EP2942493A1 - Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes - Google Patents

Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes Download PDF

Info

Publication number
EP2942493A1
EP2942493A1 EP14167157.8A EP14167157A EP2942493A1 EP 2942493 A1 EP2942493 A1 EP 2942493A1 EP 14167157 A EP14167157 A EP 14167157A EP 2942493 A1 EP2942493 A1 EP 2942493A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
pressure turbine
pressure
turbine
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14167157.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Leu
Martin Ophey
Klaus Rothe
David Veltmann
Kai Brune
Matthias Heue
Rudolf PÖTTER
Michael Schütz
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP14167157.8A priority Critical patent/EP2942493A1/de
Priority to BR112016025215A priority patent/BR112016025215A2/pt
Priority to KR1020167033771A priority patent/KR20160148013A/ko
Priority to US15/306,545 priority patent/US10167742B2/en
Priority to EP15716068.0A priority patent/EP3111059B1/de
Priority to CN201580023915.7A priority patent/CN106255807B/zh
Priority to PCT/EP2015/058308 priority patent/WO2015169562A1/de
Priority to JP2016566684A priority patent/JP6685237B2/ja
Priority to RU2016147413A priority patent/RU2653617C1/ru
Publication of EP2942493A1 publication Critical patent/EP2942493A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating
    • 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
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/04—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines with dump valves to by-pass stages

Definitions

  • the present invention relates to a steam cycle for a power plant and a method for operating a steam cycle.
  • the starting line In order to convert steam turbines from the prior art of starting operation or idling in the power operation, the starting line is closed. Closing the starting line is necessary because the mass flow of the steam, which is supplied to the condenser via the starting line, is not available for cooling the intermediate superheating.
  • the pressure at the outlet from the high-pressure turbine increases and thus the outlet temperature the high-pressure turbine.
  • An impermissible temperature increase after closing the starting line can be prevented by a simultaneous increase in the mass flow through the high-pressure turbine.
  • Too fast closing of the starting line leads to pressure fluctuations in the water / steam cycle, which can lead to a turbine short circuit.
  • the object of the invention is to make the start-up process "smoother" and more fluid and thus lower the load on the components.
  • the controller for closing the starting valve and the controller for opening the live steam valves are integrated in a common module.
  • the common controller can control the opening of the live steam valves and the closing of the starting valve.
  • a further advantageous development is that in a line section between the high-pressure turbine and the reheater a check device is provided which prevents backflow of the steam in the direction of the high-pressure turbine.
  • a check-back device reliably ensures that in no operating state steam flows back from the reheater into the high-pressure turbine and possibly favors a turbine quick-closing.
  • a particularly simple and effective check device is a check valve.
  • a further advantageous development consists in that, at least in sections, a further line is arranged parallel to the starting line, which likewise connects the high-pressure turbine or the exhaust-steam region to the condenser.
  • An inventive development of the method is that the pressure of the steam prior to entry into the high-pressure turbine, in particular in a blading space of the high-pressure turbine, time-delayed and ramped raised. By gradually increasing the pressure, the mass flow through the high pressure turbine can be easily controlled.
  • a further advantageous development is that an increase in the pressure of the steam before entering the high-pressure turbine, in particular before entering the blading space, takes place at a defined position of the starting valve.
  • a defined position of the starting valve which partially closes the starting line, can limit the mass flow through the starting line and thus be used as a further controlled variable.
  • an opening of the live steam valves can be controlled via the increase in the desired pressure value at a pressure limiting regulator before entry into the high-pressure turbine or into the blading space.
  • Fig. 1 shows a steam cycle 10 with a high pressure turbine 12, a medium pressure turbine 50 and a low pressure turbine 60.
  • the turbines (12,50,60) are arranged on a common shaft, which is coupled to a generator, not shown.
  • the steam circuit 10 further includes a steam generator 30, a condenser 40 and a feed pump 70.
  • the steam generator 30 is connected via a first line 17 to the high-pressure turbine 12, wherein the first line 17 live steam valves 14,15 are arranged, via which a steam supply the steam generator 30 can be prevented.
  • the main steam valve 14 acts as a live steam quick-closing valve and the main steam valve 15 as a main steam control valve.
  • a pressure limiting controller 29 is arranged, via which the mass flow of steam from the steam generator 30 to the high-pressure turbine 12 can be limited.
  • the high-pressure turbine 12 is followed in the flow direction of the steam, a Abdampf Suite 13, which is supplied with steam leaving the high-pressure turbine 12 at the outlet.
  • the exhaust steam region 13 is connected to a reheater 20 via a line section 18, in which a non-return valve 19 is arranged.
  • the reheater 20 is arranged via a line 37, in the main steam valves 38,39 for shut-off or regulation of the steam supply, connected to the medium pressure turbine 50.
  • the reheater 20 is further connected via a line 35 to the condenser 40, wherein in the line 35, a medium-pressure Umleitstation 36 is arranged downstream with Abspritz worn 33, with which the pressure supply of the medium-pressure turbine 50 can be controlled.
  • the steam generator 30 is further connected via a line 21, in which a high-pressure Umleitstation 22 and a sprayer 55 are arranged, with the reheater 20.
  • the exhaust steam region 13 is connected to the condenser 40 via a starting line 23, 25.
  • a starting valve 27 and a spraying device 34 are arranged in the starting line 25.
  • the starting valve 27 can be regulated via a controller 26 and can be partially opened between the positions "completely open” and "completely closed” at least in discrete intermediate stages. Alternatively, a completely controllable starting valve 27 would be possible.
  • a discharge line 28 is arranged parallel to the starting line 25, which also opens into the condenser 40.
  • the drain line can be opened via a drain valve 24.
  • the steam generator 30 is connected via a line 52 to the low-pressure turbine 60, wherein in the line 52, a control valve 53 is arranged, which controls the steam supply into the low-pressure turbine 60.
  • the medium-pressure turbine 50 is connected via a line 51 to the low-pressure turbine 60, wherein the line 52 opens into the conduit 51.
  • a line 54 leads to the condenser 40, which in turn is connected via a line 41 to the feed pump 70.
  • the feed pump 70 is connected via a line 42 to the steam generator 30.
  • the steam generator 30 is supplied via the pressure-increasing feed pump 70 and the line 42 with water.
  • the water is evaporated and overheated.
  • This steam is over the first line 17 of the high-pressure turbine 12 is supplied, wherein the steam is partially relaxed.
  • the steam is again supplied with energy in the reheater 20, which it delivers via the medium-pressure turbine 50 and the low-pressure turbine 60.
  • the expanded steam then condenses in the condenser 40 and is returned via the line 41 as water to the steam generator 30, whereby the circuit is closed.
  • water can be supplied to the steam in the lines 21, 25 and 28 in order to lower the temperature of the steam when entering the condenser 40 or into the reheater 20.
  • a controller 26 is provided which opens the starting valve 27 in response to temperature, pressure and speed of the high-pressure turbine 12.
  • the corresponding sensors for detecting the rotational speed are not shown, but can easily on the shaft, which carries the turbine stages 12,50,60 and is connected to the generator, are arranged.
  • the sensors for detecting the temperature and the pressure are expediently arranged prior to entry into the blading chamber of the high-pressure turbine 12 or at the outlet of the high-pressure turbine 12 or in the exhaust steam region 13.
  • Fig. 2 a flow chart for starting a steam cycle with a steam turbine is shown.
  • a starting process of the steam turbine 12, 50, 60 is started.
  • the steam turbine 12, 50, 60 is accelerated by complete opening of the live steam quick-closing valves 14, 38 and subsequent opening of the live steam valves 15, 39.
  • the starting line 25 is opened by opening the starting valve 27 and the pressure limiting controller 29 is switched on.
  • a heating-up speed is achieved and the steam turbine 12,50,60 is further accelerated to rated speed.
  • the power of the steam turbine 12,50,60 is further increased until a mass flow of steam through the high-pressure turbine 12 without pressure limiting controller 29 would be so large that when the Anfahrtechnisch 25 an evaporating temperature after the high-pressure turbine 12 is barely allowed .
  • the closing operation of the starting valve 27 for closing the starting line 25 begins. From a defined position of the starting valve 27, a pressure setpoint value of the pressure limiting controller 29 becomes in the subsequent method steps [170], [171], [172], [173] time-delayed and ramped and raised at a certain speed. This results in a defined opening of the live steam valves 15,39. This process continues until the mass flow of steam through the high pressure turbine 12 has exceeded a threshold.
  • the starting line 25 or the starting valve 27 is completely closed and the steam turbine 12, 50, 60 is transferred into the power mode.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wasserdampfkreislauf (10) für ein Kraftwerk, sowie ein Verfahren zum Betrieb, insbesondere zum Anfahren, eines Wasserdampfkreislaufes (10). Dabei weist der Wasserdampfkreislauf (10) eine Hochdruckturbine (12), einen Kondensator (40) sowie einen Dampferzeuger (30) auf. Der Dampferzeuger (30) ist über eine erste Leitung (17) mit der Hochdruckturbine (12) verbunden. In Strömungsrichtung des Dampfes zwischen Dampferzeuger (30) und Hochdruckturbine (12) sind Frischdampfschnellschlussventile (14) und Frischdampfregelventile (15) zur Versorgung der Hochdruckturbine (12) angeordnet. In Strömungsrichtung des Dampfes ist hinter der Hochdruckturbine (12) eine Anfahrleitung (23,25) angeordnet, welche einen Abdampfbereich (13) hinter der Hochdruckturbine (12) mit dem Kondensator (40) verbindet. Es ist mindestens ein Regler (26,29) vorgesehen, welcher in Abhängigkeit von Drehzahl, einer Temperatur und Lastzustand der Hochdruckturbine (12) ein Schließen eines Anfahrventils (27) zum Verschließen der Anfahrleitung (25) und ein Öffnen der Frischdampfventile (15) regelt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserdampfkreislauf für ein Kraftwerk sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufs.
  • Beim Anfahren einer Dampfturbine kann es im Abdampfbereich der Hochdruckturbine zu unzulässig hohen Temperaturen kommen, wenn die Dampfturbine unter Schwachlast bzw. im Leerlauf betrieben wird und nur eine geringe bzw. gar keine elektrische Leistung in das Verbrauchernetz eingespeist wird. Um die Temperatur abzusenken, sind potenziell zwei Maßnahmen denkbar:
    1. 1.) Ein Absenken des Gegendrucks der Hochdruckturbine
    2. 2.) Eine Steigerung des Massenstroms durch die Hochdruckturbine
  • Eine Steigerung des Massenstroms ist jedoch im Anfahrbetrieb, bei Schwachlast bzw. im Leerlauf nicht möglich, da eine Erhöhung des Massenstroms zu einer Steigerung der Turbinenleistung führen würde. Daher ist bei aus dem Stand der Technik bekannten Dampfturbinen für den Anfahrbetrieb eine sogenannte Anfahrleitung vorgesehen, welche einen Bereich hinter der Hochdruckturbine (auch als Abdampfraum bezeichnet) mit dem Kondensator der Dampfturbine verbindet und dadurch ein Absenken des Gegendrucks der Hochdruckturbine ermöglicht.
  • Um Dampfturbinen aus dem Stand der Technik von Anfahrbetrieb bzw. Leerlauf in den Leistungsbetrieb zu überführen, wird die Anfahrleitung geschlossen. Ein Schließen der Anfahrleitung ist notwendig, weil der Massenstrom des Dampfes, der über die Anfahrleitung dem Kondensator zugeführt wird, nicht zur Kühlung der Zwischenüberhitzung zur Verfügung steht.
    Beim Schließen der Anfahrleitung steigt der Druck am Austritt aus der Hochdruckturbine und damit die Austrittstemperatur der Hochdruckturbine. Ein unzulässiger Temperaturanstieg nach Schließen der Anfahrleitung kann durch eine gleichzeitige Steigerung des Massenstroms durch die Hochdruckturbine verhindert werden.
  • Dabei führt ein zu schnelles Schließen der Anfahrleitung zu Druckschwankungen im Wasser-/Dampfkreislauf, was bis zu einem Turbinenschnellschluss führen kann.
  • Eine zu langsame Steigerung des Massenstroms durch die Hochdruckturbine während des Schließens der Anfahrleitung führt zu unzulässig hohen Temperaturen im Abdampfbereich hinter der Hochdruckturbine.
  • Die beiden genannten Anforderungen bedingen eine optimale Abstimmung von Schließen der Anfahrleitung und Öffnen der Frischdampfventile, um einerseits den Massenstrom des Dampfes über die Frischdampfventile schnell steigern zu können und damit die Temperatur niedrig zu halten, und andererseits den Massenstrom über die Anfahrleitung zu begrenzen, damit die Zwischenüberhitzung ausreichend versorgt ist und eine sogenannte Hochdruckumleitstation den Frischdampfdruck ausregeln kann.
  • Bislang wurde diese Aufgabe durch ein schnelles Schließen der Anfahrleitung und eine Vorsteuerung auf die Hochdruckumleitstation gelöst. Diese Vorgehensweise führt jedoch zu starken Transienten der Temperatur im Abdampfbereich der Hochdruckturbine sowie starken Transienten beim Massenstrom in der Turbine, in der Frischdampfleitung sowie in der Leitung zur Zwischenüberhitzung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Anfahrprozess "sanfter" und fließender zu gestalten und somit die Belastung für die Bauteile abzusenken.
  • Der erfindungsgemäße Wasserdampfkreislauf gemäß Anspruch 1 sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Wasserdampfkreislaufs nach Anspruch 8 bieten gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein Regler vorgesehen ist, welcher ein Schließen des Ventils zum Versperren der Anfahrleitung und ein Öffnen der Frischdampfventile derart regelt, dass
    1. 1.) Die Abdampftemperatur hinter der Hochdruckturbine stets innerhalb der zulässigen Grenzen bleibt.
    2. 2.) Die Anforderungen an die Hochdruck-Umleitstation nicht erhöht werden.
    3. 3.) Der Zwischenüberhitzer stets hinreichend mit Dampf versorgt wird.
    4. 4.) Der Wasser-/Dampfkreislauf nur geringen Massenstromschwankungen unterliegt.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Dampfturbine sowie des Verfahrens zum Betrieb einer Dampfturbine möglich.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Wasserdampfkreislaufs besteht darin, dass der Regler zum Schließen des Anfahrventils und der Regler zum Öffnen der Frischdampfventile in einem gemeinsamen Modul integriert sind. In Abhängigkeit der Betriebsgrößen "Druck", "Temperatur" und "Drehzahl", welche über entsprechende Sensoren erfasst werden, kann der gemeinsame Regler das Öffnen der Frischdampfventile und das Schließen des Anfahrventils steuern.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Anfahrleitung zwischen der Hochdruckturbine und dem Zwischenüberhitzer entspringt und in den Kondensator mündet. Damit stellt die Anfahrleitung eine direkte Verbindung des Abdampfbereichs mit dem Kondensator sicher, so dass der Dampf aus dem Abdampfbereich ohne weitere Zwischenelemente abgeführt werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass in einem Leitungsabschnitt zwischen der Hochdruckturbine und dem Zwischenüberhitzer eine Rückschlageinrichtung vorgesehen ist, welche ein Rückströmen des Dampfes in Richtung Hochdruckturbine verhindert. Eine solche Rückschlageinrichtung stellt zuverlässig sicher, dass in keinem Betriebszustand Dampf aus dem Zwischenüberhitzer in die Hochdruckturbine zurückströmt und ggf. einen Turbinenschnellschluss begünstigt. Eine besonders einfache und wirksame Rückschlageinrichtung stellt eine Rückschlagklappe dar.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass zumindest abschnittsweise parallel zu der Anfahrleitung eine weitere Leitung angeordnet ist, welche ebenfalls die Hochdruckturbine bzw. den Abdampfbereich mit dem Kondensator verbindet.
  • Eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass der Druck des Dampfes vor Eintritt in die Hochdruckturbine, insbesondere in einen Beschaufelungsraum der Hochdruckturbine, zeitverzögert und rampenförmig angehoben wird. Durch eine stufenweise Anhebung des Drucks kann der Massenstrom durch die Hochdruckturbine einfach geregelt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass eine Erhöhung des Drucks des Dampfes vor Eintritt in die Hochdruckturbine, insbesondere vor Eintritt in den Beschaufelungsraum, bei einer definierten Stellung des Anfahrventils erfolgt. Eine definierte Stellung des Anfahrventils, welche die Anfahrleitung teilweise verschließt, kann den Massestrom durch die Anfahrleitung begrenzen und somit als weitere Regelgröße genutzt werden.
    Alternativ oder zusätzlich kann über die Erhöhung des Druck-Sollwertes an einem Druckbegrenzungsregler vor Eintritt in die Hochdruckturbine bzw. in den Beschaufelungsraum ein Öffnen der Frischdampfventile gesteuert werden. Durch ein definiertes Öffnen der Frischdampfventile bei gleichzeitig definierter Stellung des Anfahrventils kann der Massenstrom durch die Hochdruckturbine genauer geregelt werden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampfturbine sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb, insbesondere zum Anfahren, einer solchen Dampfturbine anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wasserdampfkreislaufs.
    Fig. 2
    zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Wasserdampfkreislaufs.
  • Fig. 1 zeigt eine Wasserdampfkreislauf 10 mit einer Hochdruckturbine 12, einer Mitteldruckturbine 50 und einer Niederdruckturbine 60. Die Turbinen (12,50,60) sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, welche an einen nicht dargestellten Generator gekoppelt ist. Der Wasserdampfkreislauf 10 umfasst ferner einen Dampferzeuger 30, einen Kondensator 40 und eine Speisepumpe 70. Der Dampferzeuger 30 ist über eine erste Leitung 17 mit der Hochdruckturbine 12 verbunden, wobei an der ersten Leitung 17 Frischdampfventile 14,15 angeordnet sind, über welche eine Dampfzufuhr aus dem Dampferzeuger 30 unterbunden werden kann. Dabei wirkt das Frischdampfventil 14 als ein Frischdampfschnellschlussventil und das Frischdampfventil 15 als Frischdampfregelventil. An dem Frischdampfregelventil 15 ist ein Druckbegrenzungsregler 29 angeordnet, über welchen der Massenstrom des Dampfes aus dem Dampferzeuger 30 zur Hochdruckturbine 12 begrenzt werden kann. Der Hochdruckturbine 12 ist in Strömungsrichtung des Dampfes ein Abdampfbereich 13 nachgeschaltet, welcher mit Dampf versorgt wird, der die Hochdruckturbine 12 am Auslass verlässt. Der Abdampfbereich 13 ist über einen Leitungsabschnitt 18, in welchem eine Rückschlagklappe 19 angeordnet ist, mit einem Zwischenüberhitzer 20 verbunden. Der Zwischenüberhitzer 20 ist über eine Leitung 37, in der Frischdampfventile 38,39 zur Absperrung bzw. Regelung der Dampfversorgung angeordnet sind, mit der Mitteldruckturbine 50 verbunden. Der Zwischenüberhitzer 20 ist ferner über eine Leitung 35 mit dem Kondensator 40 verbunden, wobei in der Leitung 35 eine Mitteldruck-Umleitstation 36 mit nachgeschalteter Abspritzeinrichtung 33 angeordnet ist, mit der die Druckversorgung der Mitteldruckturbine 50 geregelt werden kann.
  • Der Dampferzeuger 30 ist ferner über eine Leitung 21, in der eine Hochdruck-Umleitstation 22 sowie eine Abspritzeinrichtung 55 angeordnet sind, mit dem Zwischenüberhitzer 20 verbunden. Der Abdampfbereich 13 ist über eine Anfahrleitung 23,25 mit dem Kondensator 40 verbunden. Dabei sind in der Anfahrleitung 25 ein Anfahrventil 27 und eine Abspritzeinrichtung 34 angeordnet. Das Anfahrventil 27 ist über einen Regler 26 regelbar und kann zwischen den Positionen "komplett geöffnet" und "komplett geschlossen" zumindest in diskreten Zwischenstufen teilweise geöffnet werden. Alternativ wäre auch ein vollständig regelbares Anfahrventil 27 möglich. Zusätzlich ist parallel zu der Anfahrleitung 25 eine Entleerungsleitung 28 angeordnet, welche ebenfalls in den Kondensator 40 mündet. Die Entleerungsleitung kann über ein Entleerungsventil 24 geöffnet werden.
  • Der Dampferzeuger 30 ist über eine Leitung 52 mit der Niederdruckturbine 60 verbunden, wobei in der Leitung 52 eine Regelklappe 53 angeordnet ist, welche die Dampfzufuhr in die Niederdruckturbine 60 steuert. Die Mitteldruckturbine 50 ist über eine Leitung 51 mit der Niederdruckturbine 60 verbunden, wobei die Leitung 52 in die Leitung 51 mündet. Von der Niederdruckturbine 60 führt eine Leitung 54 zum Kondensator 40, der seinerseits über eine Leitung 41 mit der Speisepumpe 70 verbunden ist. Die Speisepumpe 70 ist über eine Leitung 42 mit dem Dampferzeuger 30 verbunden.
  • Im Betrieb des Wasserdampfkreislaufes 10 wird der Dampfererzeuger 30 über die druckaufbauende Speisepumpe 70 und die Leitung 42 mit Wasser versorgt. Im Dampferzeuger 30 wird das Wasser verdampft und überhitzt. Dieser Dampf wird über die erste Leitung 17 der Hochdruckturbine 12 zugeführt, wobei sich der Dampf teilweise entspannt. Dem Dampf wird im Zwischenüberhitzer 20 nochmal Energie zugeführt, welche er über die Mitteldruckturbine 50 und die Niederdruckturbine 60 abgibt. Der entspannte Dampf kondensiert dann im Kondensator 40 und wird über die Leitung 41 wieder als Wasser dem Dampferzeuger 30 zugeführt, womit der Kreislauf geschlossen ist.
  • Über die jeweiligen Abspritzeinrichtungen 33,34,55 kann dem Dampf in den Leitungen 21, 25 und 28 Wasser zugeführt werden, um die Temperatur des Dampfes beim Eintritt in den Kondensator 40 bzw. in den Zwischenüberhitzer 20 abzusenken. An dem Anfahrventil 27 ist ein Regler 26 vorgesehen, welcher das Anfahrventil 27 in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und Drehzahl der Hochdruckturbine 12 öffnet. Die entsprechenden Sensoren zur Erfassung der Drehzahl sind nicht dargestellt, können aber einfach an der Welle, welche die Turbinenstufen 12,50,60 trägt und mit dem Generator verbunden ist, angeordnet werden.
    Die Sensoren zur Erfassung der Temperatur und des Drucks werden sinnvollerweise vor dem Eintritt in den Beschaufelungsraum der Hochdruckturbine 12 bzw. am Ausgang der Hochdruckturbine 12 oder im Abdampfbereich 13 angeordnet.
  • In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm zum Anfahren einer eines Wasserdampfkreislaufs mit einer Dampfturbine dargestellt.
  • Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt [100] damit begonnen, einen Anfahrvorgang der Dampfturbine 12,50,60 zu starten. In einem weiteren Verfahrensschritt [110] wird die Dampfturbine 12,50,60 durch vollständiges Öffnen der Frischdampfschnellschlussventile 14,38 und anschließendes Öffnen der Frischdampfventile 15,39 beschleunigt. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt [120] wird die Anfahrleitung 25 durch Öffnen des Anfahrventils 27 geöffnet und der Druckbegrenzungsregler 29 eingeschaltet. Im nächsten Verfahrensschritt [130] wird eine Anwärmdrehzahl erreicht und die Dampfturbine 12,50,60 weiter auf Nenndrehzahl beschleunigt. Im folgenden Verfahrensschritt [140] erfolgen der Betrieb der Dampfturbine im Leerlauf und die Synchronisation mit dem Stromnetz. Im nächsten Verfahrensschritt [150] wird die Leistung der Dampfturbine 12,50,60 weiter gesteigert, bis ein Massenstrom des Dampfes über die Hochdruckturbine 12 ohne Druckbegrenzungsregler 29 so groß wäre, dass bei geschlossener Anfahrleitung 25 eine Abdampftemperatur nach der Hochdruckturbine 12 gerade noch zulässig ist. Im nachfolgenden Verfahrensschritt [160] beginnt der Schließvorgang des Anfahrventils 27 zum Verschließen der Anfahrleitung 25. Ab einer definierten Position des Anfahrventils 27 wird in den nachfolgenden Verfahrensschritten [170],[171],[172],[173] ein Drucksollwert des Druckbegrenzungsreglers 29 zeitverzögert und rampenförmig und mit einer bestimmten Geschwindigkeit angehoben. Dadurch erfolgt ein definiertes Öffnen der Frischdampfventile 15,39. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der Massenstrom des Dampfes durch die Hochdruckturbine 12 einen Schwellenwert überschritten hat. In einem abschließenden Verfahrensschritt [180] wird die Anfahrleitung 25 bzw. das Anfahrventil 27 komplett geschlossen und die Dampfturbine 12,50,60 in den Leistungsbetrieb überführt.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

  1. Wasserdampfkreislauf (10) für ein Kraftwerk, mit einer Hochdruckturbine (12), einem Kondensator (40) sowie einem Dampferzeuger (30),
    wobei der Dampferzeuger(30) über eine erste Leitung (17) mit der Hochdruckturbine (12) verbunden ist,
    wobei in Strömungsrichtung des Dampfes zwischen Dampferzeuger (30) und Hochdruckturbine (12) mindestens ein Frischdampfventil (15) angeordnet ist, und
    wobei in Strömungsrichtung des Dampfes nach der Hochdruckturbine (12) eine Anfahrleitung (23,25) angeordnet ist, welche einen Abdampfbereich (13) hinter der Hochdruckturbine (12) mit dem Kondensator (40) verbindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens ein Regler (26,29) vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Hochdruckturbine (12) ein Schließen eines Anfahrventils (27) zum Verschließen der Anfahrleitung (25) und ein Öffnen des mindestens einen Frischdampfventils (15) regelt.
  2. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Betriebsparameter der Hochdruckturbine eine Drehzahl, eine Temperatur, insbesondere der Temperatur im Abdampfbereich (13),ein Druck und/oder ein Lastzustand der Hochdruckturbine (12) sind.
  3. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regler (26,29) in einem gemeinsamen Modul integriert sind.
  4. Wasserdampfkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen der Hochdruckturbine (12) und einer weiteren Turbinenstufe (50,60) ein Zwischenüberhitzer (20) vorgesehen ist.
  5. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anfahrleitung (23,25) zwischen der Hochdruckturbine (12) und dem Zwischenüberhitzer (20) entspringt und in den Kondensator (40) mündet.
  6. Wasserdampfkreislauf nach Anspruch 4,
    dass in einem Leitungsabschnitt (18) zwischen der Hochdruckturbine (12) und dem Zwischenüberhitzer (20) eine Rückschlageinrichtung (19), insbesondere eine Rückschlagklappe, vorgesehen ist, welche ein Rückströmen des Dampfes in Richtung Hochdruckturbine (12) verhindert.
  7. Wasserdampfkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest abschnittsweise parallel zu der Anfahrleitung (23,25) eine weitere Leitung (28), insbesondere eine Leitung zum Entleeren der Hochdruckturbine (12), angeordnet ist, welche ebenfalls die Hochdruckturbine (12) mit dem Kondensator (40) verbindet.
  8. Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Anfahren, eines Wasserdampfkreislaufs (10) mit einer Hochdruckturbine (12), einem Kondensator (40) sowie einem Dampferzeuger (30), umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte:
    • Beginn des Anfahrvorgangs der Dampfturbine (12,50,60) [100]
    • Beschleunigen der Dampfturbine (12,50,60) durch Öffnen von Frischdampfventilen (15) [110]
    • Öffnen einer Anfahrleitung (25) und Einschalten eines Druckbegrenzungsreglers (29) [120]
    • Beschleunigen der Dampfturbine (12,50,60) auf Nenndrehzahl [130]
    • Betrieb der Dampfturbine (12,50,60) im Leerlauf und Synchronisation mit dem Stromnetz [140]
    • Leistungssteigerung der Dampfturbine (12,50,60), bis ein Massenstrom des Dampfes über die Hochdruckturbine (12) ohne Druckbegrenzungsregler (29) bei geschlossener Anfahrleitung so groß wäre, dass eine Abdampftemperatur in der Hochdruckturbine (12) unterhalb eines Schwellenwertes abgesenkt wird [150]
    • Beginn des Schließvorgangs der Anfahrleitung (25) durch Schließen eines Anfahrventils (27) [160]
    • Geregeltes Anheben des Drucks vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) durch den Druckbegrenzungsregler (29) [170]
    • Abschluss des Schließvorgangs der Anfahrleitung (25) durch vollständiges Schließen des Anfahrventils (27) und Übergang der Dampfturbine (12,50,60) in den Leistungsbetrieb [180].
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    wobei der Druck vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) zeitverzögert und rampenförmig angehoben wird [171].
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    wobei eine Erhöhung des Drucks vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) bei einer definierten Stellung des Anfahrventils (27) erfolgt ([72].
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    wobei über die Erhöhung eines Druck-Sollwerts am Druckbegrenzungsregler (29) vor Eintritt in die Hochdruckturbine (12) ein Öffnen der Frischdampfventile (15) gesteuert wird [173].
EP14167157.8A 2014-05-06 2014-05-06 Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes Withdrawn EP2942493A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14167157.8A EP2942493A1 (de) 2014-05-06 2014-05-06 Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes
BR112016025215A BR112016025215A2 (pt) 2014-05-06 2015-04-16 ciclo de vapor de água, e método para operação de um ciclo de vapor de água
KR1020167033771A KR20160148013A (ko) 2014-05-06 2015-04-16 물 증기 회로 및 물 증기 회로 작동 방법
US15/306,545 US10167742B2 (en) 2014-05-06 2015-04-16 Steam cycle, and method for operating a steam cycle
EP15716068.0A EP3111059B1 (de) 2014-05-06 2015-04-16 Wasserdampfkreislauf sowie ein verfahren zum betreiben eines wasserdampfkreislaufes
CN201580023915.7A CN106255807B (zh) 2014-05-06 2015-04-16 水蒸气回路以及用于运行水蒸气回路的方法
PCT/EP2015/058308 WO2015169562A1 (de) 2014-05-06 2015-04-16 Wasserdampfkreislauf sowie ein verfahren zum betreiben eines wasserdampfkreislaufes
JP2016566684A JP6685237B2 (ja) 2014-05-06 2015-04-16 水蒸気サイクル及び水蒸気サイクルの運転方法
RU2016147413A RU2653617C1 (ru) 2014-05-06 2015-04-16 Контур циркуляции водяного пара и способ эксплуатации контура циркуляции водяного пара

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14167157.8A EP2942493A1 (de) 2014-05-06 2014-05-06 Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2942493A1 true EP2942493A1 (de) 2015-11-11

Family

ID=50687279

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14167157.8A Withdrawn EP2942493A1 (de) 2014-05-06 2014-05-06 Wasserdampfkreislauf sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Wasserdampfkreislaufes
EP15716068.0A Active EP3111059B1 (de) 2014-05-06 2015-04-16 Wasserdampfkreislauf sowie ein verfahren zum betreiben eines wasserdampfkreislaufes

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15716068.0A Active EP3111059B1 (de) 2014-05-06 2015-04-16 Wasserdampfkreislauf sowie ein verfahren zum betreiben eines wasserdampfkreislaufes

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10167742B2 (de)
EP (2) EP2942493A1 (de)
JP (1) JP6685237B2 (de)
KR (1) KR20160148013A (de)
CN (1) CN106255807B (de)
BR (1) BR112016025215A2 (de)
RU (1) RU2653617C1 (de)
WO (1) WO2015169562A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3444449A1 (de) * 2017-08-18 2019-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Anlage mit umleitstation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576008A (en) * 1984-01-11 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Turbine protection system for bypass operation
US4693086A (en) * 1984-10-15 1987-09-15 Hitachi, Ltd. Steam turbine plant having a turbine bypass system
US5435138A (en) * 1994-02-14 1995-07-25 Westinghouse Electric Corp. Reduction in turbine/boiler thermal stress during bypass operation
WO2013031121A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 株式会社 東芝 蒸気タービンプラントおよびその運転方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4691086A (en) 1986-04-03 1987-09-01 Indak Manufacturing Corp. Pushbutton electrical switch having a flairing contactor loosely rotatable on a spring-biased eyelet
US5473898A (en) * 1995-02-01 1995-12-12 Westinghouse Electric Corporation Method and apparatus for warming a steam turbine in a combined cycle power plant
RU35374U1 (ru) * 2003-10-16 2004-01-10 Открытое акционерное общество "Ленинградский Металлический завод" Устройство пуска энергоблока теплоэлектростанций
US8484975B2 (en) * 2008-02-05 2013-07-16 General Electric Company Apparatus and method for start-up of a power plant
US7987675B2 (en) * 2008-10-30 2011-08-02 General Electric Company Provision for rapid warming of steam piping of a power plant
JP5221443B2 (ja) * 2009-05-08 2013-06-26 株式会社東芝 一軸型複合サイクル発電プラントの起動方法および一軸型複合サイクル発電プラント
US8783043B2 (en) * 2009-07-15 2014-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Method for removal of entrained gas in a combined cycle power generation system
EP2503112A1 (de) * 2011-03-24 2012-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum schnellen Zuschalten eines Dampferzeugers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576008A (en) * 1984-01-11 1986-03-18 Westinghouse Electric Corp. Turbine protection system for bypass operation
US4693086A (en) * 1984-10-15 1987-09-15 Hitachi, Ltd. Steam turbine plant having a turbine bypass system
US5435138A (en) * 1994-02-14 1995-07-25 Westinghouse Electric Corp. Reduction in turbine/boiler thermal stress during bypass operation
WO2013031121A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 株式会社 東芝 蒸気タービンプラントおよびその運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106255807B (zh) 2018-02-23
WO2015169562A1 (de) 2015-11-12
CN106255807A (zh) 2016-12-21
JP6685237B2 (ja) 2020-04-22
EP3111059A1 (de) 2017-01-04
US10167742B2 (en) 2019-01-01
EP3111059B1 (de) 2020-03-25
RU2653617C1 (ru) 2018-05-11
US20170044935A1 (en) 2017-02-16
JP2017521591A (ja) 2017-08-03
KR20160148013A (ko) 2016-12-23
BR112016025215A2 (pt) 2017-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1288761B1 (de) Verfahren zur Regelung eines Niederdruckbypassystems
DE2934340C2 (de) Verfahren zum Abschalten und Wiederanfahren einer kombinierten Gas - Dampfkraftanlage
EP2480762A1 (de) Kraftwerksanlage mit überlast-regelventil
DE102010001118A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Dampfkraftanlage
DE102008055545A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Hochfahren eines Kombinationszyklus-Stromerzeugungssystems
DE112015001364T5 (de) Kombianlage, Verfahren zur Steuerung derselben und Vorrichtung für die Steuerung derselben
EP1241323A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Dampfkraftanlage sowie Dampfkraftanlage
DE112019002484T5 (de) Dampfturbinenanlage und kühlverfahren für diese
WO2010020595A2 (de) Gasturbine und verfahren zu deren betrieb
EP2606205A2 (de) Dampfturbine mit zwischenüberhitzung
EP2644840A1 (de) Dampfturbinensystem und Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine
EP3111059B1 (de) Wasserdampfkreislauf sowie ein verfahren zum betreiben eines wasserdampfkreislaufes
EP2556218B1 (de) Verfahren zum schnellen zuschalten eines dampferzeugers
DE102010040623A1 (de) Verfahren zur Regelung einer kurzfristigen Leistungserhöhung einer Dampfturbine
EP3510256B1 (de) Verfahren zum betreiben eines gud-kraftwerks
DE602005003913T2 (de) Kombikraftwerk mit Dampfturbinen- und Gasturbinengruppen
DE102021106814A1 (de) Turbinenabwärmerückgewinnungsexpander mit passiven verfahren für systemflusssteuerung
EP3280884B1 (de) Verfahren zum abkühlen einer dampfturbine
WO2009016029A2 (de) Anfahren einer dampfturbine
DE102013226551A1 (de) Regeleinrichtung und Verfahren umfassend eine Dampfturbine
EP3204621B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur regelung eines dampfmassenstroms bei einer dampfturbine
DE3249437C2 (de) Verfahren zum Verändern der Turbinen-Ausgangsleistung in einer Turbinenanlage mit einem Dampf mit überkritischem Druck liefernden Dampferzeuger
EP3183436A1 (de) Verfahren zur verkürzung des anfahrvorgangs einer dampfturbine
WO2015135772A1 (de) Dampfkraftanlage mit dampferzeuger umfassend eine trommeldruckhaltearmatur
EP3444449A1 (de) Anlage mit umleitstation

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160512