung 25 durch Öffnen des
Anfahrventils 27 geöffnet und der Druckbegrenzungsregler 29 eingeschaltet. Im nächsten
Verfahrensschritt [130] wird eine Anwärmdrehzahl erreicht und die Dampfturbine 12,50,60
weiter auf Nenndrehzahl beschleunigt. Im folgenden Verfahrensschritt [140] erfolgen
der Betrieb der Dampfturbine im Leerlauf und die Synchronisation mit dem Stromnetz.
Im nächsten Verfahrensschritt [150] wird die Leistung der Dampfturbine 12,50,60 weiter
gesteigert, bis ein Massenstrom des Dampfes über die Hochdruckturbine 12 ohne Druckbegrenzungsregler
29 so groß wäre, dass bei geschlossener Anfahrleitung 25 eine Abdampftemperatur nach
der Hochdruckturbine 12 gerade noch zulässig ist. Im nachfolgenden Verfahrensschritt
[160] beginnt der Schließvorgang des Anfahrventils 27 zum Verschließen der Anfahrleitung
25. Ab einer definierten Position des Anfahrventils 27 wird in den nachfolgenden Verfahrensschritten
[170],[171],[172],[173] ein Drucksollwert des Druckbegrenzungsreglers 29 zeitverzögert
und rampenförmig und mit einer bestimmten Geschwindigkeit angehoben. Dadurch erfolgt
ein definiertes Öffnen der Frischdampfventile 15,39. Dieser Vorgang wird fortgesetzt,
bis der Massenstrom des Dampfes durch die Hochdruckturbine 12 einen Schwellenwert
überschritten hat. In einem abschließenden Verfahrensschritt [180] wird die Anfahrleitung
25 bzw. das Anfahrventil 27 komplett geschlossen und die Dampfturbine 12,50,60 in
den Leistungsbetrieb überführt.
[0028] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher beschrieben
wurde, so ist die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt
und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang
der Erfindung zu verlassen.
1. Wasserdampfkreislauf (10) für ein Kraftwerk, mit einer Hochdruckturbine (12), einem
Kondensator (40) sowie einem Dampferzeuger (30),
wobei der Dampferzeuger(30) über eine erste Leitung (17) mit der Hochdruckturbine
(12) verbunden ist,
wobei in Strömungsrichtung des Dampfes zwischen Dampferzeuger (30) und Hochdruckturbine
(12) mindestens ein Frischdampfventil (15) angeordnet ist, und
wobei in Strömungsrichtung des Dampfes nach der Hochdruckturbine (12) eine Anfahrleitung
(23,25) angeordnet ist,
welche einen Abdampfbereich (13) hinter der Hochdruckturbine (12) mit dem Kondensator
(40) verbindet, wobei mindestens ein Regler (26,29) vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit
von Betriebsparametern der Hochdruckturbine (12) ein Schließen eines Anfahrventils
(27) zum Verschließen der Anfahrleitung (25) und ein Öffnen des mindestens einen Frischdampfventils
(15) regelt, wobei
eine Öffnung des Anfahrventils (27) zwischen den Positionen "komplett geöffnet" und
"komplett geschlossen" zumindest stufenweise regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrventil (27) zumindest in diskreten Zwischenstufen teilweise geöffnet werden
kann und ein Drucksollwert des Reglers (26, 29) in Abhängigkeit von der Öffnung des
Anfahrventils (27) zeitverzögert und rampenförmig mit einer bestimmten Geschwindigkeit
anhebbar ist.
2. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betriebsparameter der Hochdruckturbine eine Drehzahl, eine Temperatur, insbesondere
der Temperatur im Abdampfbereich (13),ein Druck und/oder ein Lastzustand der Hochdruckturbine
(12) sind.
3. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Regler (26,29) in einem gemeinsamen Modul integriert sind.
4. Wasserdampfkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Hochdruckturbine (12) und einer weiteren Turbinenstufe (50,60) ein Zwischenüberhitzer
(20) vorgesehen ist.
5. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anfahrleitung (23,25) zwischen der Hochdruckturbine (12) und dem Zwischenüberhitzer
(20) entspringt und in den Kondensator (40) mündet.
6. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 4,
dass in einem Leitungsabschnitt (18) zwischen der Hochdruckturbine (12) und dem Zwischenüberhitzer
(20) eine Rückschlageinrichtung (19), insbesondere eine Rückschlagklappe, vorgesehen
ist, welche ein Rückströmen des Dampfes in Richtung Hochdruckturbine (12) verhindert.
7. Wasserdampfkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest abschnittsweise parallel zu der Anfahrleitung (23,25) eine weitere Leitung
(28), insbesondere eine Leitung zum Entleeren der Hochdruckturbine (12), angeordnet
ist, welche ebenfalls die Hochdruckturbine (12) mit dem Kondensator (40) verbindet.
8. Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Anfahren, eines Wasserdampfkreislaufs (10)
mit einer Hochdruckturbine (12), einem Kondensator (40) sowie einem Dampferzeuger
(30), umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte:
• Beginn des Anfahrvorgangs der Dampfturbine (12,50,60,100)
• Beschleunigen der Dampfturbine (12,50,60) durch Öffnen von Frischdampfventilen (15,110)
• Öffnen einer Anfahrleitung (25) und Einschalten eines Druckbegrenzungsreglers (29,120)
• Beschleunigen der Dampfturbine (12,50,60) auf Nenndrehzahl (130)
• Betrieb der Dampfturbine (12,50,60) im Leerlauf und Synchronisation mit dem Stromnetz
(140)
• Leistungssteigerung der Dampfturbine (12,50,60), bis ein Massenstrom des Dampfes
über die Hochdruckturbine (12) einen Schwellenwert erreicht (150)
• Beginn des Schließvorgangs der Anfahrleitung (25) durch Schließen eines Anfahrventils
(27,160); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgende Verfahrensschritte umfasst:
• Ab einer definierten Position des Anfahrventils (27) geregeltes Anheben des Drucks
vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) durch den Druckbegrenzungsregler (29,170),
wo-bei der druck vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) zeitverzögert und rampenförmig
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angehoben wird (171)
• Abschluss des Schließvorgangs der Anfahrleitung (25) durch vollständiges Schließen
des Anfahrventils (27) und Übergang der Dampfturbine (12,50,60) in den Leistungsbetrieb
(180).
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Erhöhung des Drucks vor Eintritt in die Hochdruckturbine
(12) bei einer definierten Stellung des Anfahrventils (27) erfolgt (72).
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei über die Erhöhung eines Druck-Sollwerts am Druckbegrenzungsregler
(29) vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) ein Öffnen der Frischdampfventile (15)
gesteuert wird (173).
1. Steam circuit (10) for a power plant, having a high-pressure turbine (12), a condenser
(40) and a steam generator (30),
wherein the steam generator (30) is connected to the high-pressure turbine (12) via
a first line (17), wherein, in the flow direction of the steam, at least one live
steam valve (15) is arranged between the steam generator (30) and the high-pressure
turbine (12), and wherein, in the flow direction of the steam, a start-up line (23,
25) is arranged downstream of the high-pressure turbine (12) and connects an exhaust
steam region (13) downstream of the high-pressure turbine (12) to the condenser (40),
wherein
there is provided at least one controller (26, 29) which, in dependence on operating
parameters of the high-pressure turbine (12), controls closing of a start-up valve
(27) for closing the start-up line (25) and opening of the at least one live steam
valve (15), wherein
opening of the start-up valve (27) can be controlled, at least stepwise, between the
positions "fully open" and "fully closed", characterized in that the start-up valve (27) can be partially opened at least in discrete intermediate
steps and a setpoint pressure value of the controller (26, 29) can be raised in a
time-delayed and continuous manner, at a defined rate, in dependence on the opening
of the start-up valve (27).
2. Steam circuit according to Claim 1, characterized in that the operating parameters of the high-pressure turbine are a rotational speed, a temperature,
in particular the temperature in the exhaust steam region (13), a pressure and/or
a load state of the high-pressure turbine (12).
3. Steam circuit according to Claim 1 or 2, characterized in that the controllers (26, 29) are integrated into a common module.
4. Steam circuit according to one of Claims 1 to 3, characterized in that
a reheater (20) is provided between the high-pressure turbine (12) and a further turbine
stage (50, 60).
5. Steam circuit according to Claim 4, characterized in that the start-up line (23, 25) branches off between the high-pressure turbine (12) and
the reheater (20), and opens into the condenser (40).
6. Steam circuit according to Claim 4,
characterized in that there is provided, in a line section (18) between the high-pressure turbine (12)
and the reheater (20), a check device (19), in particular a check flap, which prevents
the steam flowing back toward the high-pressure turbine (12).
7. Steam circuit according to one of Claims 1 to 6, characterized in that
another line (28), in particular a line for emptying the high-pressure turbine (12),
is arranged parallel, at least in sections, to the start-up line (23, 25) and also
connects the high-pressure turbine (12) to the condenser (40) .
8. Method for operating, in particular starting up, a steam circuit (10) having a high-pressure
turbine (12), a condenser (40) and a steam generator (30), comprising at least the
following method steps:
• beginning the start-up procedure of the steam turbine (12, 50, 60, 100)
• accelerating the steam turbine (12, 50, 60) by opening live steam valves (15, 110)
• opening a start-up line (25) and activating a pressure-limiting controller (29,
120)
• accelerating the steam turbine (12, 50, 60) to its rated speed (130)
• operating the steam turbine (12, 50, 60) in no-load operation and synchronization
with the grid (140)
• increasing the output of the steam turbine (12, 50, 60), until a steam mass flow
through the high-pressure turbine (12) reaches a threshold value (150)
• beginning the procedure of closing the start-up line (25) by closing a start-up
valve (27, 160); characterized in that the method comprises the following method steps:
• from a defined position of the start-up valve (27), controlled raising of the pressure
upstream of the inlet into the high-pressure turbine (12) by means of the pressure-limiting
controller (29, 170), wherein the pressure upstream of the inlet into the high-pressure
turbine (12) is raised in a time-delayed and continuous manner, at a predefined rate
(171)
• ending the procedure of closing the start-up line (25) by fully closing the start-up
valve (27) and transition of the steam turbine (12, 50, 60) into output operation
(180) .
9. Method according to Claim 8,
wherein raising the pressure upstream of the inlet into the high-pressure turbine
(12) takes place at a defined position of the start-up valve (27) (72).
10. Method according to Claim 9,
wherein opening of the live steam valves (15) is controlled via the raising of a setpoint
pressure value at the pressure-limiting controller (29) upstream of the inlet into
the high-pressure turbine (12) (173).
1. Circuit (10) de vapeur d'eau d'une centrale électrique, comprenant une turbine (12)
de haute pression, un condenseur (40), ainsi qu'un générateur (30) de vapeur, dans
lequel le générateur (30) de vapeur communique avec la turbine (12) de haute pression
par un premier conduit (17),
dans lequel au moins une vanne (15) de vapeur vive est montée dans le sens de passage
de la vapeur entre le générateur (30) de vapeur et la turbine (12) de haute pression,
et
dans lequel il est monté, dans le sens de passage de la vapeur, après la turbine (12)
de haute pression, un conduit (23, 25) de démarrage, qui met une partie (13) de vapeur
d'échappement, derrière la turbine (12) de haute pression, en communication avec le
condenseur (40),
dans lequel
il est prévu au moins un régleur (26, 29), qui, en fonction de paramètres de fonctionnement
de la turbine (12) de haute pression, règle une fermeture d'une vanne (27) de démarrage
pour la fermeture du conduit (25) de démarrage et une ouverture de la au moins une
vanne (15) de vapeur vive, une ouverture de la vanne (27) de démarrage étant réglable,
au moins par palier, entre les positions « ouverte complètement » et « fermée complètement
», caractérisé en ce que la vanne (27) de démarrage peut être ouverte en partie, au moins en pas intermédiaires
discrets, et une valeur de consigne de pression du régleur (26, 29) peut, en fonction
de l'ouverture de la vanne (27) de démarrage, être élevée de manière retardée dans
le temps et en forme de rampe à une vitesse déterminée.
2. Circuit de vapeur d'eau suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que
les paramètres de fonctionnement de la turbine de haute pression sont une vitesse
de rotation, une température, notamment la température dans la partie (13) de vapeur
d'échappement, une pression et/ou un état de charge de la turbine (12) de haute pression.
3. Circuit de vapeur d'eau suivant la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
les régleurs (26, 29) sont intégrés dans un module commun.
4. Circuit de vapeur d'eau suivant l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce qu'
un surchauffeur (20) intermédiaire est prévu entre la turbine (12) de haute pression
et un autre étage (50, 60) de turbine.
5. Circuit de vapeur d'eau suivant la revendication 4,
caractérisé en ce que
le conduit (23, 25) de démarrage sort entre la turbine (12) de haute pression et le
surchauffeur (20) intermédiaire et débouche dans le condenseur (40).
6. Circuit de vapeur d'eau suivant la revendication 4,
caractérisé en ce qu'
il est prévu, dans un tronçon (18) de conduit, entre la turbine (12) de haute pression
et le surchauffeur (20) intermédiaire, un dispositif (19) antiretour, notamment un
clapet antiretour, qui empêche un retour de la vapeur en direction de la turbine (12)
de haute pression.
7. Circuit de vapeur d'eau suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'
au moins par endroit, est monté, parallèlement au conduit (23, 25) de démarrage, un
autre conduit (28), notamment un conduit de vidange de la turbine (12) de haute pression,
qui met également la turbine (12) de haute pression en communication avec le condenseur
(40).
8. Procédé pour faire fonctionner, notamment pour faire démarrer un circuit (10) de vapeur
d'eau ayant une turbine (12) de haute pression, un condenseur (40), ainsi qu'un générateur
(30) de vapeur, comprenant au moins les stades de procédé suivants :
• début de l'opération de démarrage de la turbine (12, 50, 60, 100) à vapeur ;
• accélération de la turbine (12, 50, 60) à vapeur par ouverture de vannes (15, 110)
de vapeur vive ;
• ouverture d'un conduit (25) de démarrage et montage d'un régleur (29, 120) de limitation
de la pression ;
• accélération de la turbine (12, 50, 60) à vapeur jusqu'à une vitesse (130) de rotation
nominale ;
• fonctionnement de la turbine (12, 50, 60) à vapeur en marche à vide et synchronisation
avec le réseau (140) ;
• augmentation de la puissance de la turbine (12, 50, 60) à vapeur jusqu'à ce qu'un
courant massique de la vapeur, passant par la turbine (12) de haute pression, atteigne
une valeur de seuil (150) ;
• début de l'opération de fermeture du conduit (25) de démarrage par fermeture d'une
vanne (27, 160) de démarrage, caractérisé en ce que le procédé comprend les stades de procédé suivants :
• à partir d'une position définie de la vanne (27) de démarrage, élévation réglée
de la pression avant l'entrée dans la turbine (12) de haute pression par le régleur
(29, 170) de limitation de la pression, la pression avant l'entrée dans la turbine
(12) de haute pression étant élevée de manière retardée dans le temps et en forme
de rampe à une vitesse déterminée à l'avance (171) ;
• fin de l'opération de fermeture du conduit (25) de démarrage par fermeture complète
de la vanne (27) de démarrage et passage de la turbine (12, 50, 60) à vapeur en fonctionnement
(180) de puissance.
9. Procédé suivant la revendication 8,
dans lequel une élévation de la pression avant l'entrée dans la turbine (12) de haute
pression a lieu à une position définie de la vanne (27) de démarrage (72).
10. Procédé suivant la revendication 9,
dans lequel, par l'élévation de la valeur de consigne de la pression au régleur (29)
de limitation de la pression avant l'entrée dans la turbine (12) de haute pression,
on commande une ouverture des vannes (15) de vapeur vive.
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