Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
OVERLOAD INTRODUCTION INTO A STEAM TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/025242
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an assembly (1), comprising a steam turbine (2) and an overload valve (12), wherein the overload valve (12) is arranged opposite the fresh steam valve (7) and a fresh steam flows partially through the flow channel and partially into an overload inflow region (11) via the overload valve (12).

Inventors:
KUHN, Martin (Stüttgener Str. 42, Neuss, 41468, DE)
PLAUMANN, Ralf (Bülsestr. 73, Gelsenkirchen, 45896, DE)
SCHLEHUBER, Dominic (Hoher Ring 1, Oberhausen, 46145, DE)
STANISIC, Aleksandar (Eibenkamp 18, Mülheim an der Ruhr, 45481, DE)
Application Number:
EP2016/065290
Publication Date:
February 16, 2017
Filing Date:
June 30, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
International Classes:
F01K7/20
Foreign References:
US20140328673A12014-11-06
EP2299068A12011-03-23
EP2546476A12013-01-16
JP2006161698A2006-06-22
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung (1) umfassend eine Dampfturbine (2) mit einem zweischaligen Gehäuse, welches ein Außengehäuse (3) und ein darin angeordnetes Innengehäuse umfasst, und einen durch das Außengehäuse (3) geführten Anschluss (4),

wobei der Anschluss (4) mit einem Paar von Anschlussöffnungen (4), gebildet durch eine erste Anschlussöffnung (4a) und eine zweite Anschlussöffnung (4b) gestaltet ist, welche am Innengehäuse ausgebildet sind, ferner umfassend ein erstes

Ventil zum Zuführen von Dampf in das Innengehäuse, wobei das erste Ventil strömungstechnisch mit der ersten Anschlussöffnung (4a) verbunden ist, ferner umfassend ein zweites Ventil zum Abführen von Dampf, wobei das zweite Ventil strömungstechnisch mit der zweiten Anschlussöffnung

(4b) verbunden ist,

wobei die Dampfturbine (2) ferner einen

Überlasteinströmbereich (11) aufweist, der strömungstechnisch mit dem zweiten Ventil verbunden ist,

wobei die Dampfturbine (2) einen für eine Strömungsrichtung ausgelegten Beschaufelungsbereich aufweist und der

Überlasteinströmbereich (11) in den Beschaufelungsbereich nach einer Strömungsrichtung stromabwärts liegenden Schaufelstufe mündet,

wobei die Anschlussöffnungen (4a, 4b) am Innengehäuse ge¬ genüberliegend ausgebildet sind.

2. Anordnung (1) nach Anspruch 1,

wobei die Dampfturbine (2) zweiflutig gebildet durch eine erste Flut (14) und eine zweiten Flut (15) ausgeführt ist

3. Anordnung (1) nach Anspruch 2,

wobei das erste und zweite Ventil an der ersten Flut (14) angeordnet ist.

4. Verfahren zum Bertreiben einer Dampfturbine (2) im Überlastbetrieb,

bei dem über ein ersten Ventil Dampf in den Einströmbereich (5) der Dampfturbine (2) strömt und teilweise in einen Beschaufelungsbereich und teilweise aus der Dampfturbine (2) über ein zweites Ventil in einer Überlastleitung (10) strömt und von dort in die Dampfturbine (2) in einen strom¬ abwärts liegenden Überlasteinströmbereich (11) strömt, wobei die Dampfturbine (2) ferner derart ausgebildet wird, dass diese einen für eine Strömungsrichtung ausgelegten Beschaufelungsbereich aufweist und der

Überlasteinströmbereich (11) in den Beschaufelungsbereich nach einer Strömungsrichtung stromabwärts liegenden Schaufelstufe mündet,

wobei die Anschlussöffnungen (4a, 4b) am Innengehäuse ge¬ genüberliegend ausgebildet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

wobei im Normalbetrieb das zweite Ventil geschlossen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

wobei das erste Ventil gegenüberliegend zum zweiten Ventil angeordnet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

wobei die Dampfturbine (2) mit einer ersten und einer zwei¬ ten Flut (15) ausgebildet wird.

Description:
Beschreibung

Überlasteinleitung in eine Dampfturbine Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend eine Dampf ¬ turbine mit einem zweischaligen Gehäuse, welches ein Außenge ¬ häuse und ein darin angeordnetes Innengehäuse umfasst, und einen durch das Außengehäuse geführten Anschluss, wobei der Anschluss mit einem Paar von Anschlussöffnungen, gebildet durch eine erste Anschlussöffnung und eine zweite Anschluss ¬ öffnung gestaltet ist, welche am Innengehäuse ausgebildet sind, ferner umfassend ein erstes Ventil zum Zuführen von Dampf in das Innengehäuse, wobei das erste Ventil strömungs ¬ technisch mit der ersten Anschlussöffnung verbunden ist.

Dampfturbinen werden zur Erzeugung von elektrischer Energie eingesetzt. Im Normalbetrieb wird ein Dampf im Dampferzeuger erzeugt und zur Dampfturbine zu einem Einströmbereich ge ¬ führt. In der Dampfturbine wird die thermische Energie des Dampfes in mechanische Rotationsenergie des Rotors umgewan ¬ delt. Es sind allerdings Betriebszustände möglich, wo mehr Leistung von der Dampfturbine gefordert wird, was dadurch er ¬ reicht wird, dass im Dampferzeuger eine Zusatzbefeuerung eingesetzt wird, die zu einer Erhöhung des Dampfmassenstroms führt. Diese Erhöhung des Dampfmassenstromes wird in die Dampfturbine in bekannter Weise über stromabwärts im

Beschaufelungsbereich liegende Überlasteinströmbereiche zuge ¬ führt. Dazu wird von der Frischdampfleitung eine Abzweigung realisiert, die strömungstechnisch stromabwärts mit dem

Überlasteinströmbereich verbunden wird.

In dieser Überlastleitung ist ein Überlastventil angeordnet, das im Normalfall geschlossen ist. In der Frischdampfleitung ist ein Schnellschluss- und ein Stellventil angeordnet. Das Überlastventil wird in manchen Ausführungsformen unterhalb der Dampfturbine angeordnet, was zu unnötigen zusätzlichen Rohrleitungsverbindungen führt. Zusätzlich muss das Überlastventil und die Rohrleitungen gehaltert werden, welches zu- sätzlichen Aufwand darstellt. Das Überlastventil wird unter ¬ halb der Turbinenmitte positioniert, wodurch die Entwässerung des Überlastventils ein absoluter Tiefpunkt wird und somit eine Entwässerungsstation zwingend erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es eine kostengünstigere Anordnung und ein Verfahren für den Überlastbetrieb anzugeben.

Gelöst wird dies durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 4.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben . Die Erfindung geht von dem Aspekt aus, eine komplizierte Ver ¬ rohrung des zweiten Ventils, das als Überlastventil bezeich ¬ net werden kann, vermieden werden kann. Ebenso kann auf eine zusätzliche Entwässerungsstation verzichtet werden. Das erste Ventil und das zweite Ventil werden vergleichsweise in einem geringen Abstand zueinander an der Dampfturbine angeordnet.

In einem ersten Aspekt der Erfindung weist die Dampfturbine ferner einen Überlasteinströmbereich, der strömungstechnisch mit dem zweiten Ventil verbunden ist auf.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Dampfturbine einen für eine Strömungsrichtung ausgelegten

Beschaufelungsbereich auf, wobei der Überlasteinströmbereich in den Beschaufelungsbereich nach einer in Strömungsrichtung stromabwärtsliegenden Schaufelstufe mündet.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Anschlussöffnungen am Innengehäuse gegenüberliegend ausgebildet. 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 Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese soll die Ausführungsbei ¬ spiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnungen, wozu Erläuterungen dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Leh- ren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

Figur 1 zeigt eine Anordnung mit einer Dampfturbine und ei ¬ nem Überlasteinströmbereich gemäß dem Stand der Technik .

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer

Überlasteinrichtung .

Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung in

zweiflutiger Ausführung.,

Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht.

Die Figur 1 zeigt eine Anordnung 1 gemäß dem Stand der Tech- nik. Die Anordnung 1 umfasst eine Dampfturbine 2 mit einem zweischaligen Gehäuse (nicht dargestellt) , welches ein Außen ¬ gehäuse 3 und ein darin angeordnetes Innengehäuse (nicht dar ¬ gestellt) umfasst. Ferner umfasst die Dampfturbine 2 einen durch das Außengehäuse 3 geführten Anschluss 4. Die Dampftur- bine 2 umfasst einen drehbar gelagerten Rotor und einen

Einströmbereich 5 für einen Frischdampf. Der Einströmbereich 5 ist mit einer Frischdampfleitung 9 strömungstechnisch verbunden. In dieser Frischdampfleitung 9 ist ein Schnellschlussventil 7 und ein Stellventil 8 angeordnet. Des Weite- ren umfasst die Anordnung 1 eine Abzweigung 9. An dieser Abzweigung 9 ist eine Überlastleitung 10 angeordnet und mündet in einen Überlasteinströmbereich 11 in der Dampfturbine 2. In der Überlastleitung 10 ist ein Überlastventil 12 angeordnet, das im tatsächlichen Aufbau unterhalb der Dampfturbine 2 an ¬ geordnet ist, was zu Nachteilen führt.

Im Normalbetrieb strömt ein Frischdampf über die Frischdampf- leitung 6 und dem Schnellschlussventil 7 und Stellventil 8 in den Einströmbereich 5 der Dampfturbine. Die thermische Ener ¬ gie des Dampfes wird in mechanische Energie des Rotors umge ¬ wandelt. Die Rotation des Rotors kann schließlich mittels ei ¬ nes Generators in elektrische Energie umgewandelt werden. In einem Überlastbetrieb, das bedeutet, dass der Dampferzeuger mehr Dampfstrom erzeugt als im Normalbetrieb, wird das Über ¬ lastventil 12 geöffnet und ein Teil des Dampfes wird über die Überlastleitung in den Überlasteinströmbereich 11 geströmt. Im Normalbetrieb ist das Überlastventil 12 geschlossen. Durch das Öffnen des Überlastventils 12 kann die Leistung der

Dampfturbine 2 erhöht werden.

Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1. Die Frischdampfleitung 6 ist strömungstechnisch über das Schnell- schlussventil 7 und Stellventil 8 mit dem Einströmbereich 5 verbunden. Der Anschluss 4 ist mit einem Paar von Anschlussöffnungen 4a, 4b gebildet durch eine erste Anschlussöffnung 4a und eine zweite Anschlussöffnung 4b gestaltet, welche am Innengehäuse ausgebildet sind. Ferner umfasst die Anordnung 1 ein zweites Ventil 12, das als Überlastventil bezeichnet wer ¬ den kann und ist zum Abführen von Dampf ausgebildet. Dies erfolgt über eine Abführleitung 13 und mündet in eine Überlast ¬ leitung 10 in den Überlasteinströmbereich 11. Somit wird bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung 1 der im Überlastfall ein- strömende Dampf über die Frischdampfleitung 6 in das Schnellschlussventil 7 und anschließend in das Stellventil 8 geführt und strömt über den Einströmbereich 5 teilweise in einen Strömungskanal und teilweise wieder über die Abführleitung 13 auf der Dampfturbine 2 heraus . Der aus der Dampfturbine 2 herausführende Dampf strömt über das Überlastventil 12 und einer Überlastleitung 10 in einen Überlastbereich 11. Die Figur 3 zeigt eine erweiterte Ausführungsform der Anord ¬ nung gemäß Figur 2. In der Anordnung gemäß Figur 3 wird ein Überlastdampf ebenfalls über die Überlastleitung 10 in einen Überlasteinströmbereich 11 geführt. Der Unterschied der An- Ordnung gemäß Figur 3 zu der Ausführung gemäß Figur 2 ist der, dass die Dampfturbine 2 als zweiflutige Dampfturbine mit einer ersten Flut 14 und einer zweiten Flut 15 ausgeführt ist. Ein Frischdampf strömt über die Frischdampfleitung 6 in die erste Flut 14 und von dort aus der Dampfturbine 2 zu ei- nem Zwischenüberhitzer (nicht dargestellt) . Anschließend strömt Dampf über eine Mitteldruckdampfleitung 16 und einen Mitteldruckschnellschlussventil 17 und Mitteldruckstellventil 18 in einen Mitteldruckeinströmbereich 19. Anschließend strömt Dampf in der zweiten Flut 15 durch einen Strömungska- nal aus der Dampfturbine 2 heraus. Die thermische Energie des Dampfes wird hierbei in mechanische Energie des Rotors umge ¬ wandelt .

Die Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht der Ein- Strömung. Im Wesentlichen ist die Dampfturbine 2 symmetrisch zu einer senkrechten Symmetrieachse 31 ausgebildet, die durch eine Rotationsachse 30 geht. Ein in Figur 4 nicht dargestell ¬ ter Rotor ist rotationssymmetrisch um die Rotationsachse drehbar gelagert. Die zweite Anschlussöffnung 4b und Abführ- leitung 13 ist bezogen auf die Symmetrieachse 31 spiegelsym ¬ metrisch gegenüberliegend zur Anschlussöffnung 4a angeordnet. Eine zweite Variante wie die zweite Anschlussöffnung 4b ge ¬ genüberliegend angeordnet werden kann, ist in Figur 4 durch die gestrichelte Linie 32 dargestellt. Hierbei ist die zweite Anschlussöffnung 4b gegenüberliegend auf einer gedachten Linie 33, die durch die Anschlussöffnung 4a und Rotationsachse 30 geht, angeordnet. Die zweite Anschlussöffnung 4b liegt hierbei auch auf der gedachten Linie 33. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge ¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .