蒸汽轮机系统和用于起动蒸汽轮机的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种具有蒸汽轮机(1，21)的蒸汽轮机系统(21，41)，所述蒸汽轮机系统具有下述特征：所述蒸汽轮机具有入流蒸汽侧(6，26)、排出蒸汽侧(12，32)和涡轮机壳体；所述涡轮机壳体对于涡轮机轴而言具有穿引部，其中在所述穿引部中存在密封件(15，15’，35，35’)，借助于所述密封件能够将穿过所述穿引部的流体流最小化；存在通向所述密封件(15，15’，35，35’)的蒸汽管路系统；所述蒸汽轮机(1，21)由至少一个第一子部段(2，22)和至少一个第二子部段(3，23)构造并且在两个子部段(2，3，22，23)之间存在通向低压区域的、特别是通向冷凝器的连接管路(10，30)；在朝向所述蒸汽轮机(1，21)的所述排出蒸汽侧(12，32)的穿引部中，所述蒸汽管路系统(16，17，18，19，39，40)设计为，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，穿过所述蒸汽管路系统(16，17，18，19，39，40)到所述蒸汽轮机(1，21)的蒸汽供给是可行的，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，从所述排出蒸汽侧(12，32)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流是可行的；入流蒸汽供给管路(4，24)具有能操控的阻断部(5，25)，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，从所述入流蒸汽侧(6，26)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流是可行的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蒸汽轮机系统和用于起动蒸汽轮机的方法
本专利技术涉及一种蒸汽轮机系统，在所述蒸汽轮机系统中改进了蒸汽轮机的起动。本专利技术还涉及一种相关的方法。
技术介绍
在火力发电站中起动蒸汽轮机时，机械功率首先受到限制，因为发电机在起动期间不能够充分地同步和在负荷下运行。包含在蒸汽中的能量因此与在正常的功率运行时相比仅较小的部分被转化为机械功。这种较小的能量提取导致蒸汽在流经蒸汽轮机时的冷却降低。因此尤其在蒸汽轮机的蒸汽离开的区域中，即在排气区域中出现与在正常的功率运行时相比明显更高的温度。这尤其在蒸汽轮机内部的损耗降低时，例如在低压涡轮机不运转时是适用的。这种较高的温度使得抵抗该温度的昂贵的设计是必要的。为了避免较高的温度迄今为止提出并实现下述措施。首先，所谓的“微调”是已知的。在具有带有再加热装置的高压涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机的系统中，高温主要出现在高压排出蒸汽处和低压排出蒸汽处。为了降低低压排出蒸汽处的温度，执行水喷入，即给蒸汽附加地供给水。因此温度保持在允许的界限内。高压排出蒸汽温度通过质量流穿过高压部段的方式来提高。同时，穿过中压部段和低压部段的质量流减少。高压部段中的提高的压力比降低高压排出蒸汽温度。中压部段和低压部段中的降低的压力比提高低压部段中的通风功率并且补偿高压部段中的提高的功率。如果将高压部段中的温度减低到所期望的程度仍不够，那么借助于起动功率使高压涡轮机的排出蒸汽腔与冷凝器连接。因此关闭通向冷的再加热装置的止回阀，即不存在从高压涡轮机到再加热装置中的蒸汽抽取口。较低的压力水平导致较低的高压排出蒸汽温度。提出另一种用于降低温度的方法途径：提高发电机的机械功率。更确切地说，发电机在起动运行中、即在低的并且持续提高的转速下应当已经提供电功率，其中在所述转速下同步是不可能的。由于缺少同步，所产生的所述电功率不能够输出到电网上。因此，为了消耗所产生的电流而设有电加热元件。在加热元件中产生的热量能够集成到热蒸汽回路的预热段中并且用于进水的预热。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种蒸汽轮机系统和一种用于起动蒸汽轮机的相关的方法，借助于所述蒸汽轮机系统和所述方法能够以简单的方式克服起动时的热力学问题。所述目的特别是通过本专利技术的实施例来实现。后续的描述给出有利的设计方案。为了实现所述目的而提出一种蒸汽轮机系统，所述蒸汽轮机系统具有下述特征：蒸汽轮机系统具有带有入流蒸汽侧、排出蒸汽侧和涡轮机壳体的蒸汽轮机。涡轮机壳体对于涡轮机轴而言具有穿引部。在该穿引部中存在密封件。在此其大多是迷宫式密封件。密封件应将穿过穿引部的流体流、即通常是蒸汽流最小化。蒸汽管路系统引起密封。蒸汽轮机由至少一个第一子部段和至少一个第二子部段构造并且在这两个子部段之间存在通向低压区域的连接管路、特别是通向火力发电站的冷凝器的连接管路。在此将低压理解为如下压力，所述压力明显低于蒸汽轮机中的压力，使得在打开连接管路时蒸汽从蒸汽轮机流入到该区域中。通常适宜的是，存在通向冷凝器的连接管路。在朝向蒸汽轮机的排出蒸汽侧的穿引部中，蒸汽管路系统设计为，使得为了起动蒸汽轮机，通过蒸汽管路系统进行到蒸汽轮机的蒸汽供给是可行的。因此为了起动蒸汽轮机能够实现从排出蒸汽侧到通向低压区域的连接管路的蒸汽流。入流蒸汽供给管路具有可这样操控的阻断部，使得为了起动蒸汽轮机，从入流蒸汽侧到通向低压区域的连接管路的蒸汽流是可行的。入流蒸汽侧是蒸汽轮机在正常的功率运行时被供给有蒸汽的侧。高压涡轮机是供给来自于在此未详细说明的蒸汽生成器的新鲜蒸汽的侧。在中压涡轮机中，其是来自于再加热装置的蒸汽。排出蒸汽侧相应于蒸汽在功率运行中从蒸汽轮机中离开的侧。在该描述的范围中应保持这些术语，即使根据本专利技术为了起动恰好在排出蒸汽侧上供给蒸汽也是如此。本专利技术能够实现经由密封件为蒸汽管路系统供给蒸汽。因此能够选择与新鲜蒸汽的或者再加热蒸汽的温度相比具有更低的温度的蒸汽。因此在起动时在靠近排出蒸汽侧的区域中避免了开始阐述的高温的问题。在蒸汽从排出蒸汽侧流向通向低压区域的连接管路时，不能够执行机械功，因为蒸汽反向于在功率运行时通常的方向流动。因此不从蒸汽中提取可能会引起蒸汽的冷却的大的能量。更确切地说，通过所谓的通风而发生温度的提高。因此在蒸汽轮机中温度从排出蒸汽侧直至涡轮机部段之间的区域提高。因此在蒸汽轮机中设定温度分布，所述温度分布至少定性地相应于功率运行中的温度分布。入流蒸汽供给管路在高压涡轮机中通常是新鲜蒸汽管路，在中压涡轮机中通常是再加热蒸汽管路。在入流蒸汽供给管路中的可操控的阀门通常是新鲜蒸汽阀或者再加热阀。在一个实施方式中，蒸汽管路系统具有中间抽吸管路和/或阻断蒸汽管路和/或水蒸气管路。在蒸汽轮机运行时在涡轮机壳体中充满与涡轮机壳体的外部相比明显更高的蒸汽压力。涡轮机轴必须能够在穿引部中尽可能无触碰地转动。因此在涡轮机壳体中在涡轮机轴和用于涡轮机轴的穿引部之间不能够使用完全密封的密封件。通常使用迷宫式密封件作为密封件。为此在涡轮机壳体上的穿引部中设有内装件，所述内装件在一定程度上伸入到穿引部中，因此减小穿引部在特定的部位处的直径。在涡轮机轴上存在表面安装件，所述表面安装件增大涡轮机轴在特定的部位处的直径。内装件和表面安装件通常是薄板。涡轮机轴设置为，使得固定在涡轮机轴上的表面安装件伸入到内装件之间的空间中。涡轮机轴因此能够自由地转动。由于在涡轮机壳体中的与涡轮机壳体的周围环境相比更高的蒸汽压力，蒸汽(由于密封件的作用以大幅减小的蒸汽量)流动穿过穿引部、即流过内装件和表面安装件。在此，涡轮机壳体的蒸汽压力沿朝着周围环境的方向下降。为了将损耗最小化，在密封件的不同的区域中抽吸蒸汽并且将其在火力发电站中的其它的部位处使用。在密封件的靠近涡轮机壳体的内部区域的区域中，在高压涡轮机的情况下存在中间抽吸管路，所述中间抽吸管路朝向中间抽吸系统引导。在中压涡轮机的情况下，通常不存在中间抽吸管路。在更外部经由阻断蒸汽管路提取阻断蒸汽。水蒸气在密封件的位于更外部的、即沿着朝向涡轮机壳体的外部的区域的方向位于更外部的区域中，经由水蒸气管路提取。如在上文中所描述的那样，该蒸汽管路系统根据本专利技术此时也能够用于在蒸汽轮机的排出蒸汽侧上供给蒸汽。通向低压区域的连接管路优选安置、例如法兰安装在蒸汽抽取口处。蒸汽抽取口总归位于蒸汽轮机的对于连接管路所期望的区域中。因此能够避免直接位于蒸汽轮机上的其它内装件。在一个实施方式中存在辅助蒸汽管路，借助于所述辅助蒸汽管路能够给中间抽吸管路供给辅助蒸汽。因为中间抽吸管路通到中间抽吸系统中，通常情况下用于低压涡轮机的排出蒸汽，所以应存在使中间抽吸管路与中间抽吸系统分开的可能性，从而使辅助蒸汽不流到中间抽吸系统中，而是经由密封件被提供用于蒸汽供给。在一个实施方式中存在操控装置，以便为了起动而引起从排出蒸汽侧到通向低压区域的连接管路的所期望的蒸汽流并且引起从入流蒸汽侧到通向低压区域的连接管路的所期望的蒸汽流。这通常包括：阀门、如新鲜蒸汽阀和再加热蒸汽阀在入流蒸汽供给管路中必须是相应地可操控的并且存在相应的操控装置。同样地，在蒸汽管路系统中为了密封需要相应地可操控的阀门。除此之外，需确定在蒸汽轮机系统中的不同的部位上的压力，以便能够确定相应的蒸汽流。通过所描述的设备，能够实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有蒸汽轮机(1，21)的蒸汽轮机系统(21，41)，所述蒸汽轮机系统具有下述特征：所述蒸汽轮机具有入流蒸汽侧(6，26)、排出蒸汽侧(12，32)和涡轮机壳体；所述涡轮机壳体对于涡轮机轴而言具有穿引部，其中在所述穿引部中存在密封件(15，15’，35，35’)，借助于所述密封件能够将穿过所述穿引部的流体流最小化；存在通向所述密封件(15，15’，35，35’)的蒸汽管路系统；所述蒸汽轮机(1，21)由至少一个第一子部段(2，22)和至少一个第二子部段(3，23)构造并且在两个子部段(2，3，22，23)之间存在通向低压区域的、特别是通向冷凝器的连接管路(10，30)；在朝向所述蒸汽轮机(1，21)的所述排出蒸汽侧(12，32)的穿引部中，所述蒸汽管路系统(16，17，18，19，39，40)设计为，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，穿过所述蒸汽管路系统(16，17，18，19，39，40)到所述蒸汽轮机(1，21)的蒸汽供给是可行的，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，从所述排出蒸汽侧(12，32)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流是可行的；入流蒸汽供给管路(4，24)具有能操控的阻断部(5，25)，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，从所述入流蒸汽侧(6，26)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流是可行的。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.28 EP 12161657.71.一种具有蒸汽轮机(1，21)的蒸汽轮机系统，所述蒸汽轮机系统具有下述特征：所述蒸汽轮机具有入流蒸汽侧(6，26)、排出蒸汽侧(12，32)和涡轮机壳体；所述涡轮机壳体对于涡轮机轴而言具有穿引部，其中在所述穿引部中存在密封件(15，15’，35，35’)，借助于所述密封件能够将穿过所述穿引部的流体流最小化；存在通向所述密封件(15，15’，35，35’)的蒸汽管路系统；所述蒸汽轮机(1，21)由至少一个第一子部段(2，22)和至少一个第二子部段(3，23)构造并且在所述第一子部段(2，22)和所述第二子部段(3，23)之间存在通向低压区域的连接管路(10，30)；在朝向所述蒸汽轮机(1，21)的所述排出蒸汽侧(12，32)的穿引部中，所述蒸汽管路系统设计为，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，穿过所述蒸汽管路系统对所述蒸汽轮机(1，21)进行蒸汽供给，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，蒸汽流能够从所述排出蒸汽侧(12，32)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)；入流蒸汽供给管路(4，24)具有能操控的阻断部(5，25)，使得为了起动所述蒸汽轮机(1，21)，蒸汽流能够从所述入流蒸汽侧(6，26)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)。2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机系统，其中所述低压区域是冷凝器。3.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机系统，其中所述蒸汽管路系统包括中间抽吸管路(16，16’，36，36’)和/或阻断蒸汽管路(19，19’，39，39’)和/或水蒸气管路(20，20’，40，40’)。4.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机系统，其中通向低压区域的所述连接管路(10，30)安置在蒸汽抽取口(8，28)处。5.根据权利要求3所述的蒸汽轮机系统，其中存在辅助蒸汽管路，借助于辅助蒸汽管路能够为所述中间抽吸管路供给辅助蒸汽。6.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机系统，其中存在控制装置，以便为了起动引起所期望的从所述排出蒸汽侧(12，32)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流，并且引起所期望的从所述入流蒸汽侧(6，26)到通向所述低压区域的所述连接管路(10，30)的蒸汽流。7.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机系统，其中通向低压区域的所述连接管路(10，30)法兰安装在蒸汽抽取口(8，28)处。...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫·波特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE