EP2918796A1 - Steam power plant with steam generator comprising a drum pressure vessel regulator - Google Patents

Steam power plant with steam generator comprising a drum pressure vessel regulator Download PDF

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EP2918796A1
EP2918796A1 EP14159495.2A EP14159495A EP2918796A1 EP 2918796 A1 EP2918796 A1 EP 2918796A1 EP 14159495 A EP14159495 A EP 14159495A EP 2918796 A1 EP2918796 A1 EP 2918796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
drum
pressure
power plant
turbine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14159495.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen HAVEMANN
Matthias Heue
Özgür Korkmaz
Heinz Lötters
Norbert Pieper
Stefan Riemann
Gerta Zimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP14159495.2A priority Critical patent/EP2918796A1/en
Priority to PCT/EP2015/054234 priority patent/WO2015135772A1/en
Publication of EP2918796A1 publication Critical patent/EP2918796A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/42—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices
    • F22B37/44—Applications, arrangements, or dispositions of alarm or automatic safety devices of safety valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting

Definitions

  • the invention relates to a steam power plant comprising a steam turbine and a steam generator with a drum and a steam line from the drum to the steam turbine, wherein the steam line has a drum pressure holding armature.
  • Steam power plants essentially comprise a steam turbine consisting of several partial turbines. Usually, such steam turbines are divided into a high-pressure turbine section, medium-pressure turbine section and low-pressure turbine section and optionally manufactured as separate components. In addition, designs are known in which the high-pressure part and the medium-pressure part are arranged in a common housing. There are also designs known in which the medium-pressure part and the low-pressure part are arranged in a common housing.
  • a steam power plant usually comprises a steam generator, which is essentially characterized by numerous lines and a drum.
  • the drum is essentially designed to separate steam and water.
  • From the steam generator lines are arranged to inlet openings of the steam turbine, wherein in the steam lines usually a Schnell gleich- and a control valve are arranged. This applies in particular to the lines to the high-pressure turbine sections and medium-pressure turbine sections.
  • the steam from the medium-pressure turbine section will finally be released via the low-pressure turbine section.
  • additional steam from the steam generator is fed into the low-pressure turbine section (3-pressure process).
  • This additional steam line comprises a quick-closing member and an actuator, which in some embodiments is designed as a flap.
  • the quick-acting members are opened and the actuators regulate the inflow of steam to the respective turbine part.
  • the steam supply must be interrupted suddenly, which means that the high-pressure quick-closing valve and the medium-pressure quick-closing valve abruptly closes as the quick-closing member located in the additional steam line.
  • the fittings in the area of the steam generator are not used to protect the steam turbine. So also not the drum pressure holding valve on the low-pressure Zudampftrommel.
  • This drum pressure holding valve is used inter alia to increase the exhaust gas temperature of the heat recovery steam generator during low load operation and combustion of fuel with increased sulfur content. Thus, the formation of sulfuric acid is prevented by dew point below in the boiler outlet area.
  • the invention has set itself the task of offering a total cost-optimized steam power plant.
  • a steam power plant comprising a steam turbine and a steam generator with a drum and a steam line from the drum to the steam turbine, wherein the steam line has a drum pressure holding, wherein the drum pressure holding valve is designed such that it is closed in case of failure.
  • the drum pressure holding device is thus additionally transferred a procedural task to close sufficiently quickly and safely at overspeed of the steam turbine. It uses a solution that meets the functional safety requirements for the entire safety lifecycle, such as redundancy, probability of failure, and periodic testing. As a result of this additional assumption of function of the drum pressure holding fitting, it is possible to dispense with the quick-closing flap of the steam turbine in the low-pressure Zudampf ein and, moreover, the drainage between the quick-closing flap and the control valve flap. The manufacturing, assembly, commissioning and maintenance costs for the steam turbine thereby decreases and leads to a cost savings. The double shut-off is also achieved by the Zudampf valve together with the drum pressure holding valve.
  • the drum pressure holding armature is coupled to a drum control system, wherein in the event of an error the control system receives a signal to the drum pressure holding armature and the drum pressure holding armature closes.
  • the drum control system is coupled to a steam turbine protection system.
  • a steam turbine protection system in the case of an overspeed whose signal comes from the steam turbine protection system, can be on the drum control system transfer and achieve a fast closing of the steam supply.
  • the drum control system is designed such that in the event of detection of an overspeed of the steam turbine, a signal for closing the drum pressure holding valve takes place.
  • the drum is designed as a low-pressure drum.
  • the steam power plant is designed for a CCG-3-pressure-process or CCG-2-pressure-process.
  • the steam line is fluidically coupled to a low-pressure turbine part.
  • the steam generator has a low-pressure drum and a high-pressure drum.
  • FIG. 1 shows a steam power plant 1 according to the prior art.
  • a steam power plant 1 is characterized a steam generator 2 and a steam turbine 3 from.
  • the steam turbine 3 comprises a combined high-pressure turbine section 3a and a medium-pressure turbine section 3b, which are arranged in a common housing and a low-pressure turbine section 3c.
  • the steam generator 2 has a heater unit 4a, which generates live steam via a live steam line 5 to the high-pressure turbine section 3a.
  • the live steam flows through a high-pressure quick-action valve 6 and a high-pressure control valve 7 and from there into the high-pressure turbine part 3a.
  • the steam flows from the cold part of the reheater 8 to a medium-pressure heater 4b.
  • the medium-pressure heater 4b the steam is brought back to a higher temperature and fed from there via a medium-pressure line 9 and a medium-pressure quick-acting valve 10 and a medium-pressure control valve 11 to the medium-pressure turbine section 3b.
  • the steam passes via an overflow line 12 to an inlet of the low-pressure turbine section 3c.
  • the vapor relaxes further and passes via discharge lines 13 to a condenser 14 and from there via a pump 15 and a return line 16 to the steam generator 2 back.
  • the condenser 14 the steam condenses to water and is fed via the return line 16 and the pump 15 to the steam generator 2 and converted there again to steam.
  • the steam power plant 1 comprises a low-pressure inflow line 17 in which a low-pressure quick-closing flap 18 and a low-pressure flap 19 are arranged.
  • a low-pressure heater unit 4c is formed, which opens into a drum, not shown, and is connected from there via a drum pressure holding valve 20 with the low pressure turbine part 3c.
  • the drum pressure holding valve 20 is intended to maintain the pressure in the low-pressure inflow line 17 at a constant pressure.
  • the high-pressure quick-closing valves 6, medium-pressure quick-closing valves 10 and the low-pressure control valves 19 are opened.
  • close the aforementioned organs abruptly and block the inflow of steam to the steam turbine.
  • the drum pressure holding valve 20 therefore assumes no task to hedge the steam turbine.
  • FIG. 2 a steam power plant 1 is shown with a change according to the invention.
  • the difference to the steam power plant 1 according to FIG. 1 is that the drum pressure holding valve 20 is now used to hedge the steam turbine and takes over a quick-closing task in addition to the control task.
  • the required procedural redundancy on the low-pressure Zudampfnote which were previously realized by the components 18 and 19, achieved by the inclusion of the drum pressure holding valve 20 to the low-pressure Zudampftrommel the heat recovery steam generator in the hedging concept of the steam turbine 3.
  • the drum pressure holding valve 20 "fail safe" must be executed closing and be controlled by the steam turbine protection system.
  • the drum pressure holding valve 20 provides redundancy to the low pressure steam exhaust valve.
  • the drum pressure holding valve 20 is formed with a drum control system 21, which in turn is signal coupled to a steam turbine protection system (not shown).
  • the low-pressure flip-flop 18 can disappear completely, which is in the FIG. 2 is shown.
  • the drum control system detects an overspeed, a signal is forwarded to the drum pressure holding armature for closing.
  • the steam power plant is for a GuD-3-pressure-process or GuD-2-pressure process formed.
  • the steam generator 2 has a high-pressure drum, not shown.
  • the drum pressure holding valve 20 is placed close enough to the steam turbine 3. This ensures that not too much steam in the steam turbine 3 is emptied in faulty staying open the Zudampfklappe from the steam accumulator between the pressure holding valve and Zudampfklappe and the speed increases unacceptably.
  • the drum pressure holding valve 20 is thus still placed close enough to the waste heat steam generator. As a result, the entire Zudampftechnisch need not be designed for a higher pressure level.
  • the elimination of the low-pressure quick-release flap 18 total costs are saved and reduces the manufacturing, assembly, commissioning and maintenance of the steam turbine.
  • the drum pressure holding valve 20 is controlled both by the pressure control of the AHDE and via separate inputs multi-channel in quiescent current from the steam turbine protection system. The protection control has priority over the control function.
  • This solution according to the invention can be used for all steam turbines in which steam is passed through a shut-off valve to the steam turbine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampfkraftanlage (1) umfassend eine Dampfturbine (3) und einen Dampferzeuger (2), wobei im Dampferzeuger (2) eine Trommel ausgebildet ist sowie ein Trommeldruckhalteventil (20), das zur Regelung des Druckes ausgebildet ist, wobei das Trommeldruckhalteventil (20) nunmehr neben der Regelungsfunktion auch eine Schnellschlussfunktion im Störfall übernimmt und beispielsweise bei einer Überdrehzahl ein Signal erhält und dadurch ein schnelles Schließen der Dampfzufuhr möglich ist.The invention relates to a steam power plant (1) comprising a steam turbine (3) and a steam generator (2), wherein a drum is formed in the steam generator (2) and a drum pressure holding valve (20), which is designed to control the pressure, wherein the drum pressure holding valve ( 20) now in addition to the control function and a quick-closing function takes over in case of failure and, for example, receives an overspeed signal and thereby a rapid closing of the steam supply is possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfkraftanlage umfassend eine Dampfturbine und einen Dampferzeuger mit einer Trommel sowie einer Dampfleitung von der Trommel zur Dampfturbine, wobei die Dampfleitung eine Trommeldruckhaltearmatur aufweist.The invention relates to a steam power plant comprising a steam turbine and a steam generator with a drum and a steam line from the drum to the steam turbine, wherein the steam line has a drum pressure holding armature.

Dampfkraftanlagen umfassen im Wesentlichen eine aus mehreren Teilturbinen bestehende Dampfturbine. Üblicherweise werden solche Dampfturbinen in eine Hochdruck-Teilturbine, Mitteldruck-Teilturbine und Niederdruck-Teilturbine eingeteilt und gegebenenfalls als separate Bauteile gefertigt. Darüber hinaus sind Bauformen bekannt, bei der der Hochdruck-Teil und der Mitteldruck-Teil in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Es sind ebenfalls Bauformen bekannt, bei der der Mitteldruck-Teil und der Niederdruck-Teil in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.Steam power plants essentially comprise a steam turbine consisting of several partial turbines. Usually, such steam turbines are divided into a high-pressure turbine section, medium-pressure turbine section and low-pressure turbine section and optionally manufactured as separate components. In addition, designs are known in which the high-pressure part and the medium-pressure part are arranged in a common housing. There are also designs known in which the medium-pressure part and the low-pressure part are arranged in a common housing.

Neben der Dampfturbine umfasst eine Dampfkraftanlage üblicherweise einen Dampferzeuger, der im Wesentlichen gekennzeichnet ist durch zahlreiche Leitungen und eine Trommel. Die Trommel ist im Wesentlichen dazu ausgebildet, Dampf und Wasser zu trennen. Von dem Dampferzeuger werden Leitungen zu Einlassöffnungen der Dampfturbine angeordnet, wobei in den Dampfleitungen üblicherweise ein Schnellschluss- und ein Stellventil angeordnet sind. Dies betrifft insbesondere die Leitungen zu den Hochdruck-Teilturbinen und Mitteldruck-Teilturbinen. Der Dampf aus der Mitteldruck-Teilturbine wird final über die Niederdruck-Teilturbine entspannt. Zudem wird in manchen Dampfkraftwerken zusätzlicher Dampf aus dem Dampferzeuger in die Niederdruck-Teilturbine eingespeist (3-Druck-Prozess). Diese zusätzliche Dampfleitung umfasst ein Schnellschlussorgan und ein Stellorgan, das in manchen Ausführungsformen als eine Klappe ausgebildet ist.In addition to the steam turbine, a steam power plant usually comprises a steam generator, which is essentially characterized by numerous lines and a drum. The drum is essentially designed to separate steam and water. From the steam generator lines are arranged to inlet openings of the steam turbine, wherein in the steam lines usually a Schnellschluss- and a control valve are arranged. This applies in particular to the lines to the high-pressure turbine sections and medium-pressure turbine sections. The steam from the medium-pressure turbine section will finally be released via the low-pressure turbine section. In addition, in some steam power plants, additional steam from the steam generator is fed into the low-pressure turbine section (3-pressure process). This additional steam line comprises a quick-closing member and an actuator, which in some embodiments is designed as a flap.

Im Normalbetrieb sind die Schnellschlussorgane geöffnet und die Stellorgane regeln den Zufluss des Dampfes zur jeweiligen Teilturbine. Im Falle eines Störfalles, zum Beispiel bei Erreichen einer Überdrehzahl, muss die Dampfzufuhr schlagartig unterbrochen werden, was dazu führt, dass das Hochdruck-Schnellschlussventil und das Mitteldruck-Schnellschlussventil schlagartig zuschließt so wie das in der zusätzlichen Dampfleitung befindliche Schnellschlussorgan.In normal operation, the quick-acting members are opened and the actuators regulate the inflow of steam to the respective turbine part. In the case of an accident, for example, when reaching an overspeed, the steam supply must be interrupted suddenly, which means that the high-pressure quick-closing valve and the medium-pressure quick-closing valve abruptly closes as the quick-closing member located in the additional steam line.

Die Armaturen im Bereich des Dampferzeugers, wie zum Beispiel die Trommeldruckhaltearmatur, werden nicht zur Absicherung der Dampfturbine verwendet. So auch nicht das Trommeldruckhalteventil an der Niederdruck-Zudampftrommel. Dieses Trommeldruckhalteventil wird unter anderem eingesetzt, um bei Schwachlastbetrieb und Verbrennung von Brennstoff mit erhöhtem Schwefelgehalt die Abgastemperatur des Abhitzedampferzeugers zu erhöhen. Damit wird die Bildung von Schwefelsäure durch Taupunktunterschreitung im Kesselaustrittsbereich verhindert.The fittings in the area of the steam generator, such as the drum pressure holding fitting, are not used to protect the steam turbine. So also not the drum pressure holding valve on the low-pressure Zudampftrommel. This drum pressure holding valve is used inter alia to increase the exhaust gas temperature of the heat recovery steam generator during low load operation and combustion of fuel with increased sulfur content. Thus, the formation of sulfuric acid is prevented by dew point below in the boiler outlet area.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine gesamtkostenoptimierte Dampfkraftanlage anzubieten.The invention has set itself the task of offering a total cost-optimized steam power plant.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dampfkraftanlage umfassend eine Dampfturbine und einen Dampferzeuger mit einer Trommel sowie einer Dampfleitung von der Trommel zur Dampfturbine, wobei die Dampfleitung eine Trommeldruckhaltearmatur aufweist, wobei die Trommeldruckhaltearmatur derart ausgebildet ist, dass dieser in einem Fehlerfall geschlossen ist.This object is achieved by a steam power plant comprising a steam turbine and a steam generator with a drum and a steam line from the drum to the steam turbine, wherein the steam line has a drum pressure holding, wherein the drum pressure holding valve is designed such that it is closed in case of failure.

Mit der Erfindung wird nunmehr vorgeschlagen, Armaturen im Bereich des Dampferzeugers zur Absicherung der Dampfturbine zu verwenden. Dazu kann eine in der zusätzlichen Dampfleitung befindliche Zudampf-Schnellschlussklappe gänzlich verschwinden. Die Aufgabe solch einer Zudampf-Schnellschlussklappe würde durch die Trommeldruckhaltearmatur übernommen werden. Dadurch verringern sich die Gesamtkosten einer solchen Dampfkraftanlage.With the invention it is now proposed to use valves in the area of the steam generator to secure the steam turbine. For this purpose, located in the additional steam line Zudampf quick-closing flap completely disappear. The task of such a Zudampf-Schnellschlussklappe would be taken over by the drum pressure holding fitting. This reduces the overall cost of such a steam power plant.

Der Trommeldruckhaltearmatur wird somit zusätzlich eine verfahrenstechnische Aufgabe übertragen, bei Überdrehzahl der Dampfturbine ausreichend schnell und sicher zu schließen. Dabei kommt eine Lösung zum Einsatz, welche die Anforderungen an die funktionale Sicherheit für den gesamten Sicherheitslebenszyklus, wie zum Beispiel Redundanz, Ausfallwahrscheinlichkeit und regelmäßige Prüfung erfüllt. Durch diese zusätzliche Funktionsübernahme der Trommeldruckhaltearmatur kann auf die Schnellschlussklappe der Dampfturbine in der Niederdruck-Zudampfleitung und darüber hinaus die Entwässerung zwischen der Schnellschlussklappe und Stellventilklappe verzichtet werden. Der Herstellungs-, Montage-, Inbetriebsetzungs- und Wartungsaufwand für die Dampfturbine sinkt dadurch und führt zu einer Kostenersparnis. Die Doppelabsperrung wird darüber hinaus durch die Zudampf-Stellklappe gemeinsam mit dem Trommeldruckhalteventil erzielt.The drum pressure holding device is thus additionally transferred a procedural task to close sufficiently quickly and safely at overspeed of the steam turbine. It uses a solution that meets the functional safety requirements for the entire safety lifecycle, such as redundancy, probability of failure, and periodic testing. As a result of this additional assumption of function of the drum pressure holding fitting, it is possible to dispense with the quick-closing flap of the steam turbine in the low-pressure Zudampfleitung and, moreover, the drainage between the quick-closing flap and the control valve flap. The manufacturing, assembly, commissioning and maintenance costs for the steam turbine thereby decreases and leads to a cost savings. The double shut-off is also achieved by the Zudampf valve together with the drum pressure holding valve.

Außerdem wird bei einer Benutzung von zwei Armaturen in der Zudampfleitung gegenüber bisher drei Armaturen die Ausfallwahrscheinlichkeit verringert, was zu einer verbesserten Anlagenverfügbarkeit führt.In addition, when using two valves in the Zudampfleitung compared to previously three valves, the probability of failure is reduced, resulting in improved system availability.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.In the dependent claims advantageous developments are given.

In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist die Trommeldruckhaltearmatur mit einem Trommelsteuersystem gekoppelt, wobei in einem Fehlerfall dem Steuersystem ein Signal zur Trommeldruckhaltearmatur geht und ein Schließen der Trommeldruckhaltearmatur erfolgt.In a first advantageous development, the drum pressure holding armature is coupled to a drum control system, wherein in the event of an error the control system receives a signal to the drum pressure holding armature and the drum pressure holding armature closes.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Trommel-Steuersystem mit einem Dampfturbinen-Schutzsystem gekoppelt. Somit lässt sich im Falle einer Überdrehzahl, dessen Signal vom Dampfturbinen-Schutzsystem kommt, auf das Trommel-Steuersystem übertragen und ein schnelles Schließen der Dampfzufuhr erreichen.In a further advantageous development, the drum control system is coupled to a steam turbine protection system. Thus, in the case of an overspeed whose signal comes from the steam turbine protection system, can be on the drum control system transfer and achieve a fast closing of the steam supply.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Trommel-Steuersystem derart ausgebildet, dass im Falle einer Detektion einer Überdrehzahl der Dampfturbine ein Signal zum Schließen der Trommeldruckhaltearmatur erfolgt.In a further advantageous embodiment, the drum control system is designed such that in the event of detection of an overspeed of the steam turbine, a signal for closing the drum pressure holding valve takes place.

Vorteilhafterweise ist die Trommel als eine Niederdrucktrommel ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Dampfkraftwerk für eine GuD-3-Druck-Prozess oder GuD-2-Druck-Prozess ausgebildet.Advantageously, the drum is designed as a low-pressure drum. In a further advantageous development, the steam power plant is designed for a CCG-3-pressure-process or CCG-2-pressure-process.

Vorteilhafterweise ist die Dampfleitung mit einer Niederdruck-Teilturbine strömungstechnisch gekoppelt.Advantageously, the steam line is fluidically coupled to a low-pressure turbine part.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Dampferzeuger eine Niederdruck-Trommel und eine Hochdruck-Trommel auf.In a further advantageous development, the steam generator has a low-pressure drum and a high-pressure drum.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele,, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in connection with the drawings.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment.

Es zeigen:

Figur 1
Dampfkraftanlage gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2
erfindungsgemäße Dampfkraftanlage.
Show it:
FIG. 1
Steam power plant according to the prior art,
FIG. 2
Steam power plant according to the invention.

Die Figur 1 zeigt eine Dampfkraftanlage 1 gemäß dem Stand der Technik. Solch eine Dampfkraftanlage 1 zeichnet sich durch einen Dampferzeuger 2 und einer Dampfturbine 3 aus. Die Dampfturbine 3 umfasst in diesem Fall eine kombinierte Hochdruck-Teilturbine 3a und eine Mitteldruck-Teilturbine 3b, die in einem gemeinsam Gehäuse angeordnet sind und eine Niederdruck-Teilturbine 3c.The FIG. 1 shows a steam power plant 1 according to the prior art. Such a steam power plant 1 is characterized a steam generator 2 and a steam turbine 3 from. In this case, the steam turbine 3 comprises a combined high-pressure turbine section 3a and a medium-pressure turbine section 3b, which are arranged in a common housing and a low-pressure turbine section 3c.

Der Dampferzeuger 2 weist eine Erhitzereinheit 4a auf, die über eine Frischdampfleitung 5 Frischdampf zur Hochdruck-Teilturbine 3a erzeugt. Der Frischdampf strömt durch ein Hochdruck-Schnellschlussventil 6 und ein Hochdruck-Stellventil 7 und von dort in die Hochdruck-Teilturbine 3a. Anschließend strömt der Dampf aus dem kalten Teil der Zwischenüberhitzung 8 zu einem Mitteldruck-Erhitzer 4b. Im Mitteldruck-Erhitzer 4b wird der Dampf wieder auf eine höhere Temperatur gebracht und von dort über eine Mitteldruck-Leitung 9 und einem Mitteldruck-Schnellschlussventil 10 und einem Mitteldruck-Stellventil 11 zur Mitteldruck-Teilturbine 3b geführt.The steam generator 2 has a heater unit 4a, which generates live steam via a live steam line 5 to the high-pressure turbine section 3a. The live steam flows through a high-pressure quick-action valve 6 and a high-pressure control valve 7 and from there into the high-pressure turbine part 3a. Subsequently, the steam flows from the cold part of the reheater 8 to a medium-pressure heater 4b. In the medium-pressure heater 4b, the steam is brought back to a higher temperature and fed from there via a medium-pressure line 9 and a medium-pressure quick-acting valve 10 and a medium-pressure control valve 11 to the medium-pressure turbine section 3b.

Nachdem der Dampf durch die Mitteldruck-Teilturbine 3b strömt, gelangt der Dampf über eine Überströmleitung 12 zu einem Einlass der Niederdruck-Teilturbine 3c. In der Niederdruck-Teilturbine 3c entspannt sich der Dampf weiter und gelangt über Ausströmleitungen 13 zu einem Kondensator 14 und von dort über eine Pumpe 15 und einer Rückführleitung 16 zum Dampferzeuger 2 zurück. Im Kondensator 14 kondensiert der Dampf zu Wasser und wird über die Rückführleitung 16 und der Pumpe 15 zum Dampferzeuger 2 geführt und dort wieder zu Dampf umgewandelt.After the steam flows through the medium-pressure turbine section 3b, the steam passes via an overflow line 12 to an inlet of the low-pressure turbine section 3c. In the low-pressure turbine part 3c, the vapor relaxes further and passes via discharge lines 13 to a condenser 14 and from there via a pump 15 and a return line 16 to the steam generator 2 back. In the condenser 14, the steam condenses to water and is fed via the return line 16 and the pump 15 to the steam generator 2 and converted there again to steam.

Neben der Überströmleitung 12 umfasst die Dampfkraftanlage 1 eine Niederdruck-Zuströmleitung 17, in der eine Niederdruck-Schnellschlussklappe 18 und eine Niederdruck-Stellklappe 19 angeordnet sind. Im Dampferzeuger 2 ist eine Niederdruck-Erhitzereinheit 4c ausgebildet, die in eine nicht näher dargestellte Trommel mündet und von dort über ein Trommeldruckhalteventil 20 mit der Niederdruck-Teilturbine 3c verbunden ist.In addition to the overflow line 12, the steam power plant 1 comprises a low-pressure inflow line 17 in which a low-pressure quick-closing flap 18 and a low-pressure flap 19 are arranged. In the steam generator 2, a low-pressure heater unit 4c is formed, which opens into a drum, not shown, and is connected from there via a drum pressure holding valve 20 with the low pressure turbine part 3c.

Das Trommeldruckhalteventil 20 soll den Druck in der Niederdruck-Zuströmleitung 17 bei einem konstanten Druck halten. Im Normalbetrieb sind die Hochdruck-Schnellschlussventile 6, Mitteldruck-Schnellschlussventile 10 und die Niederdruck-Stellklappen 19 geöffnet. Im Falle eines Störfalls, beispielsweise bei einer Überdrehzahl, schließen die vorgenannten Organe schlagartig zu und sperren den Zufluss des Dampfes zur Dampfturbine 3.The drum pressure holding valve 20 is intended to maintain the pressure in the low-pressure inflow line 17 at a constant pressure. In normal operation, the high-pressure quick-closing valves 6, medium-pressure quick-closing valves 10 and the low-pressure control valves 19 are opened. In the case of an accident, for example in an overspeed, close the aforementioned organs abruptly and block the inflow of steam to the steam turbine. 3

Das Trommeldruckhalteventil 20 übernimmt daher keine Aufgabe zur Absicherung der Dampfturbine.The drum pressure holding valve 20 therefore assumes no task to hedge the steam turbine.

In der Figur 2 ist eine Dampfkraftanlage 1 mit einer erfindungsgemäßen Änderung dargestellt. Der Unterschied zur Dampfkraftanlage 1 gemäß Figur 1 besteht darin, dass das Trommeldruckhalteventil 20 nunmehr zur Absicherung der Dampfturbine verwendet wird und neben der Regelungsaufgabe eine Schnellschlussaufgabe übernimmt. Somit wird die erforderliche verfahrenstechnische Redundanz auf der Niederdruck-Zudampfstufe, die bisher durch die Komponenten 18 und 19 realisiert wurden, durch die Einbeziehung des Trommeldruckhalteventils 20 an der Niederdruck-Zudampftrommel des Abhitzedampferzeugers in das Absicherungskonzept der Dampfturbine 3 erzielt. Dazu muss das Trommeldruckhalteventil 20 "fail safe" schließend ausgeführt werden und vom Dampfturbinen-Schutzsystem angesteuert werden. In der gemäß Figur 2 dargestellten Ausführung stellt das Trommeldruckhalteventil 20 eine Redundanz zur Niederdruck-Zudampfklappe dar. Daher wird das Trommeldruckhalteventil 20 mit einem Trommelsteuersystem 21 ausgebildet, das wiederum mit einem Dampfturbinen-Schutzsystem (nicht dargestellt) signaltechnisch gekoppelt ist. Die Niederdruck-Schnellschlussklappe 18 kann gänzlich verschwinden, was in der Figur 2 dargestellt ist. In der Niederdruck-Zuströmleitung 17 bleiben lediglich das mit Absicherungsaufgaben erweiterte Trommeldruckhalteventil 20 und die Niederdruck-Stellklappe 19. Sofern das Trommel-Steuersystem eine Überdrehzahl detektiert, wird ein Signal zum Schließen an die Trommeldruckhaltearmatur weitergeleitet. Das Dampfkraftwerk ist für einen GuD-3-Druck-Prozess oder GuD-2-Druck-Prozess ausgebildet. Neben der Niederdruck-Trommel weist der Dampferzeuger 2 eine nicht näher dargestellte Hochdruck-Trommel auf.In the FIG. 2 a steam power plant 1 is shown with a change according to the invention. The difference to the steam power plant 1 according to FIG. 1 is that the drum pressure holding valve 20 is now used to hedge the steam turbine and takes over a quick-closing task in addition to the control task. Thus, the required procedural redundancy on the low-pressure Zudampfstufe, which were previously realized by the components 18 and 19, achieved by the inclusion of the drum pressure holding valve 20 to the low-pressure Zudampftrommel the heat recovery steam generator in the hedging concept of the steam turbine 3. For this purpose, the drum pressure holding valve 20 "fail safe" must be executed closing and be controlled by the steam turbine protection system. In accordance with FIG. 2 As shown, the drum pressure holding valve 20 provides redundancy to the low pressure steam exhaust valve. Thus, the drum pressure holding valve 20 is formed with a drum control system 21, which in turn is signal coupled to a steam turbine protection system (not shown). The low-pressure flip-flop 18 can disappear completely, which is in the FIG. 2 is shown. In the low-pressure inflow line 17, only the drum pressure-maintaining valve 20 extended with safety functions and the low-pressure damper 19 remain. If the drum control system detects an overspeed, a signal is forwarded to the drum pressure holding armature for closing. The steam power plant is for a GuD-3-pressure-process or GuD-2-pressure process formed. In addition to the low-pressure drum, the steam generator 2 has a high-pressure drum, not shown.

Das Trommeldruckhalteventil 20 wird nahe genug an der Dampfturbine 3 angeordnet. Damit wird erreicht, dass sich bei fehlerhaftem Offenbleiben der Zudampfklappe aus dem Dampfspeicher zwischen Druckhalteventil und Zudampfklappe nicht zu viel Dampf in die Dampfturbine 3 entleert und die Drehzahl dadurch unzulässig ansteigt. Das Trommeldruckhalteventil 20 wird damit immer noch nahe genug am Abhitze-Dampferzeuger angeordnet. Dadurch braucht nicht die gesamte Zudampfleitung für ein erhöhtes Druckniveau ausgelegt zu werden. Durch den Entfall der Niederdruck-Schnellschlussklappe 18 werden Gesamtkosten gespart sowie der Herstellungs-, Montage-, Inbetriebsetzungs- und Wartungsaufwand für die Dampfturbine verringert. Das Trommeldruckhalteventil 20 wird sowohl von der Druckregelung des AHDE angesteuert als auch über getrennte Eingänge mehrkanalig in Ruhestrom vom Dampfturbinen-Schutzsystem. Die Schutzansteuerung hat Priorität gegenüber der Regelungsfunktion.The drum pressure holding valve 20 is placed close enough to the steam turbine 3. This ensures that not too much steam in the steam turbine 3 is emptied in faulty staying open the Zudampfklappe from the steam accumulator between the pressure holding valve and Zudampfklappe and the speed increases unacceptably. The drum pressure holding valve 20 is thus still placed close enough to the waste heat steam generator. As a result, the entire Zudampfleitung need not be designed for a higher pressure level. The elimination of the low-pressure quick-release flap 18 total costs are saved and reduces the manufacturing, assembly, commissioning and maintenance of the steam turbine. The drum pressure holding valve 20 is controlled both by the pressure control of the AHDE and via separate inputs multi-channel in quiescent current from the steam turbine protection system. The protection control has priority over the control function.

Diese erfindungsgemäße Lösung kann für alle Dampfturbinen eingesetzt werden, bei denen Dampf über eine Absperrarmatur zur Dampfturbine geleitet wird.This solution according to the invention can be used for all steam turbines in which steam is passed through a shut-off valve to the steam turbine.

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 verfassen.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 writing the scope of the invention.

Claims (8)

Dampfkraftanlage (1)
umfassend eine Dampfturbine (3) und einen Dampferzeuger (2) mit einer Trommel sowie
einer Dampfleitung (5, 17) von der Trommel zur Dampfturbine (3),
wobei die Dampfleitung (5, 17) eine Trommeldruckhaltearmatur (20) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trommeldruckhaltearmatur (20) derart ausgebildet ist, dass diese in einem Fehlerfall geschlossen ist.Steam power plant (1)
comprising a steam turbine (3) and a steam generator (2) with a drum and
a steam line (5, 17) from the drum to the steam turbine (3),
the steam line (5, 17) having a drum pressure holding armature (20),
characterized in that
the drum pressure holding armature (20) is designed such that it is closed in the event of a fault. Dampfkraftanlage (1) nach Anspruch 1,
wobei die Trommeldruckhaltearmatur (29) mit einem Trommel-Steuersystem (21) gekoppelt ist,
wobei in einem Fehlerfall vom Trommel-Steuersystem (21) ein Signal zur Trommeldruckhaltearmatur (20) geht und ein Schließen der Trommeldruckhaltearmatur (20) erfolgt.Steam power plant (1) according to claim 1,
the drum pressure holding armature (29) being coupled to a drum control system (21),
wherein in the event of an error, the drum control system (21) sends a signal to the drum pressure holding armature (20) and closing the drum pressure retaining armature (20). Dampfkraftanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Trommel-Steuersystem (21) mit einem Dampfturbinen-Schutzsystem gekoppelt ist.Steam power plant (1) according to claim 1 or 2,
wherein the drum control system (21) is coupled to a steam turbine protection system. Dampfkraftanlage (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
wobei das Trommel-Steuersystem (21) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Detektion einer Überdrehzahl der Dampfturbine (3) ein Signal zum Schließen der Trommeldruckhaltearmatur (20) erfolgt.Steam power plant (1) according to claim 1, 2 or 3,
wherein the drum control system (21) is designed such that in the event of detection of an overspeed of the steam turbine (3), a signal for closing the drum pressure holding armature (20) takes place. Dampfkraftanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Trommel eine Niederdrucktrommel ist.Steam power plant (1) according to one of the preceding claims,
the drum being a low pressure drum. Dampfkraftanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Dampfkraftwerk für einen GuD-3-Druck-Prozess oder GuD-2-Druck-Prozess ausgebildet ist.Steam power plant (1) according to one of the preceding claims,
wherein the steam power plant is designed for a GuD-3-pressure-process or GuD-2-pressure-process. Dampfkraftanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Dampfleitung (5) mit einer Niederdruck-Teilturbine (3c) strömungstechnisch gekoppelt ist.Steam power plant (1) according to one of the preceding claims,
wherein the steam line (5) is fluidically coupled to a low pressure turbine part (3c). Dampfkraftanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Dampferzeuger (2) eine Niederdruck-Trommel und eine Hochdruck-Trommel aufweist.Steam power plant (1) according to one of the preceding claims,
wherein the steam generator (2) comprises a low pressure drum and a high pressure drum.
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