VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KÜHLUNG EINER NIEDERDRUCKSTUFE EINER DAMPFTURBINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung wenigstens einer Niederdruckstufe einer Dampfturbine mit einem Dampfeinlaß- und einem Dampfauslaßbereich, wobei die Dampfturbine mit wenigstens einem Kondensator verbunden oder als Gegendruckturbine ausgebildet ist und wobei als Kühlmedium Kondensat und/oder Dampf aus einem Kühlsystem über eine Dosiereinrichtung in die Niederdruckstufe eingespritzt werden.

[0002] Es ist bekannt, beispielsweise aus dem Buch "Strömungsmaschinen" von K. Menny, Teubner-Verlag, Stuttgart, 1985, Abschnitt 3.4.6 "Naßdampfstufen", daß in sogenannten Naßdampfstufen, insbesondere in Niederdruckstufen von ein- und mehrflutigen Dampfturbinen, eine Kondensation des Aktionsdampfes stattfindet. Bei einer Entspannung des Dampfes in der Dampfturbine liegt bei einem Unterschreiten der Grenzkurve zum Naßdampfgebiet, beispielsweise bei Kondensationsturbinen, ein unterkühlter Dampf vor, dessen Temperatur niedriger als die zum Dampfpunkt gehörige Sättigungstemperatur ist. Bei einer bestimmten Unterkühlung setzt eine spontane Kondensation ein, bei der kleine Nebeltröpfchen entstehen, die sich in Form eines Wasserfilms beziehungsweise einzelner Wassersträhnen auf den Leitschaufeln absetzen können. Von deren Hinterkanten löst sich der Wasserfilm ab und bildet Sekundärtropfen mit einem Durchmesser bis zu etwa 400 µm. Diese sich ablösenden Dampftropfen können bei Aufprall auf die Laufschaufeln zu einem Materialabtrag führen, insbesondere dann, wenn die Tropfen einen Durchmesser in der Größenordnung von 50 bis 400 µm haben (sogenannte Tropfenschlagerosion). Zur Vermeidung dieser Tropfenschlagerosion wird häufig der Wasserfilm direkt an der Leitschaufeloberfläche abgesaugt. Hierzu weist eine hohle Leitschaufel Schlitze auf, die ihr Inneres mit dem Kondensator der Dampfturbine verbinden.

[0003] In einer im sogenannten Ventilationsbetrieb arbeitenden Niederdruck-Turbine kann eine Dampfatmosphäre vorherrschen, deren statischer Druck dem in einem mit der Niederdruck-Turbine verbundenen Kondensatbehälter herrschenden Druck entspricht. Die Reibung der Turbinenschaufeln an dem Dampf (sogenannte Ventilation) kann zu beachtlicher Wärmeentwicklung führen, wodurch die Turbine stark, möglicherweise sogar unzulässig hoch, aufgeheizt werden kann. Um dies zu vermeiden, werden Kühlmaßnahmen angewandt, bei denen beispielsweise in den Dampfauslaßbereich oder, falls die aufzuwendende Kühlleistung besonders hoch sein muß, in den Dampfeinlaßbereich der Turbine Kondensat unter Zerstäubung eingespritzt wird. Das Kondensat verdampft unter Temperaturabsenkung, wodurch die ventilierende Turbine gekühlt wird. Erfolgt die Einspritzung im Dampfauslaßbereich, so beschränkt sich die Kühlwirkung häufig auf Teile der Turbine in der Nähe des Dampfauslasses; erfolgt die Einspritzung im Dampfeinlaßbereich, kann Kondensat, das sich im Bereich des Dampfeinlasses agglomeriert, durch Schwallbildung die Beschaufelung der Turbine gefährden.

[0004] Gemäß dem aus der EP 602 040 B1 angegebenen Verfahren zur Kühlung einer Niederdruck-Dampfturbine im Ventilationsbetrieb, wird daher über eine zwischen dem Dampfauslaß und dem Dampfeinlaß der Dampfturbine liegende Anzapfung Dampf in die Dampfturbine eingespeist. Auf diese Weise kommt die Kühlung in der Turbine zunächst den radial außen liegenden Enden der Schaufeln zugute, die durch die Reibung an dem in der Turbine befindlichen Dampf am höchsten belastet sind. Die Kühlwirkung ist somit weitgehend auf die Bereiche der Turbine beschränkt, in denen sie erwünscht ist. Die Abkühlung anderer Komponenten der Turbine, beispielsweise der Turbinenwelle, wird vermieden. Einer mit der Anzapfung verbundenen Anzapfleitung wird außer Dampf zusätzlich Kondensat zugestellt, insbesondere indem durch eine Kondensat-Überleitung Kondensat in die Dampf-Überleitung und/oder in die Anzapfleitung eingespritzt wird. Das Kondensat wird vorzugsweise mit dem Dampf in einer Zerstäuberdüse gemischt und aus dieser Zerstäuberdüse in die Anzapfleitung eingespritzt. Durch ein in feine Tröpfchen verteiltes Kondensat wird eine besonders hohe Kühlwirkung erzielt.

[0005] Die der Anzapfleitung zugeführte Menge an Dampf bzw. Dampf-Kondensatgemisch liegt gemäß der EP 0 602 040 B1 etwa in der Größenordnung von 1 % des Dampfstroms bei Leistungsbetrieb der Dampfturbine. Der zur Kühlung verwendete Dampf stammt aus einem Kondensatbehälter, welcher der Sammlung, Aufwärmung und Entgasung des Kondensats dient. Dampf aus dem Kondensatbehälter, dem in der Regel zum Zwecke der Entgasung des Kondensats Heizdampf zugeführt wird, ist aufgrund der Koexistenz von Dampf und Kondensat gesättigt, eventuell sogar mit fein verteiltem Kondensat versetzt, und eignet sich daher besonders zur Einspritzung in die ventilierende Turbine. Weiterhin kann Dampf einer Dampf-Ableitung entnommen werden, durch die beim Ventilationsbetrieb der Dampf an der Niederdruck-Turbine vorbei geleitet wird. Eine solche Dampf-Ableitung führt beispielsweise den Dampf von einer der Niederdruck-Dampfturbine vorgeschalteten Hochdruck-Dampfturbine beziehungsweise von einer Anordnung aus einer Hochdruck-Dampfturbine und einer Mitteldruck-Dampfturbine und die Niederdruck-Dampfturbine herum zu einer Heizeinrichtung oder dergleichen, wo möglicherweise der Dampf abgekühlt und kondensiert wird. Zum Erhalt eines Dampf-Kondensat-Gemisches kann der der Anzapfung zuzustellende Dampf einer solchen Heizeinrichtung entnommen werden. Der Dampf kann ebenfalls einer der Niederdruck-Dampfturbine vorgeschalteten Hochdruck- oder Mitteidruck-Dampfturbine direkt oder indirekt, beispielsweise einem von dieser gespeisten Vorwärmer oder dergleichen, entnommen werden. Ein solcher Dampf hat üblicherweise einen hinreichend hohen Eigendruck, so daß ohne gesonderte Pumpen oder dergleichen eine Einspeisung in die ventilierende Dampfturbine erfolgen kann.

[0006] Eine Steuerung des aus der EP 0 602 040 B1 bekannten Kühlverfahrens erfolgt über eine zwischen der Anzapfung und dem Dampfauslaßbereich liegende Temperaturmeßstelle, wobei in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur die Zustellung des Dampfes, beziehungsweise die Zustellung des Dampf-Kondensat-Gemisches zur Anzapfung geregelt wird.

[0007] Die EP 0 083 109 A2 betrifft eine kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlage mit einer Gasturbine und einer Dampfturbine in Einwellenanordnung. Ein Abhitzedampferzeuger wird hierbei mit den heißen Abgasen der Gasturbine beaufschlagt, wodurch Heißdampf zum Betrieb der Dampfturbine nach dem Wärmetauscherprinzip erzeugt wird. Die Anlage weist zusätzlich eine Hilfsdampfquelle auf, die räumlich getrennt und unabhängig von Abhitzedampferzeuger ausgestaltet ist. Während einem Anfahren der Gas- und Dampfturbinenanlage wird Hilfsdampf von der Hilfsdampfquelle entnommen und der Dampfturbine zugeführt. Hierdurch wird einem Überhitzen der Dampfturbine infolge von Ventilationsverlusten (Reibung) entgegengetreten, wobei die Abdampftemperatur unter einem maximalen Wert gehalten wird. Hierzu wird bei der EP 0 083 109 A2 die Ventilstellung eines Zufuhrventils für den Hilfsdampf mit Hilfe eines Steuersignals eingestellt. Das Steuersignal wird aus einem Temperaturmeßsignal von einem Temperatursensor im Abdampfkanal der Dampfturbine sowie aus einem Rotationsgeschwindigkeitssignal (Drehzahl) von einem Tachometer an der Welle der Gas- und Dampfturbinenanlage ermittelt.

[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung wenigstens einer Niederdruckstufe einer einoder mehrflutigen Dampfturbine derart weiterzubilden, daß eine Kühlung bei Ventilation sicher gewährleistet ist sowie eine Gefährdung der Beschaufelung der Dampfturbine durch Tropfenschlagerosion vermindert wird.

[0009] Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß der Temperaturwert zur Steuerung und/oder Regelung eines solchen Kühlverfahrens insofern zu träge ist, als daß sich mit ihm eine Kühlmittelmenge, insbesondere in der Nähe eines vorgegebenen Temperaturgenzwertes, weder zufriedenstellend dosieren, noch eine rechtzeitige Deaktivierung der Einspritzung an Dampf beziehungsweise an Dampf-Kondensat-Gemisch erreichen läßt, so daß insbesondere durch die auch noch nach ausreichender Kühlung eingeleiteten Mengen an Kondensat insbesondere die Laufschaufeln der Turbine einer weiteren Gefährdung, insbesondere durch die eingangs beschriebene Tropfenschlagerosion, ausgesetzt sind.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0011] Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren zur Kühlung wenigstens einer Niederdruckstufe einer ein- oder mehrflutigen Dampfturbine mit einem Dampfeinlaßbereich und mit einem Dampfauslaßbereich, wobei die Dampfturbine mit wenigstens einem Kondensator verbunden ist, oder als Gegendruckturbine arbeitet, wird als Kühlmedium Kondensat und/oder Dampf aus einem Kühlsystem über eine Dosiereinrichtung in die Niederdruckstufe eingespritzt und zwar in Abhängigkeit von einem in der Niederdruckstufe gemessenen Temperaturwert und von einem direkt oder indirekt mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe korrelierenden Parameter. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt dazu wenigstens einen im Bereich der Niederdruckstufe angeordneten Temperatursensor, mindestens eine Einrichtung zur Messung und/oder Ermittlung eines direkt oder indirekt mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe korrelierenden Parameters sowie eine Leiteinheit zur Steuerund/oder Regelung des Kühlsystems und der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit von dem in der Niederdruckstufe gemessenen Temperaturwert und in Abhängigkeit von dem mit dem Massendurchsatz korrelierenden Parameter. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Kühlung einer Niederdruckstufe einer Dampfturbine bei Ventilation sicher gewährleistet sowie eine Gefährdung der Beschaufelung der Dampfturbine durch Tropfenschlagerosion vermieden, zumindest deutlich vermindert, wird.

[0012] Bevorzugt umfaßt die Einrichtung zur Bestimmung des korrelierenden Parameters wenigstens zwei Sensoren, insbesondere Drucksensoren, welche vor und nach der Niederdruckstufe, insbesondere im Dampfeinlaßbereich und im Dampfauslaßbereich der Dampfturbine, angeordnet sind. Eine solche Anordnung von Drucksensoren hat den Vorteil, daß der direkt oder indirekt mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe korrelierende Parameter aus mit den Drucksensoren meßbaren Druckwerten ermittelbar ist, insbesondere aus dem Druckverhältnis zwischen dem Druck vor der Niederdruckstufe zu dem Druck hinter der Niederdruckstufe.

[0013] Zur Minimierung der Kosten für die Sensorik ist es günstig, den wenigstens einen nach der Niederdruckstufe im Dampfauslaßbereich der Dampfturbine angeordneten Drucksensor in dem mit der Dampfturbine verbundenen Kondensator anzuordnen beziehungsweise einen üblicherweise betriebsbedingt dort schon angeortneten Sensor so auszulegen, daß er auch die zur Bestimmung des Parameters notwendigen Druckwerte ermitteln kann.

[0014] Zur Verbesserung der Aktivierung der Einspritzung dient es, das Kühlmedium bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Temperatur und/oder des Parameters einzuspritzen.

[0015] Zur Verbesserung der Deaktivierung der Einspritzung wird vorzugsweise das Kühlmedium bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes des Parameters nicht mehr eingespritzt.

[0016] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Einspritzung des Kühlmediums erfolgen Aktivierung und Deaktivierung der Einspritzung vorzugsweise automatisch.

[0017] Zur Vereinfachung der Bestimmung des Parameters ist es günstig, daß beispielsweise der wenigstens eine Temperatursenor und die Drucksensoren über wenigstens eine elektrische Verbindung mit der Leiteinheit verbunden sind und wenigstens einen Teil ihrer Daten und Meßwerte an die elektronische Leiteinheit übermitteln. Diese zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, daß in ihr aus zur Steuerung und/oder Regelung der Dampfturbine vorhandenen und/oder ankommenden Daten und Meßwerten auch der mit dem Massendurchsatz korrelierende Parameter ermittelt wird.

[0018] Zur Vereinfachung der Steuer- und/oder Regelung des Kühlsystems und der Dosiereinrichtung werden in der elektronischen Leiteinheit vorzugsweise auch Signale zur automatischen Steuerung und/oder Regelung des Kühlsystems und der Dosiereinrichtung erzeugt und über wenigstens eine Steuerleitung übertragen.

[0019] Zur Verbesserung der Kühlwirkung, insbesondere hinsichtlich des Kühlvolumens werden vorzugsweise in der elektronischen Leiteinheit auch Signale für eine automatische Regelung der Kühlmittelmenge erzeugt.

[0020] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der automatischen Steuer- und/oder Regelungen ist wenigstens die Kühlmittelmenge mittels eines Kennfeldes automatisch regelbar ist, wobei das Kennfeld bevorzugt in der Leiteinheit gespeichert ist.

[0021] Zur Verbesserung der Kühlwirkung transportiert vorzugsweise der Dampf wenigstens im Bereich der Einspritzung des Kühlmediums auch zugleich das Kondensat, wobei die Dosiereinrichtung, welche insbesondere mindestens ein Dosierventil aufweist, vorzugsweise benachbart zu der zu kühlenden Niederdruckstufe angeordnet ist.

[0022] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Vorrichtung und des Verfahrens werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels beispielhaft erläutert.

[0023] Die Zeichnung zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Kraftwerksanlage mit einer Niederdruck-Dampfturbine 1, einem Kondensator 5, einem dem Kondensator 5 nachgeordneten Kondensatbehälter 18, einem Kühlsystem 6, einer Dosiereinrichtung 7 und einer Leiteinheit 10; weitere Bestandteile der Kraftwerksanlage, beispielsweise ein Generator und eine mit der Niederdruck-Dampfturbine starr gekuppelte Hochdruck-Dampfturbine, sind der Übersicht halber nicht dargestellt. Die dargestellten Komponenten der Kraftwerksanlage sind untereinander durch Dampfverbindungsleitungen 14 beziehungsweise Kondensatleitungen 15 verbunden.

[0024] Zwischen der nicht dargestellten Hochdruck-Dampfturbine und der Niederdruck-Dampfturbine 1 befindet sich in der Dampfverbindungsleitung 14a ein Umschalter 16, der üblicherweise mit Klappen gebildet wird, mit dessen Hilfe der von der Hochdruck-Dampfturbine abströmende heiße Aktionsdampf durch eine weitere Dampfverbindungsleitung 14b zu einem Heizwärmetauscher 17 ableitbar ist. Je nach Einstellung des Umschalters 16 wird somit die Niederdruck-Dampfturbine 1 nicht mit heißen Aktionsdampf beaufschlagt. Der an der Niederdruck-Dampfturbine 1 vorbeigeführte Aktionsdampf wird in dem Heizwärmetauscher 17 kondensiert und fließt als Kondensat dem Kondensatbehälter 18 zu.

[0025] Die Niederdruck-Dampfturbine 1 ist mit der Hochdruck-Dampfturbine starr gekuppelt, so daß die gleichfalls nicht dargestellten Rotoren beider Dampfturbinen synchron laufen. Wird der von der Hochdruck-Dampfturbine abströmende Aktionsdampf an der Niederdruck-Dampfturbine 1 vorbeigeführt, d.h. diese rotiert im Leerlauf, so tritt in der Niederdruck-Dampfturbine 1 aufgrund des darin herrschenden statischen Druckes, der dem Druck des Dampfes in dem dem Kondensator 5 nachgeordneten Kondensatbehälter 18 entspricht, Reibung auf.

[0026] Zur Einspritzung eines Kühlmediums, vorzugsweise Kondensat und/oder Dampf, in wenigstens eine Niederdruckstufe 4 der Dampfturbine 1 ist zwischen einem Dampfeinlaßbereich 2, der der Beaufschlagung mit Aktionsdampf dient, und einem Dampfauslaßbereich 3, durch den der in der Niederdruck-Dampfturbine 1 entspannte Dampf zu dem Kondensator 5 geführt wird, ein Dosierventil 13 angeordnet, das mit einer Dosiereinrichtung 7 und dem Kühlsystem 6 verbunden ist. In dem Kondensatbehälter 18 wird das Kondensat mittels Dampf beheizt, der durch eine Heizdampfleitung 14c von der nicht dargestellten Hochdruck-Dampfturbine zugeführt wird. Oberhalb des Kondensatspiegels befindet sich in dem Kondensatbehälter 18 ein mit Dampf gefüllter Dampfraum 19. Diesem Dampfraum 19 wird Dampf entnommen und durch eine Dampfüberleitung 20 der Dosiereinrichtung 7 zugeführt. Weiterhin wird der Dosiereinrichtung 7 durch eine Kondensatüberleitung 21 Kondensat aus dem Kondensatbehälter 18 mittels einer Kondensatpumpe 23 zugeführt. Dampf und Kondensat werden in der Dosiereinrichtung 7 zu einem Dampf-Kondensat-Gemisch aufbereitet und anschließend über das Dosierventil 13, welches benachbart zu der zu kühlenden Niederdruckstufe 4 angeordnet ist, eingespritzt und zwar bevorzugt in Abhängigkeit von einem mittels Temperatursensor 11 in der Niederdruckstufe 4 gemessenen Temperaturwert und von einem von je im Dampfeinlaßbereich 2 und Dampfauslaßbereich 3 angeordneten Drucksensoren 8 und 9 gemessenen Druckwerten ermittelten mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe 4 korrelienden Parameter. Die Aktivierung der Einspritzung des Kühlmediums erfolgt bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Temperatur und/oder des Parameters. Die Deaktivierung der Einspritzung des Kühlmediums erfolgt bei Unterschreiten eines vorgegeben Grenzwertes des Parameters. Dosiereinrichtung 7 und Dosierventil 13 sind über Steuerleitungen 12, der Temperatursensor 11 und die Drucksensoren 8 und 9 über wenigstens eine elektrische Verbindung 22, mit der elektronischen Leiteinheit 10 verbunden. Diese zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, daß aus zur Steuerung und/oder Regelung der Dampfturbine 1 vorhandenen und/oder ankommenden Daten und Meßwerten auch der mit dem Massendurchsatz korrelierende Parameter ermittelt wird und/oder Signale zur automatischen Steuerung und/oder Regelung des Kühlsystems 6 und der Dosiereinrichtung 7 sowie zur automatischen Regelung einer Kühlmittelmenge erzeugt werden. Hierdurch läßt sich in vorteilhafter Weise die Einspeisung automatisieren und regeln, wobei insbesondere hinsichtlich der Menge von eingespeistem Dampf-Kondensat-Gemisch dies vorzugsweise mittels eines in der Leiteinheit 10 gespeicherten Kennfeldes erfolgt. Somit-ist eine geregelte Kühlung der Niederdruck-Dampfturbine 1 bei Ventilationsbetrieb, ohne Arbeitsleistungsabgabe durchführbar.

[0027] Sofern kein Kondensatbehälter 18 für eine Entnahme von Dampf beziehungsweise Kondensat zur Verfügung steht, kann Dampf beispielsweise dem Heizwärmetauscher 17 oder einem nicht dargestellten der Hochdruck-Dampfturbine zugeordneten Vorwärmer entnommen werden.

[0028] Die Kühlung einer Niederdruckstufe 4 einer Dampfturbine 1 nach der Erfindung verhindert in vorteilhafter Weise insbesondere eine Gefährdung der Beschaufelung der Dampfturbine 1 durch Tropfenschlagerosion und ist leichter regelbar als nur von der Temperatur abhängige Regelsysteme.

Ansprüche

1. Verfahren zur Kühlung wenigstens einer Niederdruckstufe (4) einer Dampfturbine (1) mit einem Dampfeinlaßbereich (2) und einem Dampfauslaßbereich (3), wobei die Dampfturbine (1) mit wenigstens einem Kondensator (5) verbunden oder als Gegendruckturbine ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium Kondensat und/oder Dampf aus einem Kühlsystem (6) über eine Dosiereinrichtung (7) in die Niederdruckstufe (4) eingespritzt werden und zwar in Abhängigkeit von einem in der Niederdruckstufe (4) gemessenen Temperaturwert und von einem direkt oder indirekt mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe (4) korrelierenden Parameter.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Massendurchsatz korrelierende Parameter mittels wenigstens eines vor und wenigstens eines hinter der Niederdruckstufe (4) angeordneten Sensors (8, 9), insbesondere Drucksensors, bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der korrelierende Parameter aus von den Drucksensoren (8, 9) gemessenen Druckwerten ermittelt wird, insbesondere aus dem Druckverhältnis zwischen dem Druck vor der Niederdruckstufe (4) zu dem Druck nach der Niederdruckstufe (4).

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung der Einspritzung des Kühlmediums bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Temperatur und/oder des Parameters erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierung der Einspritzung des Kühlmediums bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes des Parameters erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß Aktivierung und Deaktivierung der Einspritzung des Kühlmediums automatisch erfolgen.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Dampfturbine (1) eine elektronische Leiteinheit (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der von mindestens einem Temperatursensor (11) und den Drucksensoren (8, 9) stammenden Daten und Meßwerten an die elektronische Leiteinheit (10) übermittelt werden.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Leiteinheit (10) aus zur Steuerung und/oder Regelung der Dampfturbine (1) vorhandenen und/oder ankommenden Daten und Meßwerten auch der mit dem Massendurchsatz korrelierende Parameter ermittelt wird und/oder Signale zur automatischen Steuerung und/oder Regelung des Kühlsystems (6) und der Dosiereinrichtung (7) sowie zur automatischen Regelung einer Kühlmittelmenge erzeugt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die automatische Regelung der Kühlmittelmenge mittels eines in der Leiteinheit (10) gespeicherten Kennfeldes erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im Bereich der Einspritzung des Kühlmediums der Dampf zugleich das Kondensat transportiert.

11. Vorrichtung zur Kühlung wenigstens einer Niederdruckstufe (4) einer Dampfturbine (1) mit einem Dampfeinlaßbereich (2) und einem Dampfauslaßbereich (3), wobei die Dampfturbine mit wenigstens einem Kondensator (5) verbunden oder als Gegendruckturbine ausgebildet ist und wobei als Kühlmedium Kondensat und/oder Dampf aus einem Kühlsystem (6) über eine Dosiereinrichtung (7) in die Niederdruckstufe (4) einspritzbar ist, umfassend

- wenigstens einen im Bereich der Niederdruckstufe (4) angeordneten Temperatursensor (11),

- mindestens eine Einrichtung (8, 9) zur Bestimmung eines direkt oder indirekt mit dem Massendurchsatz durch die Niederdruckstufe (4) korrelierenden Parameters sowie

- eine Leiteinheit (10) zur Steuer- und/oder Regelung des Kühlsystems (6) und der Dosiereinrichtung (7) in Abhängigkeit von dem mit dem Temperatursenor (11) gemessenen Temperaturwert und in Abhängigkeit von dem mit dem Massendurchsatz korrelierenden Parameter.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung des korrelierenden Parameters wenigstens zwei Sensoren (8, 9) umfaßt, welche vor und hinter der Niederdruckstufe (4) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine vor der Niederdruckstufe (4) angeordnete Sensor (8) im Dampfeinlaßbereich (2) der Dampfturbine (1) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine hinter der Niederdruckstufe (4) angeordnete Sensor (8) im Dampfauslaßbereich (2) der Dampfturbine (1), insbesondere in dem mit der Dampfturbine (1) verbundenen Kondensator (5), angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (8, 9) Drucksensoren sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Temperatursenor (11) und die Drucksensoren (8, 9) mit der Leiteinheit (10) über wenigstens eine elektrische Verbindung (22) verbunden sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Leiteinheit (10) ein Kennfeld, insbesondere zur automatischen Regelung einer Kühlmittelmenge, gespeichert ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7), welche insbesondere mindestens ein Dosierventil (13) aufweist, benachbart zu der zu kühlenden Niederdruckstufe (4) angeordnet ist.

Claims

1. Method for cooling at least one low-pressure stage (4) of a steam turbine (1) having a steam inlet region (2) and a steam outlet region (3), the steam turbine (1) being connected to at least one condenser (5) or being designed as a back-pressure turbine characterized in that condensate and/or steam from a cooling system (6) are injected as the cooling medium via a metering device (7) into the low-pressure stage (4) and, in fact, as a function of a temperature value measured in the low-pressure stage (4) and of a parameter correlated directly or indirectly with the mass flow through the low-pressure stage (4).

2. Method according to Claim 1, characterized in that the parameter correlated with the mass flow is determined by means of at least one sensor (8), in particular pressure sensor, arranged before the low-pressure stage (4) and at least one sensor (9), in particular pressure sensor, arranged behind the low-pressure stage (4).

3. Method according to Claim 2, characterized in that the correlated parameter is determined from pressure values measured by the pressure sensors (8, 9), in particular from the pressure ratio between the pressure before the low-pressure stage (4) and the pressure after the low-pressure stage (4).

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of the injection of the cooling medium takes place when a specified limiting value of the temperature and/or of the parameter is exceeded.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deactivation of the injection of the cooling medium takes place when the parameter falls below a specified limiting value.

6. Method according to Claim 4 or 5, characterized in that the activation and deactivation of the injection of the cooling medium take place automatically.

7. Method according to one of the preceding claims, where the steam turbine (1) has an electronic control unit (10), characterized in that at least some of the data and measurements originating from at least one temperature sensor (11) and the pressure sensors (8, 9) are transmitted to the electronic control unit (10).

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the parameter correlated with the mass flow is also determined in the control unit (10) from data and measurements present and/or arriving, for the open-chain control and/or closed-loop control of the steam turbine (1), and/or signals are generated for the automatic open-chain control and/or closed-loop control of the cooling system (6) and the metering device (7) and also for the automatic closed-loop control of a coolant quantity.

9. Method according to Claim 8, characterized in that at least the automatic closed-loop control of the coolant quantity takes place by means of a characteristic diagram stored in the control unit (10).

10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steam simultaneously transports the condensate at least in the cooling medium injection region.

11. Device for cooling at least one low-pressure stage (4) of a steam turbine (1) having a steam inlet region (2) and a steam outlet region (3), the steam turbine being connected to at least one condenser (5) or being designed as a back-pressure turbine and it being possible for condensate and/or steam from a cooling system (6) to be injected as the cooling medium by means of a metering device (7) into the low-pressure stage (4), comprising

- at least one temperature sensor (11) arranged in the region of the low-pressure stage (4),

- at least one device (8, 9) for determining a parameter correlated directly or indirectly with the mass flow through the low-pressure stage (4) and

- a control unit (10) for the open-chain control and/or closed-loop control of the cooling system (6) and the metering device (7) as a function of the temperature value measured by the temperature sensor (11) and as a function of the parameter correlated with the mass flow.

12. Device according to Claim 11, characterized in that the device for determining the correlated parameter comprises at least two sensors (8, 9) which are arranged before and behind the low-pressure stage (4).

13. Device according to Claim 11 or 12, characterized in that the at least one sensor (8) arranged before the low-pressure stage (4) is arranged in the steam inlet region (2) of the steam turbine (1).

14. Device according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the at least one sensor (8) arranged behind the low-pressure stage (4) is arranged in the steam outlet region (2) of the steam turbine (1), in particular in the condenser (5) connected to the steam turbine (1).

15. Device according to one of Claims 11 to 14, characterized in that the sensors (8, 9) are pressure sensors.

16. Device according to one of Claims 11 to 15, characterized in that the at least one temperature sensor (11) and the pressure sensors (8, 9) are connected to the control unit (10) by means of at least one electrical connection (22).

17. Device according to one of Claims 11 to 16, characterized in that a characteristic diagram, in particular for the automatic closed-loop control of a coolant quantity, is stored in the control unit (10).

18. Device according to one of Claims 11 to 17, characterized in that the metering device (7), which has, in particular, at least one metering valve (13), is arranged adjacent to the low-pressure stage (4) to be cooled.

Revendications

1. Procédé de refroidissement d'au moins un étage (4) basse pression d'une turbine (1) à vapeur comprenant une partie (2) d'entrée de la vapeur et une partie (3) de sortie de la vapeur, la turbine (1) à vapeur communiquant avec au moins un condenseur (5) ou étant constituée en turbine à contre-pression, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter comme fluide de refroidissement dans l'étage (4) basse pression par un dispositif (7) d'addition dosée du produit condensé et/ou de la vapeur provenant d'un système (6) de refroidissement et cela en fonction d'une valeur de température mesurée dans l'étage (4) basse pression et d'un paramètre corrélé directement ou indirectement au débit massique dans l'étage (4) basse pression.

2. Procédé suivant la revendication 1,
   caractérisé en ce que l'on détermine le paramètre corrélé au débit massique au moyen d'au moins un capteur (8) monté en amont et d'au moins un capteur (9) monté en aval de l'étage (4) basse pression, notamment de capteurs de pression.

3. Procédé suivant la revendication 2,
   caractérisé en ce que l'on détermine le paramètre de corrélation à partir de valeurs de pression mesurées par les capteurs (8, 9) de pression, notamment à partir du rapport de pression entre la pression en amont de l'étage (4) basse pression et la pression en aval de l'étage (4) basse pression.

4. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que l'on effectue l'activation de l'injection du fluide de refroidissement lorsqu'une valeur limite prescrite de la température et/ou du paramètre est dépassée.

5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que l'on effectue la désactivation de l'injection du fluide de refroidissement lorsque l'on passe en-dessous d'une valeur limite prescrite du paramètre.

6. Procédé suivant la revendication 4 ou 5,
   caractérisé en ce que l'on effectue automatiquement l'activation et la désactivation de l'injection du fluide de refroidissement.

7. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel la turbine (1) à vapeur a une unité (10) électronique de commande, caractérisé en ce que l'on détermine sur l'unité (10) électronique de commande au moins une partie des données des valeurs de mesure provenant d'au moins un capteur (11) de température et des capteurs (8, 9) de pression.

8. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que l'on détermine dans l'unité (10) de commande, à partir de données de valeur de mesure présentes et/ou arrivant pour la commande et/ou la régulation de la turbine (1) à vapeur, également le paramètre corrélé au débit massique et/ou on produit des signaux de commande automatiques et/ou de régulation automatique du système (6) de refroidissement et du dispositif (7) d'addition dosée ainsi que de régulation automatique d'une quantité du fluide de refroidissement.

9. Procédé suivant la revendication 8,
   caractérisé en ce que l'on effectue au moins la régulation automatique de la quantité du fluide de refroidissement au moyen d'une famille de courbes caractéristiques mémorisées dans l'unité (10) de commande.

10. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce qu'au moins dans la zone de l'injection du fluide de refroidissement on transporte la vapeur en même temps que le produit condensé.

11. Dispositif de refroidissement d'au moins un étage (4) basse pression d'une turbine (1) à vapeur ayant une partie (2) d'entrée de la vapeur et une partie (3) de sortie de la vapeur, la turbine à vapeur communiquant avec au moins un condenseur (5) ou étant constituée en turbine à contre-pression et du produit condensé et/ou de la vapeur provenant d'un système (6) de refroidissement pouvant être injecté en tant que fluide de refroidissement par l'intermédiaire d'un dispositif (7) d'addition dosée dans l'étage (4) basse pression, comprenant

- au moins un capteur (11) de température disposé dans la zone de l'étage (4) basse pression,

- au moins un dispositif (8, 9) de détermination d'un paramètre corrélé directement où indirectement au débit massique dans l'étage (4) basse pression ainsi que

- une unité (10) de commande destinée à commander et/ou à commander le système (6) de refroidissement et le dispositif (7) d'addition dosée en fonction de la valeur de température mesurée par le capteur (11) de température et en fonction du paramètre corrélé au débit massique.

12. Dispositif suivant la revendication 11,
   caractérisé en ce que le dispositif de détermination du paramètre corrélé comprend au moins deux capteurs (8, 9) qui sont disposés en amont et en aval de l'étage (4) basse pression.

13. Dispositif suivant la revendication 11 ou 12,
   caractérise en ce que le au moins un capteur (8) disposé en amont de l'étage (4) basse pression est disposé dans la partie (2) d'entrée de la vapeur de la turbine (1) à vapeur.

14. Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 13,
   caractérisé en ce que le au moins un capteur (8) disposé en aval de l'étage (4) basse pression est disposé dans la partie (2) de sortie de la vapeur de la turbine (1) à vapeur, notamment dans le condenseur (5) communiquant avec la turbine (1) à vapeur.

15. Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 14,
   caractérisé en ce que les capteurs (8, 9) sont des capteurs de pression.

16. Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 15,
   caractérisé en ce que le au moins un capteur (11) de température et les capteurs (8, 9) de pression sont reliés à l'unité (10) de commande par au moins une ligne (22) électrique.

17. Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 16,
   caractérisé en ce qu'il est mémorisé dans l'unité (10) de commande une famille de courbes caractéristiques, notamment pour la régulation automatique d'une quantité de fluide de refroidissement.

18. Dispositif suivant l'une des revendications 11 à 17,
   caractérisé en ce que le dispositif (7) d'addition dosée, qui a notamment au moins une vanne (13) de dosage, est disposé au voisinage de l'étage (4) basse pression à refroidir.

Zeichnung