CH405359A - Einrichtung zur Verhinderung des Druckanstieges im Zwischenüberhitzer einer Dampfturbinenanlage - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Verhinderung des Druckanstieges im     Zwischenüberhitzer     einer     Dampfturbinenanlage       Die Erfindung     betrifft    eine Einrichtung zur  Verhinderung des     Druckanstieges    im     Zwischenüber-          hitzer    einer     Dampfturbinenanlage,    welche Mittel  zur Veränderung der Schluckfähigkeit bei Überlast  aufweist.  



  Unter     überlastung    einer     Dampfturbine        wird    eine  Steigerung der Leistung über jenen Wert verstanden,  bei dem eine Anlage ihren besten Wirkungsgrad auf  weist und der     üblicherweise    mit  ökonomischer   bezeichnet wird. Bei Überlast muss die Dampfturbine  einen namhaften Mehrbetrag an Dampf schlucken.  Es müssen daher entweder     die    Querschnitte, durch  welche der Dampf strömt, vergrössert oder neue  Durchgangswege freigegeben werden. Es ist auch  schon vorgeschlagen worden, die durch die Tur  bine strömende Dampfmenge dadurch zu erhöhen,  dass man den Frischdampfdruck bei     überlast    an  steigen lässt.

   Dabei wurde empfohlen, die Frisch  dampftemperatur unter Hintansetzung des guten  Wirkungsgrades zu senken, damit die vom heissesten  Dampf durchströmten Bauteile, nämlich     Endüberhit-          zer,        Frischdampfleitung,        Hochdruck-Steuerorganeund          Hochdruckturbine,    ohne wesentlich stärker gebaut  werden zu müssen, dem erhöhten Druck     standhalten     können.

   Gegen dieses Verfahren ist einzuwenden, dass  wichtige Teile des Kessels, und zwar     Economiser,     Verdampfer und     Anfangsüberhitzer,    dem höheren  Druck standhalten müssen, jedoch nicht     in    den Genuss  einer tieferen Temperatur kommen. Der Kessel wird  also wegen des hohen Druckes namhaft verteuert.  Von den Vorteilen des hohen Druckes für den Wir  kungsgrad macht man aber nur bei Überlast Gebrauch  und nicht bei der ökonomischen Last, bei der gerade  das grösste     Interesse    daran bestünde.

   Es ist daher  vorzuziehen und auch üblich, bei     überlast    den Druck  nicht oder nicht wesentlich zu steigern, sondern     die       Schluckfähigkeit der Turbine (das ist die von ihr auf  genommene Dampfmenge bei gegebenem Druck) zu  steigern. Die bekannten     Mittel    dazu sind:  1. Vergrösserung des     Beaufschlagungsbogens    einer  am Beginn der Expansion geschalteten Regelstufe.  Diese ist bei der ökonomischen Last     teilbeaufschlagt.     Der     Beaufschlagungsbogen    wird durch Öffnen zu  sätzlicher Düsenventile vergrössert.  



  2. Eine Umleitung der Regelstufe wird geöffnet, so  dass ein     namhafter        Teil    des Dampfes die Regelstufe  umgeht. Ausser der Regelstufe können auch noch die  erste oder einige der ersten Expansionsstufen kurz  geschlossen werden.  



  3. Denkbar wären auch     veränderliche    Strömungs  querschnitte durch     verdrehbare    Schaufeln oder der  gleichen. Sie sind bei     Hochdruck-Dampfturbinen    mit  Rücksicht auf die auftretenden enormen Kräfte nicht  gebräuchlich.  



  Die geschilderten     Massnahmen    beschränkten sich  bisher stets auf die     Eingangsregelstufe    oder die aller  ersten Stufen des     Hochdruckteils.    Tatsächlich sind  Eingriffe auf die späteren Stufen beinahe oder gar  völlig ohne Wirkung auf die geschluckte     Frisch-          dampfmenge.    Die Folge der gesteigerten Schluck  fähigkeit der Eingangsstufen ist eine Erhöhung des  Dampfdruckes in allen nachgeschalteten Turbinen  stufen und übrigen Bauteilen. Bei Kondensations  turbinen erhöhen sich die absoluten Drücke ungefähr  im Verhältnis der     geschluckten    Dampfmenge.  



  Unter anderem erhöht sich bei den     bekannten    Ver  fahren der Druck im ganzen     Zwischenüberhitzungs-          system,    in den     Zwischenüberhitzungsrohrleitungen,     in den dem     Zwischenüberhitzer    dampfseitig nachge  schalteten     Hochtemperatur-Turbinenteilen    und Speise  wasservorwärmern. Dies verursacht namhafte Mehr  kosten und würde dies auch bei einer Senkung der           Zwischenüberhitzungstemperatur        tun,    ohne     d'ass    be  züglich des Wirkungsgrades eine Verbesserung erziel  bar wäre.

   Diesem Nachteil sucht die vorliegende Er  findung dadurch abzuhelfen, dass die dem     Zwischen-          überhitzer        dampfseitig    nachgeschalteten Turbinen  teile ebenfalls Mittel zur Veränderung der Schluck  fähigkeit dieser Teile aufweisen, die so betätigt  werden, dass bei Überlast     die        Schluckfähigkeit    ver  grössert wird.  



  Durch die vorgeschlagene Massnahme wird die  geschluckte     Frischdampfmenge        praktisch    nicht er  höht, weshalb sie bisher auch nicht angewendet  wurde. Ihr Nutzen liegt einzig und allein in der  Begrenzung des     Druckes    im     Zwischenüberhitzungs-          system    und in dessen Nähe bei Überlastung der  Dampfturbine.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    der Erfindung ist in der       einzigen    Figur der Zeichnung     schematisch    dargestellt.  Das z. B. einem     Zwangsdurchlaufkessel    einer Dampf  turbinenanlage     zugespeiste    Wasser wird von einer  Speisepumpe 1 aus einem     gleichzeitig    als     Vorwär-          mer    dienenden     Speisewasserbehälter    2 angesaugt  und durch die     Hochdruck-Vorwärmer    3, 4, 5  und 6 dem     Verdampferteil    7 des Kessels zuge  führt.

   Der entstehende Dampf wird in einem     End-          überhitzer    8 überhitzt und dann einer Kondensa  tionsturbine     zugeführt,    die aus dem     Hochdruckteil    9,  dem     Mitteldruckteil    10 und dem     Niederdruckteil    11  besteht. Vor dem Eintritt in den     Mitteldruckteil    wird  der Dampf im     Zwischenüberhitzer    12 nochmals über  hitzt. Nach dem Verlassen der Turbine wird er in  einem Kondensator 13 niedergeschlagen und mittels  der     Kondensatpumpe    14 durch die     Vorwärmer    15,  16 und 17 in den Speisewasserbehälter 2 zurück  gefördert.

   In den     Vorwärmern    3, 4, 5, 6, 15, 16 und  17 wird das Speisewasser durch     Anzapfdampf    von  der Turbine erwärmt, das ihnen durch die Leitungen  18-24 zugeführt wird.     Mit    der Turbine ist der elek  trische Generator 25 gekuppelt.  



  Zur     Steigerung    der Leistung der     Turbine    werden  zunächst alle Ventile, die auf die Regelstufe 26 des  Hochdruckteils 9 führen, nach und nach geöffnet. Es  sind deren zwei, 27 und 28, eingezeichnet, es könnten  aber auch mehrere vorgesehen sein. Für eine weitere  Leistungssteigerung werden sukzessiv die Ventile 29  und 30 geöffnet.  



  Beim Dampfeintritt in den     Mitteld@ruckteil    10  bleibt in dem hier     gezeigten    Beispiel das Ventil 31  ganz geöffnet. Durch eine Umgehungsleitung 32, die       vorteilhafterweise    mit einem     Drosselventil    33 ver  sehen ist, sind die erste oder einige der ersten Stufen  des     Mitteldruckteils        kurzgeschlossen,    wodurch die  Schluckfähigkeit auch dieses     Turbinenteiles    verändert  werden kann. Bis     zur    ökonomischen Last bleibt die  Umgehungsleitung abgesperrt.

   Sobald bei einer Lei  stungssteigerung über die ökonomische Last     hinaus     der     Druck        im        Zwischenüberhitzungssystem    einen zu  lässigen     Höchstwert    erreicht, wird die Umgehungs-         leitung        geöffnet    und damit die     Schluckfähigkeit    des       Mitteldruckteiles    vergrössert.

       Mit    Hilfe des Drossel  ventils 33 ist es möglich, die     Veränderung    der  Schluckfähigkeit zu regeln und damit den Druck     im          Zwischenüberhitzungssystem    nicht     sprungartig    zu  ändern, sondern auf einem annähernd. konstanten  Wert zu halten, was von Hand aus oder automatisch       erfolgen    kann, z. B. in Abhängigkeit vom Dampf  druck     im        Zwischenüberhitzer.     



  Der Querschnitt des Ventils 33 wird     zweckmässi-          gerweise    nur so gross     gewählt,    dass auch bei voller  Öffnung eine genügende Dampfmenge durch     das     Ventil 31 strömt, wodurch eine übermässige Er  hitzung der kurzgeschlossenen Stufen vermieden wird.  



  Eine Umgehungsleitung 34 mit Drosselventil 35  gestattet, bei Überlast einen Teil des Speise  wassers um die     Hochdruck-Vorwärmer    3, 4, 5  und 6 zu führen, wodurch     eine    zu hohe Erwärmung  des     Speisewassers    vermieden wird.  



  Es ist selbstverständlich, dass zur erfindungs  gemässen     Veränderung    der Schluckfähigkeit der  dem     Zwischenüberhitzer    nachgeschalteten Turbinen  teile nicht nur die anhand der Zeichnung beschriebene  Einrichtung in Frage kommt, sondern auch andere       Einrichtungen    verwendet werden können, die im Tur  binenbau gebräuchlich sind und beispielsweise im  Zusammenhang mit der     Frischdampf-Schluckfähig-          keit    beschrieben wurden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Verhinderung des Druckan stieges im Zwischenüberhitzer einer Dampfturbinen anlage, welche Mittel zur Veränderung der Schluck fähigkeit bei überlast aufweist, dadurch gekenn zeichnet, dass die dein Zwischenüberhitzer (12) dampf- seitig nachgeschalteten Turbinenteile (10) ebenfalls Mittel zur Veränderung der Schluckfähigkeit dieser Teile aufweisen, die so betätigt werden, dass bei Über last die Schluckfähigkeit vergrössert wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Vergrösserung der Schluck fähigkeit der nachgeschalteten Turbinenteile (10) wenigstens deren erste Stufe durch eine Umgehungs leitung (32) ganz oder teilweise kurzgeschlossen wird. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch ein Drosselventil (33) in der Um gehungsleitung (32). 3. Einrichtung nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Veränderung der Schluckfähigkeit der nachgeschalteten Turbinenteile (10) in Abhängigkeit vom Dampfdruck im Zwischenüberhitzer (12) be tätigt werden.