EP3249183A1 - Method for heating a valve - Google Patents
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- EP3249183A1 EP3249183A1 EP16170764.1A EP16170764A EP3249183A1 EP 3249183 A1 EP3249183 A1 EP 3249183A1 EP 16170764 A EP16170764 A EP 16170764A EP 3249183 A1 EP3249183 A1 EP 3249183A1
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
Definitions
- the invention relates to an arrangement comprising a steam line and arranged in the steam line control valve with a control valve opening, wherein the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, further comprising a arranged in the steam line quick-closing valve with a quick-closing valve opening, said Control valve and the quick-closing valve are connected in series.
- the invention further relates to a method for warming up a control valve, wherein the control valve is arranged in a steam line and the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, wherein in the steam line a quick-acting valve is arranged, wherein the quick-closing valve is formed that the quick-closing valve allows any intermediate position of the quick-release valve opening.
- control valves must be preheated during a start. This applies especially to the case of a so-called cold start, in which the outlet temperatures are relatively low before a start of the steam power plant.
- the control valves are preheated in such a way that the quick-acting valve is opened under steam, the quick-acting valve and the control valve being connected in series. The heating of the control valve via the condensation on the surface.
- the component voltages of the live steam control valve are not too large, they must be limited by the condensation temperature is limited.
- the live steam quick-closing valve which is opened to preheat the live steam control valve, only has either a complete-up or complete-to-function, the heating behavior of the control valve is coupled to the live steam pressure.
- the invention has set itself the task of simplifying the startup process of a power plant.
- an arrangement comprising a steam line and arranged in the steam line control valve with a control valve opening, wherein the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, further comprising a arranged in the steam line quick-closing valve with a quick-closing valve opening, wherein the control valve and the quick-acting valve are connected in series, wherein the quick-acting valve is designed such that the quick-closing valve allows any intermediate position of the quick-closing valve opening.
- the object is further achieved by a method for warming up a control valve, wherein the control valve is arranged in a steam line and the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, wherein in the steam line a quick-acting valve is arranged, wherein the quick-closing valve is formed such that the Quick release valve allows any intermediate position of the quick-release valve opening, the quick-acting valve is used to preheat the high-speed valve.
- the quick-closing valve is designed such that it allows any intermediate position of the quick-closing valve opening.
- the quick-closing valve is equipped, so to speak, as a servo valve for positioning.
- the quick-closing valve is moved from the closed position slowly and as a function of the thermal stresses in the live steam control valve to a small position in order to limit the pressure in the valve housing of the control valve.
- the drain valve of the valve housing must be open, which is anyway the case with cold and cold-warm valves.
- a servo valve quick-closing valve is used specifically for preheating the live steam control valve. By monitoring the component allowances of the live steam control valve no additional measuring points are needed.
- Another advantage of the invention is that the pressure build-up in the main steam line can be independent of the outlet temperature of the turbine valve. This increases the flexibility of a steam power plant and reduces the need for coordination during project execution and signal exchange.
- Another advantage of the invention is that the block startup time is shortened in a stationary steam turbine and running gas turbine.
- the live steam slide In order to lower the live steam pressure in front of the steam turbine, the live steam slide must be closed at the moment. By bypassing the live steam slide, the live steam pressure in front of the steam turbine is slowly built up. After heating the live steam valve, a pressure equalization takes place before the live steam slide can then be opened. This eliminates the slow pressure build-up.
- Another advantage is the following: In steam turbines, the control valves cool faster than the steam turbine itself. This makes it difficult for warm starts - these are conditions characterized by shutdowns between 24 to 72 hours - to find an optimal starting temperature for the steam turbine set. Through the approach of a warm-up regulator, the component temperature of the live steam control valves can first be adapted to that of the steam turbine. The impact of the steam turbine is thus trouble-free and even life-saving.
- Another advantage is that existing equipment can be used by trained as a servo valve quick-closing valve.
- the FIG. 1 shows a steam power plant 1 comprising an arrangement 2.
- the arrangement 2 comprises a steam line 3 and a arranged in the steam line 3 control valve 5.
- the control valve 5 has a control valve opening, wherein the control valve 5 is formed such that the control valve 5 any intermediate position of Control valve opening allows.
- the arrangement 2 comprises a arranged in the steam line 3 quick-closing valve 4.
- the quick-closing valve 4 has a quick-closing valve opening, wherein the control valve 5 and the quick-acting valve 4 are connected in series.
- the quick-closing valve 4 is designed such that the quick-closing valve 4 allows any intermediate position of the quick-closing valve opening.
- the steam line 3 is fluidically connected to a steam generator 6.
- steam is produced which has comparatively high temperatures and pressures. This steam is flowing through the steam line 3 and the series-connected control valve 5 and quick-acting valve 4 to an inflow region 7 of a steam turbine 8.
- the steam turbine 8 comprises z. B. a high pressure, medium pressure or low pressure turbine part.
- the steam turbine 8 without sub-turbines such.
- B high pressure, medium pressure or low pressure turbine sections.
- the steam turbine 8 comprises a rotatably mounted rotor (not shown).
- the thermal energy of the steam generated in the steam generator 6 is converted into rotational energy of the rotor.
- the rotor is connected to transmit torque to a generator 9.
- the generator 9 generates electrical energy with which an electrical supply network can be supplied.
- the steam flowing into the steam turbine 8 via the inflow region 7 flows along a flow channel, with the temperature and the pressure decreasing.
- the steam flows via a further steam line 11 to a condenser 12.
- the steam condenses to water and is returned to the steam generator 6 via a pump 13.
- the control valve 5 must be warmed up properly. According to the invention, this is done by a method for warming the control valve 5, wherein the control valve 5 is arranged in the steam line 3 and the control valve 5 is formed such that the control valve 5 allows any intermediate position of the control valve opening, wherein arranged in the steam line 3, a quick-closing valve 4 is, wherein the quick-closing valve 4 is formed such that the quick-closing valve 4 allows any intermediate position of the quick-closing valve opening, the quick-closing valve 4 is used to preheat the control valve 5.
- the quick-closing valve 4 is opened from a closed position as a function of the thermal stress in the control valve 5.
- the quick-closing valve 4 is opened so that the thermal stress in the control valve 5 under a Limit value is.
- the quick-acting valve 4 is operated such that the thermal load in the control valve 5 is reduced.
- FIG. 2 shows a representation of a warm-up regulator for the control valve. 5
- a desired value 14, which represents the maximum component temperature difference is compared with an actual value 15, the actual value 15 being subtracted from the desired value 14.
- the actual value 15 shows the actual component temperature difference.
- the control deviation 16 created from the desired value 14 and the actual value 15 is fed to a controller 17, which is designed as a PI heating controller.
- the controller 17 generates a manipulated variable 18.
- This manipulated variable 18 is fed to a controlled system 19.
- the derived therefrom further control deviation 21 is a controller 22, which is designed as a P-position controller, continued.
- the controller 22 determines a manipulated variable 23.
- This further manipulated variable 23 is supplied to a valve drive 24.
- Further influencing variables in the controlled system 19 are a valve characteristic 25, a live steam line 26 and a component temperature difference 27.
- the actual value 15 is the output value.
- the gain of the inner control loop (setting controller 22) is set first. Subsequently, the superimposed control loop (heating controller 17) is set.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Aufwärmen eines Stellventils (5), wobei in einer Dampfleitung (3) ein Schnellschluss (4) - und Stellventil (5) in Serie angeordnet werden, wobei das Schnellschlussventil (4) als Servoventil ausgebildet wird und zum Vorwärmen des Stellventils (5) betrieben wird.The invention relates to an arrangement and a method for warming up a control valve (5), wherein in a steam line (3) a quick (4) - and control valve (5) are arranged in series, wherein the quick-closing valve (4) is designed as a servo valve and for preheating the control valve (5) is operated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend eine Dampfleitung und ein in der Dampfleitung angeordnetes Stellventil mit einer Stellventilöffnung, wobei das Stellventil derart ausgebildet ist, dass das Stellventil jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt, ferner umfassend ein in der Dampfleitung angeordnetes Schnellschlussventil mit einer Schnellschlussventilöffnung, wobei das Stellventil und das Schnellschlussventil in Reihe geschaltet sind.The invention relates to an arrangement comprising a steam line and arranged in the steam line control valve with a control valve opening, wherein the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, further comprising a arranged in the steam line quick-closing valve with a quick-closing valve opening, said Control valve and the quick-closing valve are connected in series.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufwärmen eines Stellventils, wobei das Stellventil in einer Dampfleitung angeordnet wird und das Stellventil derart ausgebildet wird, dass das Stellventil jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt, wobei in der Dampfleitung ein Schnellschlussventil angeordnet wird, wobei das Schnellschlussventil derart ausgebildet wird, dass das Schnellschlussventil jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt.The invention further relates to a method for warming up a control valve, wherein the control valve is arranged in a steam line and the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, wherein in the steam line a quick-acting valve is arranged, wherein the quick-closing valve is formed that the quick-closing valve allows any intermediate position of the quick-release valve opening.
In modernen Dampfkraftwerken wird Dampf in einem Dampferzeuger auf eine hohe Temperatur gebracht und über Frischdampfleitungen zu einer Dampfturbine geführt. Dort wird die thermische Energie des Dampfes in Rotationsenergie eines Rotors umgewandelt, der einen elektrischen Generator antreibt. Die Frischdampftemperatur sowie die Frischdampfdrücke weisen solch hohe Werte auf, dass die Bauteile, die in Kontakt mit dem Dampf treten dickwandig ausgebildet sein müssen. Neben dem Eingangsbereich einer Dampfturbine werden auch die Ventile thermisch stark belastet. In der Regel ist nach dem Dampferzeuger eine Dampfleitung mit zwei Ventilen ausgebildet, die strömungstechnisch mit dem Strömungseingang einer Dampfturbine verbunden sind. Eines der Ventile ist als sogenanntes Stellventil ausgebildet, wobei das andere Ventil als Schnellschlussventil seine Aufgabe übernimmt. Das Schnellschlussventil weist in der Regel zwei Stellungen auf, entweder komplett auf oder komplett zu. Ferner wird das Schnellschlussventil derart ausgebildet, dass die Schließzeit von der komplett-auf-Stellung zu der komplett-zu-Stellung möglichst kurz ist.In modern steam power plants, steam is brought to a high temperature in a steam generator and fed via live steam lines to a steam turbine. There, the thermal energy of the steam is converted into rotational energy of a rotor which drives an electric generator. The live steam temperature and the live steam pressures have such high values that the components that come into contact with the steam must be thick-walled. In addition to the entrance area of a steam turbine, the valves are subjected to high thermal loads. As a rule, after the steam generator, a steam line is formed with two valves, which are fluidically connected to the flow inlet of a steam turbine. One of the valves is designed as a so-called control valve, with the other valve acting as a quick-closing valve. The quick-closing valve usually has two positions, either completely open or fully closed. Furthermore, the quick-acting valve is designed such that the closing time from the completely open position to the fully open position is as short as possible.
Moderne Dampfkraftwerke werden derzeit bei stark wechselnden Bedarfslasten betrieben. In Zeiten, in denen die elektrische Energieversorgung über erneuerbare Energien vorrangig erfüllt wird, werden die Dampfkraftwerke in Teillast betrieben oder sogar ganz abgeschaltet. Das Wiederanfahren der Dampfkraftwerke ist eine technische Herausforderung, da die Zeit zwischen dem Start des Dampfkraftwerkes und der zur Verfügungstellung elektrischer Energie möglichst kurz sein soll. Daher werden derzeit große Anstrengungen darauf gerichtet, die Startzeiten von Dampfkraftwerken zu verkürzen. Eine Herausforderung hierbei ist es, die dickwandigen Bauteile, wie z. B. Ventile während eines Starts nicht zu schnell zu erwärmen. Eine zu schnelle Erwärmung würde einen negativen Einfluss auf die Lebensdauer des Ventils ausüben.Modern steam power plants are currently being operated with rapidly changing demand loads. In times when the electrical energy supply via renewable energy is primarily fulfilled, the steam power plants are operated at partial load or even switched off completely. The restart of the steam power plants is a technical challenge, since the time between the start of the steam power plant and the provision of electrical energy should be as short as possible. Therefore, great efforts are currently being made to shorten the start times of steam power plants. A challenge here is the thick-walled components, such. B. Do not heat valves too quickly during a start. Too rapid heating would have a negative impact on the life of the valve.
Daher müssen die Stellventile während eines Starts vorgewärmt werden. Dies betrifft vor allem den Fall eines sogenannten Kaltstartes, bei dem die Ausgangstemperaturen vor einem Start des Dampfkraftwerkes vergleichsweise niedrig sind. Derzeit werden die Stellventile derart vorgewärmt, indem das Schnellschlussventil unter Dampf geöffnet wird, wobei das Schnellschlussventil und das Stellventil in Reihe geschaltet sind. Die Aufwärmung des Stellventils erfolgt über die Kondensation an der Oberfläche. Damit die Bauteilspannungen des Frischdampfstellventils allerdings nicht zu groß werden, müssen diese begrenzt werden, indem die Kondensationstemperatur begrenzt wird.Therefore, the control valves must be preheated during a start. This applies especially to the case of a so-called cold start, in which the outlet temperatures are relatively low before a start of the steam power plant. Currently, the control valves are preheated in such a way that the quick-acting valve is opened under steam, the quick-acting valve and the control valve being connected in series. The heating of the control valve via the condensation on the surface. However, so that the component voltages of the live steam control valve are not too large, they must be limited by the condensation temperature is limited.
Da das Frischdampfschnellschlussventil, welches zur Vorwärmung des Frischdampfstellventils geöffnet wird, nur entweder eine komplett-auf- oder komplett-zu-Funktion aufweist, ist das Aufheizverhalten des Stellventils an den Frischdampfdruck gekoppelt.Since the live steam quick-closing valve, which is opened to preheat the live steam control valve, only has either a complete-up or complete-to-function, the heating behavior of the control valve is coupled to the live steam pressure.
Die Begrenzung der Kondensationstemperatur und dadurch auch die Begrenzung der Bauteilspannungen des Frischdampfstellventils erfolgt durch Reduzierung des Frischdampfdrucks in der Frischdampfleitung. Allerdings muss dazu der Dampferzeuger derart betrieben werden, dass der Frischdampfdruck reduziert wird, was in der Praxis eine Abstimmung mit vergleichsweise hohem Aufwand aller Gewerke erfordert.The limitation of the condensation temperature and thereby also the limitation of the component voltages of the live steam control valve takes place by reducing the live steam pressure in the main steam line. However, for this purpose, the steam generator must be operated in such a way that the live steam pressure is reduced, which requires in practice a vote with comparatively high effort of all trades.
Problematisch hierbei ist es unter anderem, den idealen Zeitpunkt zum Öffnen des Schnellschlussstellventils zu finden.One of the problems here is to find the ideal time to open the quick-release valve.
Eine Reduzierung der Dampferzeugerleistung behindert eine schnelle Laststeigerung bis Volllast, bei der die besten Wirkungsgrade erzeugt werden.Reducing steam generator performance hinders rapid load increase to full load, producing the best efficiencies.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Anfahrprozess eines Kraftwerks zu vereinfachen.The invention has set itself the task of simplifying the startup process of a power plant.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung umfassend eine Dampfleitung und ein in der Dampfleitung angeordnetes Stellventil mit einer Stellventilöffnung, wobei das Stellventil derart ausgebildet ist, dass das Stellventil jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt, ferner umfassend ein in der Dampfleitung angeordnetes Schnellschlussventil mit einer Schnellschlussventilöffnung, wobei das Stellventil und das Schnellschlussventil in Reihe geschaltet sind, wobei das Schnellschlussventil derart ausgebildet ist, dass das Schnellschlussventil jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt.This object is achieved by an arrangement comprising a steam line and arranged in the steam line control valve with a control valve opening, wherein the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, further comprising a arranged in the steam line quick-closing valve with a quick-closing valve opening, wherein the control valve and the quick-acting valve are connected in series, wherein the quick-acting valve is designed such that the quick-closing valve allows any intermediate position of the quick-closing valve opening.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Aufwärmen eines Stellventils, wobei das Stellventil in einer Dampfleitung angeordnet wird und das Stellventil derart ausgebildet wird, dass das Stellventil jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt, wobei in der Dampfleitung ein Schnellschlussventil angeordnet wird, wobei das Schnellschlussventil derart ausgebildet wird, dass das Schnellschlussventil jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt, wobei das Schnellschlussventil zur Vorwärmung des Schnellventils eingesetzt wird.The object is further achieved by a method for warming up a control valve, wherein the control valve is arranged in a steam line and the control valve is designed such that the control valve allows any intermediate position of the control valve opening, wherein in the steam line a quick-acting valve is arranged, wherein the quick-closing valve is formed such that the Quick release valve allows any intermediate position of the quick-release valve opening, the quick-acting valve is used to preheat the high-speed valve.
Mit der Erfindung wird somit vorgeschlagen, das Schnellschlussventil derart weiterzubilden, dass dieses besser zur Vorwärmung des Stellventils eingesetzt werden kann. Dazu wird das Schnellschlussventil derart ausgebildet, dass es jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt. Das Schnellschlussventil wird sozusagen als Servoventil zur Positionierung ausgerüstet. Erfindungsgemäß wird hierbei das Schnellschlussventil aus der zu-Position langsam und in Abhängigkeit der Wärmespannungen im Frischdampfstellventil auf eine kleine Stellung gefahren, um den Druck im Ventilgehäuse des Stellventils zu begrenzen. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren muss das Entwässerungsventil des Ventilgehäuses offen sein, was allerdings bei kalten und kaltwarmen Ventilen ohnehin der Fall ist.With the invention it is thus proposed to develop the quick-closing valve in such a way that it can be better used for preheating the control valve. For this purpose, the quick-closing valve is designed such that it allows any intermediate position of the quick-closing valve opening. The quick-closing valve is equipped, so to speak, as a servo valve for positioning. According to the invention, the quick-closing valve is moved from the closed position slowly and as a function of the thermal stresses in the live steam control valve to a small position in order to limit the pressure in the valve housing of the control valve. In this method according to the invention, the drain valve of the valve housing must be open, which is anyway the case with cold and cold-warm valves.
Somit entfällt die Kopplung des Dampfdrucks von der Ausgangstemperatur und der Anfahrprozess des Kraftwerks vereinfacht sich.This eliminates the coupling of the vapor pressure from the outlet temperature and the start-up process of the power plant is simplified.
Erfindungsgemäß wird das als Servoventil ausgebildete Schnellschlussventil gezielt zur Vorwärmung des Frischdampfstellventils benutzt. Durch Überwachung der Bauteilfreibeträge des Frischdampfstellventils werden keine zusätzlichen Messstellen benötigt.According to the invention designed as a servo valve quick-closing valve is used specifically for preheating the live steam control valve. By monitoring the component allowances of the live steam control valve no additional measuring points are needed.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Druckaufbau in der Frischdampfleitung unabhängig von der Ausgangstemperatur des Turbinenventils erfolgen kann. Dies erhöht die Flexibilität eines Dampfkraftwerkes und reduziert den Abstimmungsbedarf bei der Projektabwicklung sowie dem Signalaustausch.Another advantage of the invention is that the pressure build-up in the main steam line can be independent of the outlet temperature of the turbine valve. This increases the flexibility of a steam power plant and reduces the need for coordination during project execution and signal exchange.
Ein weiter Vorteil ist, dass die Dampfturbine bei höheren Frischdampfdrücken angefahren werden kann, das heißt eine Leistungsbegrenzung einer Gasturbine, für den Fall, dass das Kraftwerk als GUD-Kraftwerk ausgebildet wird, bei schlechterem Wirkungsgrad ist zur Frischdampfstellventilvorwärmung nicht mehr zwingend notwendig.Another advantage is that the steam turbine can be approached at higher live steam pressures, that is one Power limitation of a gas turbine, in the event that the power plant is designed as a combined cycle power plant, with poor efficiency is no longer necessary for Frischdampfstellventilvorwärmung.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Blockanfahrzeit bei einer stehenden Dampfturbine und laufender Gasturbine verkürzt wird. Um den Frischdampfdruck vor der Dampfturbine abzusenken, muss derzeit der Frischdampfschieber geschlossen werden. Durch eine Umführung um den Frischdampfschieber wird der Frischdampfdruck vor der Dampfturbine langsam aufgebaut. Nach einer Anwärmung des Frischdampfventils erfolgt ein Druckausgleich, bevor dann der Frischdampfschieber geöffnet werden kann. Dadurch entfällt der langsame Druckaufbau.Another advantage of the invention is that the block startup time is shortened in a stationary steam turbine and running gas turbine. In order to lower the live steam pressure in front of the steam turbine, the live steam slide must be closed at the moment. By bypassing the live steam slide, the live steam pressure in front of the steam turbine is slowly built up. After heating the live steam valve, a pressure equalization takes place before the live steam slide can then be opened. This eliminates the slow pressure build-up.
Ein weiterer Vorteil ist folgender: Bei Dampfturbinen kühlen die Stellventile schneller aus als die Dampfturbine selber. Dies macht es bei Warmstarts - dies sind Zustände gekennzeichnet durch Stillstände zwischen 24 bis 72 Stunden - schwierig, eine optimale Anstoßtemperatur für den Dampfturbosatz zu finden. Durch den Ansatz eines Anwärmreglers kann die Bauteiltemperatur der Frischdampfstellventile zunächst an die der Dampfturbine angepasst werden. Das Anstoßen der Dampfturbine erfolgt damit störungsfreier und noch lebensdauerschonender.Another advantage is the following: In steam turbines, the control valves cool faster than the steam turbine itself. This makes it difficult for warm starts - these are conditions characterized by shutdowns between 24 to 72 hours - to find an optimal starting temperature for the steam turbine set. Through the approach of a warm-up regulator, the component temperature of the live steam control valves can first be adapted to that of the steam turbine. The impact of the steam turbine is thus trouble-free and even life-saving.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bestehende Anlagen durch ein als Servoventil ausgebildetes Schnellschlussventil eingesetzt werden kann.Another advantage is that existing equipment can be used by trained as a servo valve quick-closing valve.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments are specified in the subclaims.
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. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings become. Identical components or components with the same function are identified by the same reference numerals.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterungen dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt.Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. This is not intended to represent the embodiments significantly, but the drawing, where appropriate for explanations, executed in a schematized and / or slightly distorted form.
Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren, wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.With regard to additions to the teachings directly recognizable in the drawing, reference is made to the relevant prior art.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung eines Dampfkraftwerks,
- Figur 2
- eine schematische Darstellung eines Anwärmreglers.
- FIG. 1
- a schematic representation of a steam power plant,
- FIG. 2
- a schematic representation of a warm-up regulator.
Die
Ferner umfasst die Anordnung 2 ein in der Dampfleitung 3 angeordnetes Schnellschlussventil 4. Das Schnellschlussventil 4 weist eine Schnellschlussventilöffnung auf, wobei das Stellventil 5 und das Schnellschlussventil 4 in Reihe geschaltet sind. Das Schnellschlussventil 4 ist derart ausgebildet, dass das Schnellschlussventil 4 jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt. Die Dampfleitung 3 ist mit einem Dampferzeuger 6 strömungstechnisch verbunden. Im Dampferzeuger 6 wird Dampf hergestellt, der vergleichsweise hohe Temperaturen und Drücke aufweist. Dieser Dampf strömt durch die Dampfleitung 3 und den in Reihe geschalteten Stellventil 5 und Schnellschlussventil 4 zu einem Einströmbereich 7 einer Dampfturbine 8. Die Dampfturbine 8 umfasst z. B. eine Hochdruck-, Mitteldruck- oder Niederdruck-Teilturbine. In der
Der in die über den Einströmbereich 7 einströmende Dampf in die Dampfturbine 8 strömt entlang eines Strömungskanals, wobei die Temperatur und der Druck sinken. An einem Ausströmbereich 10 der Dampfturbine 8 strömt der Dampf über eine weitere Dampfleitung 11 zu einem Kondensator 12.The steam flowing into the steam turbine 8 via the inflow region 7 flows along a flow channel, with the temperature and the pressure decreasing. At a
Im Kondensator 12 kondensiert der Dampf zu Wasser und wird über eine Pumpe 13 wieder zum Dampferzeuger 6 geleitet. Bei einem Start des Dampfkraftwerks muss das Stellventil 5 geeignet aufgewärmt werden. Erfindungsgemäß geschieht dies durch ein Verfahren zum Aufwärmen des Stellventils 5, wobei das Stellventil 5 in der Dampfleitung 3 angeordnet wird und das Stellventil 5 derart ausgebildet wird, dass das Stellventil 5 jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt, wobei in der Dampfleitung 3 ein Schnellschlussventil 4 angeordnet wird, wobei das Schnellschlussventil 4 derart ausgebildet ist, dass das Schnellschlussventil 4 jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt, wobei das Schnellschlussventil 4 zur Vorwärmung des Stellventils 5 eingesetzt wird. Dies erfolgt dadurch, indem das Schnellschlussventil 4 aus einer geschlossenen Position in Abhängigkeit der Wärmespannung im Stellventil 5 geöffnet wird. Hierbei wird das Schnellschlussventil 4 derart geöffnet, dass die Wärmespannung im Stellventil 5 unter einem Grenzwert liegt. Ferner wird das Schnellschlussventil 4 derart betrieben, dass die thermische Belastung im Stellventil 5 reduziert wird.In the
Die
Zunächst wird ein Sollwert 14, der die maximale Bauteiltemperaturdifferenz darstellt, mit einem Istwert 15 verglichen, wobei vom Sollwert 14 der Istwert 15 abgezogen wird. Der Istwert 15 zeigt die tatsächliche Bauteiltemperaturdifferenz.First, a desired
Die aus dem Sollwert 14 und Istwert 15 erstellte Regelabweichung 16 wird einem Regler 17, der als PI-Anwärmregler ausgebildet ist, zugeführt. Der Regler 17 erzeugt eine Stellgröße 18.The
Diese Stellgröße 18 wird einer Regelstrecke 19 zugeführt. Zunächst wird in der Regelstrecke 19 von der Stellgröße 18 ein weiterer Istwert 20 abgezogen. Die daraus angeleitete weitere Regelabweichung 21 wird einem Regler 22, der als P-Stellungsregler ausgebildet ist, weitergeführt. Der Regler 22 ermittelt eine Stellgröße 23. Diese weitere Stellgröße 23 wird einem Ventilantrieb 24 zugeführt. Weitere Einflussgrößen in der Regelstrecke 19 sind eine Ventilkennlinie 25, eine Frischdampfleitung 26 sowie eine Bauteiltemperaturdifferenz 27. Am Ende der Regelstrecke steht als Ausgangswert der Istwert 15.This manipulated variable 18 is fed to a controlled
Es handelt sich hier um eine Kaskadenreglung, wo zwei Regelkreise miteinander verschaltet sind. Zur stabilen Auslegung des gesamten Regelkreises wird zuerst die Verstärkung des inneren Regelkreises (Stellregler 22) eingestellt. Anschließend wird der überlagerte Regelkreis (Anwärmregler 17) eingestellt.This is a cascade control, where two control circuits are interconnected. For stable design of the entire control loop, the gain of the inner control loop (setting controller 22) is set first. Subsequently, the superimposed control loop (heating controller 17) is set.
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.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, so the invention is not limited by the examples disclosed and other variations can be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Claims (6)
eine Dampfleitung (3) und
ein in einer Dampfleitung (3) angeordnetes Stellventil (5) mit einer Stellventilöffnung,
wobei das Stellventil (5) derart ausgebildet ist, dass das Stellventil (5) jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt,
ferner ein in der Dampfleitung (3) angeordnetes Schnellschlussventil (4) mit einer Schnellschlussventilöffnung, wobei das Stellventil (5) und das Schnellschlussventil (5) in Reihe geschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schnellschlussventil (4) derart ausgebildet ist, dass das Schnellschlussventil (4) jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussventilöffnung zulässt.Comprising arrangement (2)
a steam line (3) and
a control valve (5) arranged in a steam line (3) with a control valve opening,
wherein the control valve (5) is designed such that the control valve (5) allows any intermediate position of the control valve opening,
furthermore a quick-closing valve (4) arranged in the steam line (3) with a quick-closing valve opening, wherein the control valve (5) and the quick-acting valve (5) are connected in series,
characterized in that
the quick-closing valve (4) is designed such that the quick-closing valve (4) allows any intermediate position of the quick-closing valve opening.
mit einem Dampferzeuger (6), der strömungstechnisch mit der Dampfleitung (3) verbunden ist und
mit einer Dampfturbine, die strömungstechnisch mit der Dampfleitung (3) verbunden ist.Arrangement (2) according to claim 1,
with a steam generator (6), which is fluidically connected to the steam line (3) and
with a steam turbine, which is fluidically connected to the steam line (3).
wobei das Stellventil (5) in einer Dampfleitung (3) angeordnet wird und
das Stellventil (5) derart ausgebildet ist, dass das Stellventil (5) jede beliebige Zwischenstellung der Stellventilöffnung zulässt,
wobei in der Dampfleitung (3) ein Schnellschlussventil (4) angeordnet wird, wobei das Schnellschlussventil (4) derart ausgebildet ist, dass das Schnellschlussventil (4) jede beliebige Zwischenstellung der Schnellschlussöffnung zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellschlussventil (4) zur Vorwärmung des Stellventils (5) eingesetzt wird.Method for warming up a control valve (5),
wherein the control valve (5) is arranged in a steam line (3) and
the control valve (5) is designed such that the control valve (5) permits any intermediate position of the control valve opening,
wherein in the steam line (3) a quick - closing valve (4) is arranged, wherein the quick - closing valve (4) is designed such that the quick - closing valve (4) allows any intermediate position of the quick - closing opening, characterized in that the quick - closing valve (4) for preheating the Control valve (5) is used.
wobei das Schnellschlussventil (4) aus einer geschlossenen Position in Abhängigkeit der Wärmespannung im Stellventil (5) geöffnet wird.A warm-up method according to claim 3,
wherein the quick-closing valve (4) is opened from a closed position as a function of the thermal stress in the control valve (5).
wobei das Schnellschlussventil (4) derart geöffnet wird, dass die Wärmespannung im Stellventil (5) unter einem Grenzwert liegt.Method according to claim 4,
wherein the quick-closing valve (4) is opened such that the thermal stress in the control valve (5) is below a limit value.
wobei das Schnellschlussventil (4) derart betrieben wird, dass die thermische Belastung im Stellventil (5) reduziert wird.Method according to claim 3, 4 or 5,
wherein the quick-acting valve (4) is operated such that the thermal load in the control valve (5) is reduced.
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