CH632315A5

CH632315A5 - Dampfturbinenanlage.

Info

Publication number: CH632315A5
Application number: CH184078A
Authority: CH
Inventors: Karel Dr Skala
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1982-09-30
Also published as: US4271673A; FR2417634B1; DE2813045A1; SE7901363L; JPS54114612A; SE443186B; FR2417634A1; JPS6244082B2; DE2813045C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage mit min- sehen diesem und einem Drucksollwert die Differenz gebildet, destens einem Turbineneinlassventil und mindestens einem By- und die letztere zur Regelung ausgenutzt wird.

passventil, welche über mindestens je eine Zweigleitung mit 50 Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei-mindestens einem gemeinsamen, mit einem Frischdampferzeu- spielsweise näher erläutert. Es zeigen:

ger in Verbindung stehenden Frischdampfzufuhrleitungsab- Fig. 1 bis 5 schematisch das Frischdampfleitungssystem von schnitt verbunden sind, und mit einem Regelkreis zur Steuerung fünf verschiedenen beispielsweisen Ausführungsformen, der Öffnungs- bzw. Schliessbewegung dieser Ventile. Gemäss dem in Figur 1 dargestellten Teil einer Kernkraft-

Es ist bekannt, in Dampfturbinenanlagen zur Vordruckre- 55 werkanlage ist ein Turbineneinlassventil 1 und ein Bypassventil gelung vor dem Turbineneinlassventil einen Druckwertmessge- 2 über je eine Zweigleitung 3 beziehungsweise 4 mit einer ge-ber anzuordnen. Bei schneller Leistungsreduktion, wie dies zum meinsamen, mit einem Kernreaktor 5 in Verbindung stehenden Beispiel bei Kurzschluss oder Blitzschlag in einem Teil des an- Frischdampfzufuhrleitung 6 verbunden. Die Zweigleitung 3 geschlossenen Netzes erforderlich ist, führen die Turbinenein- weist zum Beispiel eine Länge von 25 m, die Zweigleitung 4 lass-und die Bypass-Ventile schnelle Hubänderungen in zuein- 60 eine Länge von 35 m und die Frischdampfzufuhrleitung 6 eine ander entgegengesetzten Richtungen durch. Dadurch treten vor Länge von beispielsweise 80 m auf.

diesen Ventilen starke Dampfdruckänderungen mit umgekehr- Trifft nun bei Blitzschlag in das Netz ein den Befehl zur ten Vorzeichen auf. Diese Dampfdruckänderungen pflanzen Leistungsreduzierung gebendes Signal «Fast Valving» ein, dann sich mit annähernd gleichen Geschwindigkeiten in Richtung der wird einerseits das Einlassventil 1 schnell in Schliessstellung und Leitungsabzweigung fort. Besonders grosse Amplituden der 65 das Bypassventil 2 in Öffnungsrichtung bewegt. Dabei hat die Druckschwingungen sind unmittelbar vor dem Turbineneinlass- Steuerung der Ventile 1 und 2 derart zu erfolgen, dass der ventil zu beobachten, das heisst wo der Druckwertmessgeber Druck im Dampfvolumen des Kernreaktors 5 konstant bleibt, angeordnet ist. Dadurch werden die Bedingungen für die Vor- Um dies zu erreichen, sind unmittelbar vor dem Turbinenein-

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lassventil 1 in der Zweigleitung 3 eine Druckwertmessstelle 7, unmittelbar vor dem Bypassventil 3 in der Zweigleitung 4 eine Druckwertmessstelle 8, und unmittelbar nach der Sicherheitsdrosselung 9 am Frischdampfaustritt des Reaktors 5, im Frisch-dampfleitungsabschnitt 6, eine Druckwertmessstelle 10 angeordnet und mit dem zur Steuerung der Ventile 1 und 2 dienenden Regelkreis verbunden.

Zur Regelung wird dabei das Signal Ap = pIst -pSoii verwendet, welches im vorliegenden Fall im Rechner 11 des Regelkrei-5 ses wie folgt bestimmt wird.

Ap =

Pl • Gl + [P2-(P2-Pl')] • <J2 + [P3-(P3'-Pl')] • G3 G, + G, + G,

"Psoll wobei pi = Druck vor dem Einlassventil 1, p2= Druck vor dem Bypassventil 2, p3 = Druck am Austritt aus dem Reaktor, Gì = Gewichtsfaktor des Druckes pi, G2 = Gewichtsfaktor des Druckes p2,G3 = Gewichtsfaktor des Druckes p3, Pi' = Druck vor dem Turbineneinlassventil 1 bei stationärem Betriebszustand, p;' = Druck vor dem Bypassventil 2 bei stationärem Betriebszustand und p3' = Druck am Austritt aus dem Reaktor 5 bei stationärem Betriebszustand.

Bei stationärem Betrieb wird mit dem derart bestimmten Signal Ap nur das Turbineneinlassventil 1 gesteuert, da dann das Bypassventil 2 geschlossen ist. Auf diese Weise können die bei der bisherigen Vordruckregelung im Frischdampfzufuhrleitungssystem auftretenden, höchst unerwünschten Druckschwingungen, vermieden oder mindestens auf ein vernachlässigbares Mass vermindert werden.

Bei einer zum Beispiel bei Kurzschluss notwendigen schnellen Leistungsreduktion wird das Turbineneinlassventil so rasch wie möglich in Schliessrichtung bewegt, und zur Konstanthaltung des Druckes im Frischdampferzeuger mit dem Signal Ap das Bypassventil 2 gesteuert.

Wenn die Anforderungen an einen möglichst konstanten Druck im Frischdampferzeuger nicht so hoch sind, dann kann das Signal Ap auch wie folgt bestimmt werden:

Pi • Gì + p2. G2 + p3 • G3

Ap = ^———— Psoii

G, + G, + G,

oder noch weniger genau

Ap =

2 Pi i

~ PSoll :

Pl + p2 + p3

" PSoll

Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten im Prinzip nur dadurch,

dass alle Leitungen 3,4 und 6 wie in der Praxis üblich, in mehrere einzelne Leitungen aufgeteilt und über Querleitungen 12,13 und 14 je untereinander zum Druckausgleich miteinander verbunden sind.

Vor den Turbineneinlassventilen 1 wird der zu messende Druck an einer mit allen Zweigleitungen 3 verbundenen Querleitung 15 abgefühlt, und vor den Bypassventilen 2 wird der zu 15 messende Druck an einer mit allen Zweigleitungen 4 verbundenen Querleitung 16 abgefühlt.

Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel die dritte Druckwertmessstelle 10' im Dampfvolumen des Reaktors 5 und nicht wie in Figur 1 am Austritt aus dem Reaktor 5 angeordnet. io Die Funktionsweise ist analog zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, so dass sich eine weitere Erläuterung erübrigt.

Selbstverständlich ist es zur weiteren Verbesserung des Signals Ap möglich, noch mehr Druckwertmessstellen in den Lei-25 tungen 3,4 und 6 anzuordnen.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Turbineneinlassventil 1 und das Bypassventil 2 über je eine eigene Leitung 6' bzw. 4' mit dem Dampfvolumen des Reaktors 5 verbunden, wobei die Leitung 4' so kurz ist, dass der 30 Druckunterschied gegenüber dem im Dampfvolumen des Reaktors 5 gemessenen Druckes vernachlässigt werden kann.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bypassventil 2 über eine sehr kurze Zweigleitung 4' unmittelbar am Austritt des Reaktors 5 mit der Hauptleitung 6' verbunden, 35 so dass zwischen der Druckwertmessstelle 10 und der Zweigleitung 4' wenn schon, dann nur ein vernachlässigbarer Druckunterschied exisitert.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zweigleitungen 3 und/oder 4 so kurz, das heisst der Abstand 40 zwischen der Druckwertmessstelle 7 und der nicht mit einer Druckwertmessstelle versehenen Zweigleitung so klein, dass zwischen diesen beiden Teilen wenn schon, 1 ann nur ein vernachlässigbarer Druckunterschied existiert, so dass es sinnlos ist, in beiden Zweigleitungen 3 und 4 je mindestens eine Druck-45 wertmessstelle anzuordnen.

Selbstverständlich kann bei geeigneten Verhältnissen die Druckwertmessstelle 7 anstatt in der Zweigleitung 4 auch in der Zweigleitung 3 angeordnet werden.

Die Steuerung des Turbineneinlassventils 1 und/oder des so Bypassventils 2 über den mit dem Rechner 11 versehenen Regelkreis ist bei allen drei vorangehend anhand der Figuren 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen analog zu den beiden anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

dt

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PATENTANSPRÜCHE druckregelung derart verschlechtert, dass die vom Reaktor-

1. Dampfturbinenanlage mit mindestens einem Turbinen- Hersteller festgelegten Grenzen des Wertes einlassventil und mindestens einem Bypassventil, welche über mindestens je eine Zweigleitung mit mindestens einem gemeinsamen, mit einem Frischdampferzeuger in Verbindung stehen- 5

den Frischdampfzufuhrleitungsabschnitt verbunden sind, und . 0 ^ n /t\_n /t\

mit einem Regelkreis zur Steuerung der Öffnungs- bzw. FM = / ——REW_

Schliessbewegung dieser Ventile, dadurch gekennzeichnet, dass J ^reW

in allen Zweigleitungen (3,4) mindestens je eine Druckwert-messstelle (7, 8,10) vorgesehen und diese mit dem zur Steue- 10 rung der Ventile (1,2) dienenden Regelkreis zur Erzielung eines vorbestimmten Druckes im Frischdampferzeuger, verbun- mit QVE = Durchfluss durch Turbineneinlassventil, QBP = den sind. Durchfluss durch Bypassventil und QRE = Durchfluss aus der
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Reaktoraustrittsöffnung, nur bei nicht zu schnellen Hubände-die Druckwertmessstellen (7, 8) in der unmittelbar mit den 15 rangen der Ventile nicht überschritten werden. Sehr schnelle Ventilen (1,2) verbundenen Hälfte der entsprechenden Ab- Hubänderungen der Ventile, wie sie manchmal erwünscht wä-zweigleitungen (3,4) vorzugsweise im letzten Fünftel angeord- ren, sind unter Einhaltung dieser Grenzen bei Kernkraftwerken net sind. bisher nicht realisierbar.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer dass mindestens eine weitere Druckwertmessstelle (10,10') im 2oDanipfturbinenanlage, welche den vorgenannten Nachteil nicht gemeinsamen Frischdampfzufuhrleitungsabschnitt (6) und/oder aufweist, das heisst bei welcher die Turbineneinlass- und By-Frischdampferzeuger (5) angeordnet ist. passventile unter Einhaltung der von den Reaktor-Herstellern
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass festgelegten Grenzen sehr rasch verstellt werden können.

die im gemeinsamen Frischdampfzufuhrleitungsabschnitt (6) Die erfindungsgemässe Dampfturbinenanlage der eingangs angeordnete Druckwertmessstelle (10) in der ersten, unmittel- 25 genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass in allen Zweigbar mit dem Frischdampferzeuger (5) verbundenen Hälfte, vor- leitungen mindestens je eine Druckwertmessstelle vorgesehen zugsweise im ersten Fünftel, des gemeinsamen Frischdampfzu- unc^ diese mit dem zur Steuerung der Ventile dienenden Regel-fuhrleitungsabschnittes (6) angeordnet ist. kreis zur Erzielung eines vorbestimmten vorzugsweise konstan-
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4, dadurch ten Druckes im Frischdampferzeuger, verbunden sind, gekennzeichnet, dass der Frischdampferzeuger mit einem Kern- 30 Dabei ist es zweckmässig, wenn die Druckwertmessstellen in reaktor verbunden ist. der unmittelbar mit den Ventilen verbundenen Hälfte der ent-
6. Anlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, sprechenden Abzweigleitungen, vorzugsweise im letzten Fünf-dass der Regelkreis derart ausgebildet ist, dass aus den Druck- angeordnet sind.

messwerten das arithmetische Mittel und zwischen diesem und Noch besser ist es, wenn mindestens eine weitere Druck-

einem Drucksollwert die Differenz gebildet, und die letztere zur 35 wertmessstelle im gemeinsamen Frischdampfzufuhrleitungsab-Regelung ausgenutzt wird. schnitt und/oder im Frischdampferzeuger angeordnet ist. Dabei
7. Anlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, ist es vorteilhaft, wenn die im gemeinsamen Frischdampfzufuhr-dass der Regelkreis derart ausgebildet ist, dass aus den Druck- leitungsabschnitt angeordnete Druckwertmessstelle in der ermesswerten ein gewichtetes Mittel und zwischen diesem und sten, unmittelbar mit dem Frischdampferzeuger verbundenen einem Drucksollwert die Differenz gebildet, und die letztere zur 40 Hälfte, vorzugsweise im ersten Fünftel, des gemeinsamen Regelung ausgenutzt wird. Frischdampfzufuhrleitungsabschnittes angeordnet ist.

Es ist ferner zweckmässig, wenn der Regelkreis derart ausgebildet ist, dass aus den Druckmesswerten das arithmetische

Mittel und zwischen diesem und einem Drucksollwert die Diffe-

45 renz gebildet und die letztere zur Regelung ausgenutzt wird. Noch besser ist es, wenn der Regelkreis derart ausgebildet ist, dass aus den Druckmesswerten ein gewichtetes Mittel und zwi-