CH671807A5 - - Google Patents

Description

671807

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Anfahren èiner Dampfturbine aus dem kalten Zustand, bei dem eine Läuferdrehvorrichtung angelassen wird, innerhalb eines Kondensators (5) ein Vakuum aufgenommen, die Vakuumanlage auf Dichtheit geprüft, die Läufer und die Turbinengehäuse (2,3) durch Zufuhr von Dampf unter Überdruck bis zu einer Temperatur durchwärmt werden, die der oberen Grenze der Kaltbruchfestigkeit des Metalls der Läufer entspricht und die Drehzahl der Turbinenwelle (1) bis auf die Nenndrehzahl gesteigert wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anlassen der Läuferdrehvorrichtung, jedoch vor der Aufnahme des Vakuums innerhalb des Kondensators (5), die Läufer und die Turbinengehäuse (2,3) mit Dampf durchwärmt werden, der aus einer fremden Dampf quelle bei einem von der Festigkeit des Kondensators (5) abhängigen Überdruck zugeführt wird, wobei gleichzeitig die Dichtheit der Vakuumanlage geprüft wird, wonach das Vakuum innerhalb des Kondensators aufgenommen und die Drehzahl der Turbinenwelle (1) bis auf die Nenndrehzahl gesteigert wird.

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren von Dampfturbinen aus dem kalten Zustand gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Am zweckmässigsten ist das erfindungsgemässe Anfahrverfahren sowohl für neu zu entwerfende als auch für in Betrieb befindliche Dampfturbinen anwendbar, die zur Erzeugung elektrischer Leistung bestimmt sind.

Es ist ein Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kalten Zustand bekannt, bei dem zuerst die Dichtheit der Vakuumanlage durch Füllen ihres Kondensators mit Wasser nach einer vorhergehenden Verstärkung der Konden-satorabstützung durch Zusatzabstützungen in der Zeitperiode vor dem Kesselanheizen geprüft wird. Nach der Dichtprüfung der Vakuumanlage wird das Wasser aus dem Kondensator herausgeleitet und der Kondensator von den Zusatzabstützungen befreit. Hiernach wird die Läuferdrehvorrich-tung angefahren, ein Vakuum im Kondensator aufgenommen und eine teilweise Steigerung der Drehzahlen erreicht. Bei Teildrehzahlen, die jene der Läuferdrehvorrichtung übersteigen, jedoch geringer als die Nenndrehzahl sind, wird eine Durchwärmung der Läufer und der Turbinengehäuse mit dem aus dem Kessel zuströmenden Dampf bis auf eine Temperatur vorgenommen, die der oberen Grenze der Kaltbruchfestigkeit des Metalls entspricht, aus welchem die Läufer hergestellt sind. Gleichzeitig mit der Durchwärmung wird auch eine mittelbare Kontrolle des Wärmezustandes der Läufer nach der Metalltemperatur der Turbinengehäuse durchgeführt. Hiernach lässt man die Turbinenwelle auf Touren bis auf die Nenndrehzahl kommen (s. beispielsweise «Wärmemässige Anleitung zum Anfahren aus unterschiedlichen Wärmezuständen und zum Stillsetzen eines Blockaggregats von 300 MW Leistung mit der Turbine K-300 240 LMS», CPO ORGRES, 1975, Moskau, SS. 11 und 12).

Bei diesem Anfahrverfahren wird die Dichtheit bezüglich Vakuum nur bis zum Füllstand des Wassers geprüft. Alle oberhalb des Wasserfüllstandes befindlichen Bauteile bleiben ungeprüft. Ausserdem wird die Turbinenwelle bei einem solchen Anfahren erst nach beendetem Halten auf Teildrehzahlen bis auf diè Nenndrehzahl gebracht, was die Anfahrzeit des Turbinensatzes wesentlich verlängert und zu erhöhten Anlassverlusten an Brennstoff führt, sowie demzufolge eine unzureichende Erzeugung der elektrischen Leistung während des Laufs mit den Teildrehzahlen verursacht.

. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Anfahren einer Dampfturbine aus dem kalten Zustand zu entwickeln, bei dem die Durchwärmung der Läufer und der Turbinengehäuse, die Aufnahme eines Vakuums im Kondensator, Steigerung der Drehzahlen der Turbinenwelle bis auf die Nenndrehzahl derart verlaufen, dass dadurch die Anfahrzeit des Turbinensatzes wesentlich verkürzt wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass beim vorgeschlagenen Verfahren die im Kennzeichen des Patentanspruches umschriebenen Schritte durchgeführt werden.

Das gemäss dem vorliegenden Verfahren durchgeführte Anfahren der Dampfturbine aus dem kalten Zustand ermöglicht eine zusätzliche Stromerzeugung durch eine bedeutende Verkürzung der Anfahrzeit beim Anfahren der Dampfturbine und erlaubt folglich, auch die Brennstoffverluste während des Anfahrens herabzusetzen.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf eine beigelegte Zeichnung beschrieben, in der ein Teil der wärmetechnischen Schaltung einer Dampfturbine schematisch dargestellt ist, die eine Mittel- und eine Niederdruckstufe, sowie eine Vakuumanlage aufweist.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Anfahren der Dampfturbine soll hier anhand des Anfahrens einer Dampfturbine ausführlich beschrieben werden, die eine Welle 1 mit einer an dieser angeordneten Mitteldruckstufe und einer Niederdruckstufe 2 bzw. 3 aufweist (der Kessel und die Hochdruckstufe sind in der Schaltung nicht dargestellt). An den Stirnwänden der Zylinder oder Stufengehäuse 2 und 3 sind Aussenstopfbuchsen 4 angebracht.

Die Niederdruckstufe 3 kommuniziert mit einem Kondensator 5, welcher seinerseits an einen Ejektor 6 angeschlossen ist. Die Niederdruckstufe 3 ist mit Sicherheitsventilen 7 ausgerüstet.

Durch den Kondensator 5 wird mit einer Pumpe 8 über eine Wasserleitung 9 gefördertes Wasser hindurchgepumpt.

Aus dem Kondensator 5 wird das Kondensat mittels Kondensatpumpen 10 über einen Stopfbuchsenvorwärmer 11 ausgepumpt, der einen eigenen Ejektor 12 besitzt.

Aus dem Stopfbuchsenvorwärmer 11 tritt das Kondensat über eine Absperrarmatur 13 in ein Regenerationssystem oder in ein Rücklaufsystem des Kondensats durch eine Rohrleitung 14 in den Kondensator 5 zurück.

Das Absaugen des Dampf-Luft-Gemisches aus den Aussenstopfbuchsen 4 erfolgt über Rohrleitungen 15 in den Stopfbuchsenvorwärmer 11.

Der Dampf aus der nicht abgebildeten fremden Dampfquelle gelangt über eine Rohrleitung 16 zu den Aussenstopfbuchsen 4 und durch eine Rohrleitung 17 über eine Absperrarmatur 18 und einen Regler 19 in eine Leitung 20 zur Entnahme des Dampfes aus der Mitteldruckstufe 2. Die Stelle des Anschlusses der Rohrleitung 17 an die Leitung 20 liegt zwischen einer Absperrarmatur 21 der Dampfentnahmelei-tung 20 und der Mitteldruckstufe 2.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird wie folgt durchgeführt.

Zum Durchwärmen der Welle 1 und der Stufengehäuse 2, 3 bei der angelassenen Wellendrehvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt), wird der Dampf aus einer (nicht abgebildeten) fremden Dampf quelle über die Rohrleitung 16 den Aussenstopfbuchsen 4 der Stufen 2,3 zugeführt und bei abgestelltem Ejektor 6 werden die Umwälzpumpe 8 und die Kondensatpumpen 10 eingeschaltet. Dabei tritt auch der Stopfbuchsenvorwärmer 11 mit seinem Ejektor 12 gleichzeitig mit dem Einschalten der Rücklaufleitung 14 und Öffnen deren Absperrarmatur 13 in Funktion.

Somit ist die Vakuumanlage zur Aufnahme des Heiz2

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dampfes aus der fremden Dampfquelle vorbereitet. Zur Zufuhr dieses Dampfes wird zunächst die Absperrarmatur 18 in der Rohrleitung 17 bei der geschlossenen Absperrarmatur 21 geöffnet und durch den Regler 19 ein Gesamtdruck in den Stufen 2,3 eingestellt und konstant gehalten, wobei der zulässige Wert dieses Gesamtdrucks durch die Festigkeit des Kondensators 5 bedingt ist. Falls der Gesamtdruck den zulässigen Wert übersteigt, sprechen die Sicherheitsventile 7 an der Niederdruckstufe 3 an.

Somit beginnt die Durchwärmung, in deren Verlauf die in den Stufen 2,3 befindliche Luft durch den Dampf in den Kondensator 5 verdrängt wird, während in der ganzen Vakuumanlage der partielle Dampfdruck zunimmt. Sobald der partielle Dampfdruck die Grösse des atmosphärischen Drucks übertrifft, erfolgt die Prüfung der Dichtheit der Vakuumanlage mit dem Dampf, weil undichte Stellen sich durch Dampfaustritt zu erkennen geben. Dabei erreicht der partielle Dampfdruck eine konstante Grösse.

Da der partielle Dampfdruck in der beheizten Mitteldruckstufe 2 maximal ist, kommt die Sättigungstemperatur, die diesem Druck entspricht jener Temperatur nahe, die der oberen Grenze der Kaltbruchfestigkeit des Werkstoffes des Läufers in dieser Stufe 2 entspricht.

Während der Durchwärmung wird eine mittelbare Kontrolle des Wärmezustandes der Läufer durchgeführt. Die 5 Durchwärmung endet, sobald die Metalltemperatur des Läufers der Mitteldruckstufe 2 den Wert der Sättigungstemperatur erreicht.

Hiernach wird der Ejektor 6 eingeschaltet und das Vakuum im Kondensator 5 aufgenommen. Nach der 10 erfolgten Vakuumaufnahme wird das Anheizen des in der Zeichnung nicht mitabgebildeten Kessels für den Kondensator 5 durchgeführt. Nachdem die erforderlichen Dampfwerte am Eintritt in die Turbine erreicht sind, wird der Dampf aus dem Kessel in die Mitteldruckstufe 2 geleitet, und 15 man lässt die Welle 1 auf Touren kommen, unter vorhergehender Schliessung der Rohrleitung 17 durch die Absperrarmatur 18. Da die Welle 1 vor der Beschleunigung auf höhere Drehzahlen durchwärmt wird, kann die Steigerung der Drehzahl bis auf die Nenndrehzahl unmittelbar ab der Drehzahl 20 erfolgen, die sich durch die Läuferdrehvorrichtung ergibt, d. h. ohne Verzögerung für die Durchwärmung der Welle 1 bei deren Drehung mit dazwischen liegenden Drehzahlen.

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1 Blatt Zeichnungen