DE102017213280A1 - Method for operating a steam turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine (1), die eine Hochdruckstufe (2), eine Mitteldruckstufe (3) und eine Niederdruckstufe (4) aufweist, wobei Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) aus der Hochdruckstufe (2) und/oder der Mitteldruckstufe (3) entnommener Dampf zugeführt wird, um die Leitschaufeln (8) zu beheizen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des den Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) zur Beheizung zugeführten Dampfes unter Einsatz eines regelbaren Druckminderungsventils (15) auf einen vom Massenstrom unabhängigen Soll-Druck geregelt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte Dampfturbine.

Figure DE102017213280A1_0000
The invention relates to a method for operating a steam turbine (1), which has a high pressure stage (2), a medium pressure stage (3) and a low pressure stage (4), wherein guide vanes (8) of the low pressure stage (4) from the high pressure stage (2) and / or the medium pressure stage (3) supplied steam is supplied to the guide vanes (8) to heat, characterized in that the pressure of the guide vanes (8) of the low-pressure stage (4) for heating supplied steam using a controllable pressure reducing valve (15) is controlled to a setpoint pressure independent of the mass flow. Furthermore, the invention relates to a designed for carrying out the method steam turbine.
Figure DE102017213280A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine, die eine Hochdruckstufe, eine Mitteldruckstufe und eine Niederdruckstufe aufweist, wobei Leitschaufeln der Niederdruckstufe aus der Hochdruckstufe und/oder der Mitteldruckstufe entnommener Dampf zugeführt wird, um die Leitschaufeln zu beheizen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Dampfturbine, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens ausgelegt ist, umfassend eine Hochdruckstufe, eine Mitteldruckstufe, eine Niederdruckstufe, eine Heizdampfleitung, welche die Hochdruckstufe und/oder die Mitteldruckstufe mit Leitschaufeln der Niederdruckstufe zwecks Beheizung der Leitschaufeln verbindet.The present invention relates to a method of operating a steam turbine having a high pressure stage, a medium pressure stage and a low pressure stage, wherein vanes of the low pressure stage from the high pressure stage and / or the intermediate pressure stage steam is supplied to heat the guide vanes. Furthermore, the present invention relates to a steam turbine, which is designed in particular for carrying out the method, comprising a high-pressure stage, a medium-pressure stage, a low-pressure stage, a Heizdampfleitung which connects the high-pressure stage and / or the intermediate-pressure stage with vanes of the low pressure stage in order to heat the vanes.

Dampfturbinen dienen dazu, die thermisch Energie eines ihnen zugeführten Dampfes in mechanische Arbeit umzuwandeln. Hierzu wird eine sich durch die Turbine erstreckende Welle, die meist mit einem Generator zur Energieerzeugung gekoppelt ist, über Turbinenschaufeln drehend angetrieben. Die Turbinenschaufeln sind in Form von am Stator angeordneten Leitschaufeln und an der Welle angeordneten Laufschaufeln vorgesehen, wobei die Leitschaufeln dazu dienen, den durch die Turbine strömenden Dampf möglichst effizient auf die Laufschaufeln zu richten. Bei der Umwandlung der thermischen Energie in mechanische Arbeit reduzieren sich Temperatur und Druck des die Dampfturbine durchströmenden Dampfes. Zur Optimierung des Wirkungsgrads sind Dampfturbinen von Industriekraftwerken entsprechend in unterschiedliche Stufen unterteilt, nämlich in eine Hochdruckstufe, eine Mitteldruckstufe und eine Niederdruckstufe, wobei die Hochdruckstufe und die Mitteldruckstufe häufig auch in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst sind. Aus Effizienzgründen ist es erstrebenswert, in der Niederdruckstufe einen möglichst geringen Enddruck zu erzielen, der normalerweise zwischen 20 und 100mbar liegt.Steam turbines serve to convert the thermal energy of a steam supplied to them into mechanical work. For this purpose, a shaft extending through the turbine, which is usually coupled to a generator for generating energy, is rotationally driven via turbine blades. The turbine blades are provided in the form of stator vanes and rotor shafts arranged on the stator, the vanes serving to direct the steam flowing through the turbine to the blades as efficiently as possible. When converting the thermal energy into mechanical work, the temperature and pressure of the steam flowing through the steam turbine are reduced. To optimize the efficiency steam turbines are divided by industrial power plants according to different levels, namely in a high-pressure stage, a medium-pressure stage and a low-pressure stage, the high-pressure stage and the medium-pressure stage are often combined in a common housing. For reasons of efficiency, it is desirable to achieve the lowest possible final pressure in the low-pressure stage, which is normally between 20 and 100 mbar.

Ein mit einem derart niedrigen Enddruck einhergehendes Problem ist die so genannte Tropfenschlagerosion, die zu einem hohen Verschleiß der Laufschaufeln führt. Diese wird dadurch verursacht, dass sich bei den in der Niederdruckstufe vorherrschenden geringen Drücken aus dem Dampf Feuchtigkeit auskondensiert, die sich auf den Leitschaufeln in Form von Tröpfchen oder einem Film niederschlägt. Die Tröpfchen sammeln sich an den Leitschaufelhinterkanten und werden dort von der Dampfströmung mitgerissen und mit hoher Energie auf die Laufschaufeln geschleudert, wodurch insbesondere die Eintrittskanten der Laufschaufeln in Mitleidenschaft gezogen werden.A problem associated with such a low final pressure is the so-called drop impact erosion, which leads to a high wear of the blades. This is caused by moisture condensing out of the vapor at the low pressures prevailing in the low pressure stage, which precipitate on the vanes in the form of droplets or a film. The droplets collect at the blade trailing edges where they are entrained by the vapor flow and thrown onto the blades with high energy, particularly affecting the leading edges of the blades.

Es gibt bereits verschiedene Ansätze, der Tropfenschlagerosion zu begegnen. Ein mechanischer Ansatz besteht darin, insbesondere die von der Tropfenschlagerosion besonders betroffenen Eintrittskanten der Laufschaufeln möglichst stabil auszuführen. So kann das Laufschaufelmaterial zumindest im Bereich der Eintrittskanten gehärtet werden. Alternativ ist es auch möglich, besonders verschleißfeste Materialien an den Eintrittskanten der Laufschaufeln einzusetzen. Alternativ oder zusätzlich kann der Tropfenschlagerosion auch durch eine Stufenentwässerung an der Statorwand oder durch ein Absaugen der sich auf den Leitschaufeln ablagernden Tröpfchen über hohl ausgebildete Leitschaufeln entgegengewirkt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Ursache der Tröpfchenbildung an den Leitschaufeln zu eliminieren. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die Leitschaufeln aktiv zu beheizen. Gemäß einer ersten Variante kann die Beheizung elektrisch erfolgen. Gemäß einer zweiten Variante wird den Leitschaufeln aus der Hochdruckstufe und/oder der Mitteldruckstufe entnommener Dampf zugeführt, um die Leitschaufeln zu beheizen.There are already various approaches to counter the drop impact erosion. A mechanical approach is to perform as stable as possible particularly affected by the drop impact erosion entry edges of the blades. Thus, the blade material can be hardened at least in the region of the leading edges. Alternatively, it is also possible to use particularly wear-resistant materials at the leading edges of the blades. Alternatively or additionally, the drop impact erosion can also be counteracted by step drainage on the stator wall or by sucking off the droplets deposited on the guide vanes via hollow guide vanes. Another possibility is to eliminate the cause of droplet formation on the vanes. In this context, it is known to actively heat the vanes. According to a first variant, the heating can be done electrically. According to a second variant, the guide vanes from the high-pressure stage and / or the medium-pressure stage supplied steam to heat the vanes.

Die Beheizung der Leitschaufeln unter Verwendung von Dampf ist gegenüber einer elektrischen Leitschaufelheizung energetisch vorteilhaft. Ein Nachteil der Leitschaufelbeheizung mittels Dampfes wird seitens des Anmelders allerdings darin gesehen, dass der Druck, mit dem der Heizdampf zur Verfügung gestellt wird, mit der Maschinenlast und ggf. mit den Fernwärmeentnahmen schwankt. Teilweise liegt zwischen dem die Niederdruckstufe durchströmenden Dampf und den Leitschaufeln eine zu hohe Temperaturdifferenz an, die zum einen die Effektivität der Heizung vermindert, beispielsweise aufgrund des so genannten Leidenfrost-Effektes, und zum anderen die thermo-mechanischen Belastungen der Leitschaufeln erhöht. Entsprechend werden alle Lastzyklen der Dampfturbine direkt als mechanische Belastungen an die Leitschaufeln übertragen, wodurch die Lebensdauer der Leitschaufeln herabgesetzt werden kann.The heating of the vanes using steam is energetically advantageous over electric vane heating. A disadvantage of Leitschaufelbeheizung by means of steam, however, seen by the applicant in that the pressure with which the heating steam is provided, with the engine load and possibly with the district heat withdrawals fluctuates. Partly lies between the low-pressure stage flowing through the steam and the guide vanes to a high temperature difference, on the one hand reduces the effectiveness of the heating, for example due to the so-called Leidenfrost effect, and on the other hand increases the thermo-mechanical loads on the vanes. Accordingly, all load cycles of the steam turbine are transmitted directly as mechanical loads to the vanes, whereby the life of the vanes can be reduced.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine sowie eine Dampfturbine mit alternativem Aufbau zu schaffen.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide an alternative method of operating a steam turbine and a steam turbine of alternative construction.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Druck des den Leitschaufeln der Niederdruckstufe zur Beheizung zugeführten Dampfes unter Einsatz eines regelbaren Druckminderungsventils auf einen vom Massenstrom unabhängigen Soll-Druck geregelt wird. Auf diese Weise können durch unterschiedliche Maschinenlasten und/oder Fernwärmeentnahmen verursachte Druck- und Temperaturschwankungen der Dampfheizung und die hiermit einhergehenden Nachteile eliminiert werden, wodurch eine lange Lebensdauer der Leit- und Laufschaufeln gewährleistet wird. Insbesondere kann die Regelung derart erfolgen, dass die Temperatur der beheizten Leitschaufeln 50 bis 70 K, insbesondere 55 bis 65 K oberhalb der Kondensationstemperatur des diese Leitschaufeln passierenden Dampfes liegt. Im Rahmen von bereits abgeschlossenen Untersuchungen wurde nachgewiesen, dass eine geringere Temperaturdifferenz die Schutzwirkung bezüglich der Tropfenschlagerosion reduziert, und dass eine höhere Temperaturdifferenz zu einer Begünstigung des Leidenfrost-Effektes führt. To achieve this object, the present invention provides a method of the type mentioned above, which is characterized in that the pressure of the guide vanes of the low-pressure stage for heating steam supplied is controlled using a controllable pressure reducing valve to a setpoint pressure independent of the mass flow. In this way, caused by different machine loads and / or district heating withdrawals pressure and temperature fluctuations of the steam heating and the associated disadvantages can be eliminated, creating a long Life of the guide and blades is guaranteed. In particular, the control can take place in such a way that the temperature of the heated guide vanes is 50 to 70 K, in particular 55 to 65 K, above the condensation temperature of the steam passing through these guide vanes. Previous investigations have shown that a lower temperature difference reduces the protective effect on drop impact erosion, and that a higher temperature difference leads to a beneficial effect on the Leidenfrost effect.

Bevorzugt ist die Entnahmeposition des zur Beheizung der Leitschaufeln der Niederdruckstufe verwendeten Dampfes derart gewählt, dass der Druck des entnommenen Dampfes unabhängig von dem Betriebspunkt der Dampfturbine stets höher als der vorbestimmte Druck ist, so dass eine Reduzierung des Druckes des zum Beheizen der Leitschaufeln verwendeten Dampfes auf den vorbestimmten Druck gewährleistet wird.Preferably, the removal position of the vapor used to heat the vanes of the low pressure stage is selected so that the pressure of the extracted vapor is always higher than the predetermined pressure regardless of the operating point of the steam turbine, thus reducing the pressure of the steam used to heat the vanes the predetermined pressure is ensured.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druck des den Leitschaufeln zugeführten Dampfes an einer Position zwischen dem Druckminderungsventil und den beheizten Leitschaufeln erfasst. Der so ermittelte Ist-Druck kann dann zur Regelung des Druckminderungsventils eingesetzt werden.According to one embodiment of the method according to the invention, the pressure of the steam supplied to the vanes is detected at a position between the pressure reducing valve and the heated vanes. The thus determined actual pressure can then be used to control the pressure reducing valve.

Bevorzugt wird die Temperatur des die Niederdruckstufe durchströmenden Dampfes an einer Position vor den beheizten Leitschaufeln erfasst. Basierend auf dieser Ist-Temperatur des im Schaufelpfad strömenden Dampfes kann ebenfalls der Druck des den Leitschaufeln zwecks Beheizung zugeführten Dampfes geregelt werden. Ziel der Regelung ist es den Druck so einzuregeln, dass zwischen der dazugehörigen Sattdampftemperatur und der gemessenen Dampftemperatur im Schaufelpfad die beschriebenen 50 bis 70K liegen, um eine optimale Verdampfung von Kondensat auf der Leitschaufel zu gewährleisten.Preferably, the temperature of the vapor flowing through the low pressure stage is detected at a position in front of the heated guide vanes. Based on this actual temperature of the steam flowing in the blade path, the pressure of the steam supplied to the guide vanes for heating can likewise be regulated. The aim of the control is to regulate the pressure so that the described 50 to 70K lie between the associated saturated steam temperature and the measured steam temperature in the blade path in order to ensure optimum evaporation of condensate on the guide blade.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Dampfturbine der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass es den Druck des von der Hochdruckstufe und/oder von der Mitteldruckstufe durch die Heizdampfleitung zu den Leitschaufeln der Niederdruckstufe strömenden Dampfes auf einen vom Massenstrom unabhängigen Soll-Druck regelt, wobei das Druckminderungsventil bevorzugt pneumatisch oder elektrisch betätigt und regelbar ist.Furthermore, the present invention provides a steam turbine of the type mentioned above, which is characterized in that it regulates the pressure of the steam flowing from the high-pressure stage and / or the medium-pressure stage through the heating steam line to the vanes of the low-pressure stage to a desired pressure independent of the mass flow , wherein the pressure reducing valve is preferably pneumatically or electrically operated and controllable.

Bevorzugt ist in der Heizdampfleitung stromabwärts des Druckminderungsventils eine Druckmesseinrichtung vorgesehen. Preferably, a pressure measuring device is provided in the heating steam line downstream of the pressure reducing valve.

Vorteilhaft ist zusätzlich oder alternativ in der Niederdruckstufe an einer Position vor den beheizten Leitschaufeln eine die Temperatur des die Niederdruckstufe durchströmenden Dampfes erfassende Temperaturmesseinrichtung vorgesehen.Advantageously, in addition to or alternatively in the low-pressure stage at a position in front of the heated guide vanes, a temperature of the low-pressure stage of the flowing steam detected temperature measuring device is provided.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäßen Dampfturbine und eines Verfahrens zum Betreiben derselben unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich, die schematisch eine Dampfturbine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a steam turbine according to the present invention and a method of operating the same with reference to the accompanying drawing which schematically shows a steam turbine according to an embodiment of the present invention.

Die Dampfturbine 1 umfasst als Hauptkomponenten eine Hochdruckstufe 2, eine Mitteldruckstufe 3, eine Niederdruckstufe 4, eine Welle 5, die sich durch sämtliche der genannten Stufen hindurch erstreckt, und einen Generator 6, der über ein Getriebe 7 mit der Welle 5 verbunden ist. Die Hochdruckstufe 2, die Mitteldruckstufe 3 und die Niederdruckstufe 4 umfassen jeweils statorseitig angeordnete Leitschaufeln 8 und an der Welle 5 befestigte Laufschaufeln 9, auch wenn in der Zeichnung nur Leitschaufeln 8 und Laufschaufeln 9 der Niederdruckstufe 3 schematisch dargestellt sind. Die Leitschaufeln 8 und die Laufschaufeln 9 sind in axialer Richtung in bekannter Weise jeweils abwechselnd in Form von Schaufelkränzen vorgesehen. Zu der Hochdruckstufe 2 führt eine Frischdampfleitung 10, über welche die Hochdruckstufe 2 mit Frischdampf aus einem nicht näher dargestellten Dampferzeuger versorgt wird. Die Hochdruckstufe 2 und die Mitteldruckstufe 3 sind ebenso wie die die Mitteldruckstufe 3 und die Niederdruckstufe 4 jeweils über eine Dampfleitung 11, 12 miteinander verbunden. Der aus der Niederdruckstufe 4 austretende Dampf wird über eine Dampfauslassleitung 13 angeführt.The steam turbine 1 comprises as main components a high-pressure stage 2 , a medium-pressure stage 3 , a low-pressure stage 4 , a wave 5 extending through all of said steps, and a generator 6 that has a gearbox 7 with the wave 5 connected is. The high pressure stage 2 , the medium pressure stage 3 and the low pressure stage 4 each comprise stator vanes arranged on the stator side 8th and on the wave 5 fixed blades 9 even if in the drawing only vanes 8th and blades 9 the low pressure stage 3 are shown schematically. The vanes 8th and the blades 9 are each provided in the axial direction in a known manner alternately in the form of blade rings. To the high pressure stage 2 leads a live steam line 10 about which the high pressure stage 2 is supplied with live steam from a steam generator, not shown. The high pressure stage 2 and the medium pressure stage 3 are as well as the medium pressure stage 3 and the low pressure stage 4 each via a steam line 11 . 12 connected with each other. The from the low pressure stage 4 Exiting steam is via a steam outlet pipe 13 cited.

Zur Beheizung der Leitschaufeln 8 der Niederdruckstufe 4 ist eine Heizdampfleitung 14 vorgesehen, die vorliegend von der Dampfleitung 12 abzweigt, die dich zwischen der Mitteldruckstufe 3 und der Niederdruckstufe 4 erstreckt, und sich dann zu den einzelnen zu beheizenden Leitschaufeln 8 verzweigt. In der Heizdampfleitung 14 ist ein Druckminderungsventil 15 vorgesehen, das derart ausgelegt und eingerichtet ist, dass der Druck des den Leitschaufeln 8 der Niederdruckstufe 4 zur Beheizung zugeführten Dampfes auf einen massenstromunabhängigen Soll-Druck reduziert wird. Das Druckminderungsventil 15 ist vorliegend regelbar und fremdbetätigt ausgeführt, beispielsweise pneumatisch oder elektrisch fremdbetätigt. Die Regelung erfolgt basierend auf den Messwerten einer unmittelbar stromabwärts des Druckminderventils 15 vorgesehenen Druckmesseinrichtung 16 unter Einsatz einer Steuerung 17 derart, dass der über das Druckminderungsventil 15 einzustellende Druck im Wesentlichen konstant ist.For heating the vanes 8th the low pressure stage 4 is a heating steam pipe 14 provided, the present of the steam line 12 Branches off the intermediate pressure stage 3 and the low pressure stage 4 extends, and then to the individual to be heated vanes 8th branched. In the heating steam line 14 is a pressure reducing valve 15 provided, which is designed and arranged such that the pressure of the guide vanes 8th the low pressure stage 4 for heating supplied steam is reduced to a mass flow independent target pressure. The pressure reducing valve 15 is presently regulated and operated externally operated, for example pneumatically or electrically externally operated. The regulation is based on the measured values of an immediately downstream of the pressure reducing valve 15 provided pressure measuring device 16 using a controller 17 such that the over the pressure reducing valve 15 to be set pressure is substantially constant.

Während des Betriebs wird der Hochdruckstufe 2 über die Frischdampfleitung 10 kontinuierlich Frischdampf zugeführt, der in bekannter Weise in der Hochdruckstufe 2, der Mitteldruckstufe 3 und der Niederdruckstufe 4 entspannt wird und die Dampfturbine 1 bei Drücken im Bereich von 50 bis 100 bar über die Dampfauslassleitung 13 verlässt. Über die Leitschaufeln 8 und die Laufschaufeln 9 wird die thermische und kinetische Energie des Dampfes durch Antreiben der Welle 5 in mechanische Energie gewandelt. Die Drehbewegung der Welle 5 wird über das Getriebe 7 auf den Generator 6 übertragen, der die mechanische Energie wiederum in elektrische Energie wandelt.During operation, the high pressure stage 2 over the main steam line 10 fed continuously live steam, in a known manner in the high-pressure stage 2 , the medium pressure stage 3 and the low pressure stage 4 is relaxed and the steam turbine 1 at pressures in the range of 50 to 100 bar via the steam outlet line 13 leaves. Over the vanes 8th and the blades 9 The thermal and kinetic energy of the steam is generated by driving the shaft 5 converted into mechanical energy. The rotational movement of the shaft 5 is about the gearbox 7 on the generator 6 transferred, which in turn converts the mechanical energy into electrical energy.

Der Druck des die Mitteldruckstufe 3 über die Dampfleitung 12 verlassenden Dampfes wird in der Heizdampfleitung 14 unter Einsatz des Druckminderungsventils 15 auf einen vorbestimmten Soll-Druck gedrosselt, so dass den Leitschaufeln 8 der Niederdruckstufe 4 stets Heizdampf mit einem konstanten Druck von 2 bar zugeführt wird. Der Soll-Druck ist derart gewählt, dass die Temperatur der beheizten Leitschaufeln 50 bis 70 K, insbesondere 55 bis 65 K oberhalb der Kondensationstemperatur des die beheizten Leitschaufeln passierenden Dampfes liegt. Hierfür ist sicherzustellen, dass der Druck des die Mitteldruckstufe 3 über die Dampfleitung 12 verlassenden Dampfes bei allen Betriebspunkten, bei denen die Dampfturbine 1 betrieben wird, stets oberhalb des Soll-Druckes liegt. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann der Heizdampf auch an einer anderen Stelle entnommen werden, wie beispielsweise an einer Position der Mitteldruckstufe 3, die sich stromaufwärts der in der Zeichnung eingezeichneten Position befindet, oder aber auch an einer Position der Hochdruckstufe 2. Der Ist-Druck des das Druckminderungsventil 15 verlassenden Dampfes wird von der Druckmesseinrichtung 16 erfasst. Sollte Abweichungen des Ist-Druckes vom vorbestimmten Soll-Druck festgestellt werden, so wird das Druckminderungsventil 15 über die Steuerung 17 entsprechend geregelt. Die Heizdampfleitung 14 und das Druckminderungsventil 16 sind vorliegend derart ausgelegt, dass dem Druckminderungsventil 16 ein für alle Lastfälle ausreichender Dampfmassenstrom zur Verfügung steht. Der tatsächlich in die Leitschaufeln eingeleitete Dampfmassenstrom ergibt sich dann aus dem für die Beheizung notwendigen Wärmestrom bei optimaler Temperaturdifferenz in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastfall.The pressure of the medium-pressure stage 3 over the steam line 12 leaving steam is in the heating steam line 14 using the pressure reducing valve 15 throttled to a predetermined target pressure, leaving the vanes 8th the low pressure stage 4 always heating steam at a constant pressure of 2 bar is supplied. The desired pressure is selected such that the temperature of the heated guide vanes is 50 to 70 K, in particular 55 to 65 K above the condensation temperature of the steam passing through the heated vanes. To do this, ensure that the pressure of the medium pressure stage 3 over the steam line 12 leaving steam at all operating points where the steam turbine 1 is operated, always above the target pressure is. If this is not the case, then the heating steam can also be removed at another point, such as at a position of the medium-pressure stage 3 , which is located upstream of the position shown in the drawing, or even at a position of the high-pressure stage 2 , The actual pressure of the pressure reducing valve 15 leaving steam is from the pressure measuring device 16 detected. Should deviations of the actual pressure from the predetermined desired pressure be detected, then the pressure reducing valve 15 about the controller 17 regulated accordingly. The heating steam line 14 and the pressure reducing valve 16 are here designed such that the pressure reducing valve 16 a sufficient for all load cases steam mass flow is available. The steam mass flow actually introduced into the guide vanes then results from the heat flow necessary for the heating with optimum temperature difference as a function of the respective load case.

Durch die Beheizung der Leitschaufeln 8 mit dem Heizdampf wird die Tropfenschlagerosion der Leitschaufeln 9 eliminiert. Dank der Anordnung des Druckminderungsventils 15 in der Heizdampfleitung 14 werden ferner durch unterschiedliche Maschinenlasten und/oder Fernwärmeentnahmen verursachte Druck- und Temperaturschwankungen des Heizdampfes und die hiermit einhergehenden Nachteile verhindert, wie beispielsweise das Auftreten des Leidenfrost-Effektes, eine übermäßige thermische Beanspruchung der Leitschaufeln 8, etc., wodurch eine lange Lebensdauer der Leitschaufeln 8 und der Laufschaufeln 9 gewährleistet und eine energetisch optimale Fahrweise erreicht wird.By heating the vanes 8th with the heating steam is the drop impact erosion of the vanes 9 eliminated. Thanks to the arrangement of the pressure reducing valve 15 in the heating steam line 14 Furthermore, caused by different machine loads and / or district heating withdrawals pressure and temperature fluctuations of the heating steam and the associated disadvantages are prevented, such as the occurrence of the Leidenfrost effect, excessive thermal stress on the vanes 8th , etc., ensuring a long life of the vanes 8th and the blades 9 guaranteed and an energetically optimal driving is achieved.

Alternativ oder zusätzlich kann in der Niederdruckstufe 4 an einer Position unmittelbar stromaufwärts der beheizten Leitschaufeln 8 eine Temperaturmesseinrichtung 18 vorgesehen sein, welche die Temperatur des die Leitschaufeln 8 passierenden Dampfes erfasst. Diese Ist-Temperatur des Dampfes kann ebenfalls zur Regelung des Heizdampfdruckes unter Einsatz des Druckminderungsventils 15 herangezogen werden. Vorteilhaft besteht hier die Möglichkeit direkt die optimale Temperaturdifferenz zwischen der Sattdampftemperatur in der Leitschaufel und der gemessenen Dampftemperatur über der Leitschaufelwand einzustellen. Somit ist eine optimale Verdampfung des Kondensatfilms und damit eine optimale Schutzwirkung vor Tropfenschlagerosion gewährleistet.Alternatively or additionally, in the low pressure stage 4 at a position immediately upstream of the heated vanes 8th a temperature measuring device 18 be provided, which is the temperature of the vanes 8th detected passing steam. This actual temperature of the steam can also be used to control the heating steam pressure using the pressure reducing valve 15 be used. Advantageously, here it is possible to set directly the optimum temperature difference between the saturated steam temperature in the vane and the measured steam temperature over the vane wall. Thus, an optimal evaporation of the condensate film and thus an optimal protective effect against droplet erosion is guaranteed.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So können beispielsweise die Hochdruckstufe 2 und die Mitteldruckstufe 3 auch zu einer gemeinsamen Hochdruck-Mitteldruckstufe zusammengefasst werden, wie es bei vielen bekannten Dampfturbinendesigns der Fall ist. Ebenso kann bei einigen Anwendungen auf das Getriebe 7 verzichtet werden.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. For example, the high-pressure stage 2 and the medium pressure stage 3 also combined to form a common high-pressure medium-pressure stage, as is the case with many known steam turbine designs. Similarly, in some applications on the gearbox 7 be waived.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine (1), die eine Hochdruckstufe (2), eine Mitteldruckstufe (3) und eine Niederdruckstufe (4) aufweist, wobei Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) aus der Hochdruckstufe (2) und/oder der Mitteldruckstufe (3) entnommener Dampf zugeführt wird, um die Leitschaufeln (8) zu beheizen, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des den Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) zur Beheizung zugeführten Dampfes unter Einsatz eines regelbaren Druckminderungsventils (15) auf einen vom Massenstrom unabhängigen Soll-Druck geregelt wird.Method for operating a steam turbine (1), which has a high pressure stage (2), a medium pressure stage (3) and a low pressure stage (4), wherein guide vanes (8) of the low pressure stage (4) from the high pressure stage (2) and / or the medium pressure stage (3) supplied steam is supplied to heat the guide vanes (8), characterized in that the pressure of the guide vanes (8) of the low-pressure stage (4) for heating supplied steam using a controllable pressure reducing valve (15) on one of the mass flow independent target pressure is regulated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeposition des zur Beheizung der Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) verwendeten Dampfes derart gewählt ist, dass der Druck des entnommenen Dampfes unabhängig von dem Betriebspunkt der Dampfturbine (1) stets höher als der vorbestimmte Druck ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the removal position of the steam used for heating the guide vanes (8) of the low-pressure stage (4) is selected such that the pressure of the extracted steam is always higher than the predetermined pressure regardless of the operating point of the steam turbine (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des den Leitschaufeln (8) zugeführten Dampfes an einer Position zwischen dem Druckminderungsventil (15) und den beheizten Leitschaufeln (8) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure of the steam supplied to the guide vanes (8) is detected at a position between the pressure reducing valve (15) and the heated guide vanes (8). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des die Niederdruckstufe (4) durchströmenden Dampfes an einer Position vor den beheizten Leitschaufeln (8) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the low-pressure stage (4) flowing through the steam at a position in front of the heated guide vanes (8) is detected. Dampfturbine (1), die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist, umfassend eine Hochdruckstufe (2), eine Mitteldruckstufe (3), eine Niederdruckstufe (4), eine Heizdampfleitung (14), welche die Hochdruckstufe (2) und/oder die Mitteldruckstufe (3) mit Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) zwecks Beheizung der Leitschaufeln (8) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizdampfleitung (14) ein regelbares Druckminderungsventil (15) vorgesehen ist, das derart ausgelegt und geregelt ist, dass es den Druck des von der Hochdruckstufe (2) und/oder von der Mitteldruckstufe (3) durch die Heizdampfleitung (14) zu den Leitschaufeln (8) der Niederdruckstufe (4) strömenden Dampfes auf einen vom Massenstrom unabhängigen Soll-Druck regelt.Steam turbine (1), which is designed in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising a high pressure stage (2), a medium pressure stage (3), a low pressure stage (4), a heating steam line (14) which controls the high pressure stage (2) and / or the medium-pressure stage (3) with guide vanes (8) of the low-pressure stage (4) for heating the guide vanes (8) connects, characterized in that in the heating steam line (14) a controllable pressure reducing valve (15) is provided, which is designed and It is regulated that the pressure of the steam flowing from the high-pressure stage (2) and / or from the medium-pressure stage (3) through the heating steam line (14) to the guide vanes (8) of the low-pressure stage (4) to a desired pressure independent of the mass flow regulates. Dampfturbine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckminderungsventil (15) pneumatisch oder elektrisch betätigt ist.Steam turbine (1) after Claim 5 , characterized in that the pressure reducing valve (15) is pneumatically or electrically operated. Dampfturbine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizdampfleitung (14) stromabwärts des Druckminderungsventils (15) ein Druckmesseinrichtung vorgesehen ist.Steam turbine (1) after Claim 5 or 6 , characterized in that in the heating steam line (14) downstream of the pressure reducing valve (15), a pressure measuring device is provided. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Niederdruckstufe (4) an einer Position vor den beheizten Leitschaufeln (8) eine die Temperatur des die Niederdruckstufe (4) durchströmenden Dampfes erfassende Temperaturmesseinrichtung vorgesehen ist.Steam turbine after one of the Claims 5 to 7 , characterized in that in the low-pressure stage (4) at a position in front of the heated guide vanes (8) a temperature of the low-pressure stage (4) flowing through the steam detected temperature measuring device is provided.
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