EP1026368A1 - Dampfturbine - Google Patents

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EP1026368A1
EP1026368A1 EP99810091A EP99810091A EP1026368A1 EP 1026368 A1 EP1026368 A1 EP 1026368A1 EP 99810091 A EP99810091 A EP 99810091A EP 99810091 A EP99810091 A EP 99810091A EP 1026368 A1 EP1026368 A1 EP 1026368A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
steam
valve
turbine
steam turbine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99810091A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Graf
Pierre Meylan
Jürgen Vogel
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.)
ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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 ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • 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
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • 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
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/70—Disassembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods

Definitions

  • the invention relates to a steam turbine a multi-part housing.
  • the invention is based, the To reduce manufacturing costs and the revision time.
  • the live steam lines are shorter as they only lead to the lower part of the steam turbine, above there are none at all on the foundation table Live steam or supply lines.
  • the housing can be removed by removing the top part can be covered without live steam flanges open or remove the valve blocks from the outer housing.
  • valve actuators are located all below the steam turbine, there can be no hydraulic fluid drip on the hot steam turbine. The Fire risk is minimized.
  • control valve block and the one or more quick-acting valve blocks integral valve block. This eliminates the live steam flanges between quick-closing valve blocks and control valve block. It can be a large integral valve block be used in a compact, weight-saving design.
  • the high pressure steam turbine shown in Fig. 1 has an outer housing 1 and an inner housing 2 on.
  • the turbine runner is not shown.
  • the outer casing 1 consists of an upper housing part 3 and a lower housing part 4, the horizontal Flange connection are interconnected. That in The outer housing is also horizontal separated and has an upper housing part 5 and a lower housing part 6.
  • In an integral Valve housing block 7 are 3 live steam control valves in the central area 8, 9 and 10 and on both sides of the control valves 8, 9 and 10 on the two outer ends of the valve housing block 7 each a quick-closing valve 11, 12 arranged.
  • the valve housing block 7 is by means of a flange connection attached directly to the lower outer housing part 4. Instead of a screwed flange connection a welded connection could also be provided.
  • Each outlet of the control valves 8, 9 and 10 is included a diffuser tube 13, 14 or 15 connected, which is in the lower outer housing part 4 extends into and in the respective interior of the lower inner housing part 6 flows.
  • the diffuser tubes are in the lower part of the inner housing 6 screwed or inserted and with Securing pin or similar measures secured.
  • the live steam is through the inlets 16, 17 of the two quick-closing valves and then via the control valves 8, 9, 10 and the diffuser tubes 13, 14, 15 in the respective interior of the lower inner housing part 6 fed.
  • the quick-closing valves 11 and 12 have the In the event of a short circuit, the task of supplying steam to Control valves 8, 9 and 10 and thus to interrupt the turbine. They are designed as security organs and are actuated by unspecified servomotors.
  • the three control valves 8, 9 and 10 are used for Regulation of the steam flow. You won't get closer by designated hydraulic actuators actuated.
  • valve block 7 is without an intermediate tube directly and therefore directly on the lower part of the outer housing flanged to the turbine.
  • the steam turbine shown in Fig. 2 exists from a high-pressure turbine section 18 and a downstream one Medium pressure turbine section 19.
  • the turbine sections have an outer housing according to embodiment 1 and an inner case, both from one upper and lower housing parts are assembled.
  • At the lower housing part of the outer housing of the high pressure turbine 18 is a live steam valve housing block 20 immediately attached.
  • the high pressure turbine section 18 and the live steam valve housing block 20 correspond to that in FIG Fig. 1 shown execution.
  • the outer casing of the medium-pressure turbine section 19 is a or more interception valve housing blocks 21 with quick-closing valves and control valves in a similar way as the live steam valve housing block 7 of the embodiment 1 attached immediately (see Fig. 3).
  • the live steam is via the valve block 20 introduced into the high pressure turbine section 18. After leaving the partial turbine 18 it flows through an reheater 22 and passes through the valve block 21 in the Medium pressure turbine section 19.
  • the medium pressure partial turbine indicated schematically in FIG. 2 19 is shown in more detail in FIG. 3.
  • the outer casing of this turbine section 19 is made from an upper outer housing part 23 and a lower one Outer housing part 24, the horizontal flange connection are interconnected.
  • the inner case is not shown with the exception of their two steam inlet sections 26.
  • Two separate relief valve housing blocks 21 are each directly at the bottom by means of a flange connection Outer housing part 24 attached.
  • Each intercept valve body block each has an interception control valve 28 or 29 and one quick-closing valve 31 and 32 respectively.
  • the steam coming from the superheater 22 becomes through the inlets of the two quick-closing valves 31 and 32 (see arrows) and then via the control valves 28 and 29 and the diffuser tubes, not shown (the one diffuser tube 33 is indicated by dashed lines) via the inlets 26 of the inner housing in the respective interior of the lower inner housing part (not shown) fed.
  • the interception valves (one or more) exist usually like the FD valves from one Quick-closing valve and a control valve.
  • the interception valves serve the downstream of the high pressure turbine To regulate turbine part (MD turbine part) or to be quickly controlled in the event of a load shedding or Failure so that the turbine is protected and not on Overspeed goes through that in the boiler and in the Steam lines remaining steam under high pressure, the want to expand.
  • the arrangement according to the invention is for Steam turbines in single-shell or double-shell construction suitable. In other words, it is also suitable for Steam turbines without an inner casing. Essential to the invention Arrangement is that all control valves including the quick-closing valves and if necessary also all the interception valve on the lower part of the housing Steam turbine or the partial turbine are attached.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Dampfturbine mit Regelung des Frischdampfzuflusses besitzt ein zweiteiliges Aussengehäuse. Der Ventilgehäuseblock (7) enthaltend die Schnellschlussventile (11, 12) und die Regelventile (8, 9, 10) ist unmittelbar am unteren Gehäuseaussenteil angeflanscht und der Frischdampf wird über in den Innenraum des unteren Innengehäuseteiles (6) mündende Diffusorrohre (13, 14, 15) zugeführt. Bei Dampfturbinen mit hintereinander geschalteten Teilturbinen sind auch die Abfangventilblöcke der nachgeschalteten Teilturbinen unmittelbar am Gehäuseunterteil der Dampfturbinen angebracht. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einem mehrteiligen Gehäuse.
Stand der Technik
Bekannt sind Dampfturbinen dieser Art, bei welchen alle Regelventile am Oberteil des Aussengehäuses oder über den Umfang verteilt am Oberteil und am Unterteil des Aussengehäuses angebracht, z.B. angeflanscht, sind.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand und die Revisionszeit zu vermindern.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Die Frischdampfleitungen sind kürzer, da sie nur bis an den Unterteil der Dampfturbine führen, oberhalb des Fundamenttisches befinden sich überhaupt keine Frischdampf- oder Zu-Leitungen.
Das Gehäuse kann durch Entfernen des Oberteiles abgedeckt werden, ohne Frischdampfflansche zu öffnen oder die Ventilblöcke vom Aussengehäuse abzumontieren.
Die Stellantriebe der Ventile befinden sich alle unterhalb der Dampfturbine, es kann keine Hydraulikflüssigkeit auf die heisse Dampfturbine tropfen. Die Brandgefahr ist minimiert.
Die Geräuschbildung der Turbogruppe, oberhalb des Fundamenttisches, wird durch die unterhalb des Tisches angeordneten Ventile stark verringert, ohne dass zusätzliche Massnahmen, wie Anbringen einer dicken Isolierung, getroffen werden müssen.
Vorzugsweise bilden der Regelventilblock und der oder die Schnellschlussventilblöcke einen einzigen, integralen Ventilblock. Damit entfallen die Frischdampfflansche zwischen Schnellschlussventilblöcken und Regelventilblock. Es kann ein grosser integraler Ventilblock in kompakter, gewichtsparender Bauweise verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Dampfturbine vereinfacht dargestellt.
Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Querschnitt im Bereich des Frischdampfzuflusses einer HD-Dampfturbine und
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Dampfturbine mit einer HD-Teilturbine und einer MD-Teilturbine.
  • Fig. 3 einen Querschnitt im Bereich des ZuDampfzuflusses einer MD-Dampf(teil)turbine, wobei das Innengehäuse nicht dargestellt ist.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
    Die in Fig. 1 dargestellte Hochdruck-Dampfturbine weist ein Aussengehäuse 1 und ein Innengehäuse 2 auf. Der Turbinenläufer ist nicht dargestellt. Das Aussengehäuse 1 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 3 und einem unteren Gehäuseteil 4, die mit horizontaler Flanschverbindung miteinander verbunden sind. Das im Aussengehäuse gelagerte Innengehäuse ist ebenfalls horizontal getrennt und besitzt einen oberen Gehäuseteil 5 und einen unteren Gehäuseteil 6. In einem integralen Ventilgehäuseblock 7 sind im mittleren Bereich 3 Frischdampfregelventile 8, 9 und 10 und beidseitig der Regelventile 8, 9 und 10 an den beiden Aussenenden des Ventilgehäuseblockes 7 je ein Schnellschlussventil 11, 12 angeordnet. Der Ventilgehäuseblock 7 ist mittels Flanschverbindung unmittelbar am unteren Aussengehäuseteil 4 angebracht. Anstelle einer verschraubten Flanschverbindung könnte auch eine Schweissverbindung vorgesehen werden. Jeder Auslass der Regelventile 8, 9 und 10 ist je mit einem Diffusorrohr 13, 14 bzw. 15 verbunden, das sich in den unteren Aussengehäuseteil 4 hinein erstreckt und in den jeweiligen Innenraum des unteren Innengehäuseteiles 6 mündet.
    Die Diffusorrohre sind im unteren Innengehäuseteil 6 eingeschraubt oder eingesteckt und mit Sicherungsstift oder ähnlichen Massnahmen gesichert.
    Der Frischdampf wird durch die Einlässe 16, 17 der beiden Schnellschlussventile und anschliessend über die Regelventile 8, 9, 10 und die Diffusorrohre 13, 14, 15 in den jeweiligen Innenraum des unteren Innengehäuseteiles 6 zugeführt.
    Die Schnellschlussventile 11 und 12 haben die Aufgabe im Schnellschlussfall die Dampfzufuhr zu den Regelventilen 8, 9 und 10 und damit zur Turbine zu unterbrechen. Sie sind als Sicherheitsorgane konzipiert und werden durch nicht näher bezeichnete Servomotoren betätigt.
    Die drei Regelventile 8, 9 und 10 dienen zur Regelung des Dampfstromes. Sie werden durch nicht näher bezeichnete hydraulische Stellglieder betätigt.
    Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass auf der Zudampfseite der Schnellschlussventile 16, 17 die Verbindung vom Kessel zu diesen Ventilen keine Flanschverbindung bedingt, sondern Verschweissung möglich ist. Dadurch wird eine bessere und dichte Verbindung gewährleistet.
    Der Ventilblock 7 ist ohne Zwischenrohr direkt und damit unmittelbar am unteren Aussengehäuseteil der Turbine angeflanscht.
    Die in Fig. 2 dargestellte Dampfturbine besteht aus einer Hochdruck-Teilturbine 18 und einer nachgeschalteten Mitteldruck-Teilturbine 19. Die Teilturbinen weisen entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 ein Aussengehäuse und ein Innengehäuse auf, die beide aus einem oberen und unteren Gehäuseteil zusammengesetzt sind. Am unteren Gehäuseteil des Aussengehäuses der Hochdruck-Teilturbine 18 ist ein Frischdampf-Ventilgehäuseblock 20 unmittelbar angebracht. Die Hochdruck-Teilturbine 18 und der Frischdampf-Ventilgehäuseblock 20 entsprechen der in Fig. 1 gezeigten Ausführung. Am unteren Gehäuseteil des Aussengehäuses der Mitteldruck-Teilturbine 19 ist ein oder mehrere Abfang-Ventilgehäuseblöcke 21 mit Schnellschlussventilen und Regelventilen in ähnlicher Weise wie der Frischdampf-Ventilgehäuseblock 7 des Ausführungsbeispiel 1 unmittelbar angebracht (siehe Fig. 3).
    Der Frischdampf wird über den Ventilblock 20 in die Hochdruck-Teilturbine 18 eingeführt. Nach Verlassen der Teilturbine 18 durchströmt er einen Zwischenüberhitzer 22 und gelangt über den Ventilblock 21 in die Mitteldruck-Teilturbine 19.
    Die in Fig. 2 schematisch angedeutete Mitteldruck-Teilturbine 19 ist in Fig. 3 etwas näher dargestellt. Das Aussengehäuse dieser Teilturbine 19 besteht aus einem oberen Aussengehäuseteil 23 und einem unteren Aussengehäuseteil 24, die mit horizontaler Flanschverbindung miteinander verbunden sind. Das Innengehäuse ist nicht dargestellt mit Ausnahme deren beiden Dampfeinlasspartien 26. Zwei getrennte Abfangventilgehäuseblöcke 21 sind je mittels Flanschverbindung unmittelbar am unteren Aussengehäuseteil 24 angebracht. Jeder Abfangventilgehäuseblock weist je ein Abfangregelventil 28 bzw. 29 und je ein Schnellschlussventil 31 bzw. 32 auf.
    Der vom Überhitzer 22 kommende Dampf wird durch die Einlässe der beiden Schnellschlussventile 31 und 32 (siehe Pfeile) und anschliessend über die Regelventile 28 und 29 und die nicht näher dargestellten Diffusorrohre (das eine Diffusorrohr 33 ist gestrichelt angedeutet) über die Einlässe 26 des Innengehäuses in den jeweiligen Innenraum des unteren Innengehäuseteiles (nicht dargestellt) zugeführt.
    Die Abfangventile (eines oder mehrere) bestehen üblicherweise wie die FD-Ventile aus einem Schnellschlussventil und einem Regelventil. Die Abfangventile dienen dazu, den der Hochdruckturbine nachgeschalteten Turbinenteil (MD-Turbinenteil) zu regeln, bzw. schnell abzusteuern bei einem Lastabwurf oder einem Fehlerfall, damit die Turbine geschützt ist und nicht auf Überdrehzahl geht, durch den im Kessel und in den Dampfleitungen verbleibenden Dampf unter hohem Druck, der expandieren möchte.
    Die erfindungsgemässe Anordnung ist für Dampfturbinen in einschaliger oder zweischaliger Bauweise geeignet. Mit anderen Worten, sie ist auch geeignet für Dampfturbinen ohne Innengehäuse. Wesentlich bei der erfindungsgemässen Anordnung ist, dass alle Regelventile einschliesslich der Schnellschlussventile und gegebenenfalls auch alle Abfangventil am unteren Gehäuseteil der Dampfturbine bzw. der Teilturbine angebracht sind.
    Bezugszeichenliste
    1
    Aussengehäuse
    2
    Innengehäuse
    3
    oberer Aussengehäuseteil
    4
    unterer Aussengehäuseteil
    5
    oberer Innengehäuseteil
    6
    unterer Innengehäuseteil
    7
    Ventilgehäuseblock
    8,9,10
    Regelventile
    11, 12
    Schnellschlussventile
    13,14,15
    Diffusorrohre
    16,17
    Einlässe der Schnellschlussventile
    18
    HD-Teilturbine
    19
    MD-Teilturbine
    20
    Ventilblock (Frischdampfventil)
    21
    Ventilblock (Abfangventil)
    22
    Zwischenüberhitzer
    23
    oberer Aussengehäuseteil
    24
    unterer Aussengehäuseteil
    26
    Dampfeinlasspartien des Innengehäuses
    28,29
    Abfangregelventile
    31,32
    Schnellschlussventile
    33
    Diffusorrohr

    Claims (8)

    1. Dampfturbine mit einem mehrteiligen Gehäuse und mit Regelung des Frischdampfzuflusses, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Frischdampfventilgehäuse am Unterteil des Turbinengehäuses angebracht oder im Unterteil des Gehäuses selbst integriert ist, bzw. sind.
    2. Dampfturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Frischdampfventilgehäuse mehrere Regelventile (8, 9, 10) aufweist.
    3. Dampfturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Frischdampfventilgehäuse als Ventilgehäuseblock ausgebildet ist, der unmittelbar am Unterteil (4) des Gehäuses angebracht ist.
    4. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1-3 mit mindestens einem Schnellschlussventil, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelventilgehäuseblock und der oder die Schnellschlussventilgehäuseblöcke einen integralen Ventilgehäuseblock (7) bilden.
    5. Dampfturbine nach Anspruch 1 mit hintereinander geschalteten Teilturbinen, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Abfangventilgehäuse (21) der nachgeschalteten Teilturbine (19) am Unterteil des Gehäuses der besagten Teilturbine angebracht oder im Unterteil des Gehäuses der besagten Teilturbine selbst integriert ist bzw. sind.
    6. Dampfturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Abfangventilgehäuse (21) als Ventilgehäuseblock bzw. -blöcke ausgebildet ist bzw. sind, der unmittelbar am Unterteil des Gehäuses der besagten Teilturbine angebracht ist.
    7. Dampfturbine nach einem der Ansprüche 1-6, mit einem mehrteiligen Aussen- und Innengehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Turbinengehäuse das Aussengehäuse ist.
    8. Dampfturbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Frischdampfventile und/ oder das bzw. die Abfangventile strömungsmässig mit dem Innenraum bzw. den Innenräumen des unteren Innengehäuseteiles (6) verbunden ist bzw. sind.
    EP99810091A 1999-02-04 1999-02-04 Dampfturbine Withdrawn EP1026368A1 (de)

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