專利名稱：用于蒸汽渦輪裝置的初級調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電網(wǎng)運(yùn)行(Netzbetrieb)中的蒸汽渦輪裝置 (Dampfturbinenanlage)的初級調(diào)節(jié)(Primarregelung)的方法，該蒸汽渦輪裝置設(shè)置 有至少兩個(gè)壓力級高壓蒸汽渦輪級和低壓蒸汽渦輪級，在該方法中為了儲存儲備功率 (Reserveleistung)使沿著通向蒸汽渦輪的至少一個(gè)壓力級的工作蒸汽輸送管的新蒸汽閥 (Frischdampfventil)以節(jié)流的方式運(yùn)行，該新蒸汽閥在電網(wǎng)頻率(Netzfrequenz)降低且 由此需要電網(wǎng)頻率支持(NetzfrequenzstUtzung)的情況下轉(zhuǎn)換到至少較少節(jié)流的狀態(tài)。
背景技術(shù)：
聯(lián)接到供電電網(wǎng)處用于供應(yīng)電能的發(fā)電站經(jīng)受對于無干擾運(yùn)行的特定的要求。 這尤其涉及到電網(wǎng)內(nèi)的所謂的初級調(diào)節(jié)，根據(jù)該初級調(diào)節(jié)在干擾(其例如通過功率擾動(dòng) (Leistungseinbruch)和與此相關(guān)的頻率擾動(dòng)而出眾)的情況下為了恢復(fù)正常運(yùn)行通過相 關(guān)的發(fā)電站在數(shù)秒范圍內(nèi)必須施加功率儲備并將其供應(yīng)到電網(wǎng)中。因此例如適用的是，在 發(fā)電站方面應(yīng)在最長30秒的時(shí)間段內(nèi)附加地激活各個(gè)發(fā)電站額定功率的至少2%以用于 初級調(diào)節(jié)。
為此在蒸汽發(fā)電站的情況下通常將用于各個(gè)蒸汽渦輪級的進(jìn)氣閥保持在節(jié)流位 置中，以用于在短暫出現(xiàn)頻率偏差的情況下可通過自動(dòng)的打開進(jìn)氣閥來使用蒸汽發(fā)生器的 蒸汽儲備。以這種方式可能的是，短期地釋放(freisetzen)儲存的功率儲備并由此抵消電 網(wǎng)內(nèi)的頻率偏差。除了通過增加或減小調(diào)節(jié)閥的節(jié)流來提高功率外，同樣已知的是，切斷在 蒸汽渦輪的水蒸汽循環(huán)中設(shè)置的預(yù)熱器，該預(yù)熱器借助于來自蒸汽渦輪的排出蒸汽 (Anzapfdampf)被加熱。同時(shí)通過低壓預(yù)熱器所引導(dǎo)的冷凝物流可在很短幾秒內(nèi)停止并再 次提高。例如，在文件DE 33 04 292 C2中描述了這種措施以用于通過利用冷凝物停止而 有針對性地切斷預(yù)熱器在與以在化石火力發(fā)電站(fossil befeuertenKraftwerksblock) 內(nèi)進(jìn)行快速功率調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為，如此地改進(jìn)一種用于電網(wǎng)運(yùn)行中的蒸汽渦輪裝置(其設(shè)置有至 少兩個(gè)壓力級(高壓蒸汽渦輪級和低壓蒸汽渦輪級))的快速功率調(diào)節(jié)的方法，即，使得以 非常低的費(fèi)用保證可靠且快速的功率調(diào)節(jié)。在權(quán)利要求1中公開了本發(fā)明的目的的解決方案。可從從屬權(quán)利要求以及之后的 參考實(shí)施例的描述的對象中得到有利地改進(jìn)本發(fā)明思想的特征。根據(jù)解決方案，一種根據(jù)權(quán)利要求1中的前序部分的特征的、用于電網(wǎng)運(yùn)行中的 蒸汽渦輪裝置的初級調(diào)節(jié)的方法由此而出眾，即，使得將從高壓蒸汽渦輪級中離開的部分 膨脹的工作蒸汽中的至少一部分直接、即不帶有中間加熱的情況下引入到低壓蒸汽渦輪級 中以用于進(jìn)一步膨脹。
與蒸汽渦輪裝置的通常的運(yùn)行方式(在其中，將部分膨脹的、從高壓蒸汽渦輪級 中離開的工作蒸汽輸送給中間加熱單元，以用于作為中間加熱的部分膨脹的蒸汽輸送給低 壓蒸汽渦輪級或前置于低壓蒸汽渦輪級的中壓蒸汽渦輪級)相比，根據(jù)解決方案的想法設(shè) 置了有針對性地繞行中間加熱單元。因此，以有利的方式在將來自高壓蒸汽渦輪級的部分 膨脹的工作蒸汽繼續(xù)導(dǎo)引到相應(yīng)地在低壓力水平下運(yùn)行的、接著的蒸汽渦輪級中時(shí)避免與 中間加熱相關(guān)的時(shí)間延遲，以使得在需要電網(wǎng)頻率支持的情況下，可將通過減小工作蒸汽 的節(jié)流而釋放到高壓渦輪級中的附加的工作蒸汽在從高壓蒸汽渦輪級中離開后直接、立 即且沒有時(shí)間延遲的情況下供應(yīng)到接著的、以低工作壓力運(yùn)行的蒸汽渦輪級中，以使得可 以與至今為止傳統(tǒng)的運(yùn)行方式相比短得多的響應(yīng)能力提供附加蒸汽和與其相關(guān)的附加功 率以用于電網(wǎng)頻率支持。因此，至今為止用于自動(dòng)調(diào)取(Abruf)儲備功率的電網(wǎng)頻率支持的措施的響應(yīng)時(shí) 間一般在3至30秒之間-這涉及上文所提及的與排出蒸汽停止以及蒸汽閥節(jié)流以用于儲 存儲備功率量相關(guān)的冷凝物停止技術(shù)。利用根據(jù)解決方案的措施可在3至10秒內(nèi)通過高壓 和低壓蒸汽渦輪級完全調(diào)取全部儲存的儲備功率。與至今為止的電網(wǎng)頻率支持手段相比， 通過短期的功率調(diào)取可以高得多的效率對抗突然出現(xiàn)的頻率不穩(wěn)定。


下面將根據(jù)三級蒸汽渦輪布置參考唯一的附圖1進(jìn)一步解釋根據(jù)解決方案的方 法。參考標(biāo)號列表1高壓蒸汽渦輪級2中壓蒸汽渦輪級3低壓蒸汽渦輪級4軸5發(fā)電機(jī)6帶有過熱器的蒸汽鍋爐7蒸汽輸送管8新蒸汽閥9蒸汽管10中間加熱單元11蒸汽輸送管12截止閥13閥單元
具體實(shí)施例方式圖1形式了包括高壓渦輪級1、中壓渦輪級2以及低壓渦輪級3的蒸汽渦輪裝置的 示意性結(jié)構(gòu)。所有的渦輪級沿著共同的軸4布置，以用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)5。在正常運(yùn)行時(shí)，給高壓蒸汽渦輪1供給來自帶有過熱器的蒸汽鍋爐6的工作蒸汽， 其中，加熱的工作蒸汽通過帶有新蒸汽閥8的蒸汽輸送管7到達(dá)高壓蒸汽渦輪1。
從高壓蒸汽渦輪1中部分膨脹地離開的工作蒸汽通過繼續(xù)引導(dǎo)的蒸汽管9到達(dá)中 間加熱單元10，在該中間加熱單元10中，部分膨脹的工作蒸汽被加熱并運(yùn)送至中壓蒸汽渦 輪2以用于進(jìn)一步的部分膨脹。最終從中壓蒸汽渦輪2中離開的部分膨脹的蒸汽到達(dá)低壓 蒸汽渦輪3。為了儲存儲備功率，以已知的方式對新蒸汽閥8節(jié)流，以使得可沿蒸汽輸送管7在 上流出現(xiàn)提高的壓力水平。如果在與理論頻率(例如50Hz)的不可允許的頻率偏差方面來 確定電網(wǎng)頻率干擾，則在確定的過低頻率(Unterfrequenz)情況下新蒸汽閥8的節(jié)流減小 至完全打開，以使得儲存的功率儲備可以自動(dòng)提高的蒸汽量的形式供應(yīng)到高壓蒸汽渦輪級 1中。在這種情況下，從高壓蒸汽渦輪級1中離開的部分膨脹的蒸汽量部分地、優(yōu)選完全地 通過閥單元13的打開沿著蒸汽輸送管11在無中間過熱的情況下導(dǎo)引到低壓蒸汽渦輪級3 中。由于在高壓蒸汽渦輪級1和低壓蒸汽渦輪級3之間直接的蒸汽輸送，因此在很大程度 上沒有時(shí)間延遲(這與排除中間加熱單元10有關(guān))的情況下通過高壓和低壓蒸汽渦輪級 1，3驅(qū)動(dòng)軸4，以使得在發(fā)電機(jī)5處可截取(abgreifen)達(dá)到10%的自動(dòng)功率增加以用于頻 率支持。如果相反地電網(wǎng)干擾以過高頻率的意義出現(xiàn)，則該干擾可以已知的方式通過以傳 統(tǒng)方式減小蒸汽渦輪裝置的功率來克服。
權(quán)利要求
一種用于電網(wǎng)運(yùn)行中的蒸汽渦輪裝置的初級調(diào)節(jié)的方法，所述蒸汽渦輪裝置設(shè)置有至少兩個(gè)壓力級高壓蒸汽渦輪級(1)和低壓蒸汽渦輪級(3)，在所述方法中，為了儲存儲備功率使沿著通向蒸汽渦輪的至少一個(gè)壓力級(1)的工作蒸汽輸送管(7)的新蒸汽閥以節(jié)流的方式運(yùn)行，所述新蒸汽閥(8)在電網(wǎng)頻率降低且由此需要電網(wǎng)頻率支持的情況下轉(zhuǎn)換到至少較少節(jié)流的狀態(tài)，其特征在于，將從所述高壓蒸汽渦輪級(1)中部分膨脹地離開的工作蒸汽中的至少一部分直接、即沒有中間加熱的情況下引入到所述低壓蒸汽渦輪級(3)中以用于進(jìn)一步膨脹。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述新蒸汽閥(8)被節(jié)流以用于儲存 儲備功率的運(yùn)行情況下，從所述高壓蒸汽渦輪級(1)中部分膨脹地離開的工作蒸汽被引導(dǎo) 通過中間加熱單元(10)以獲得中間加熱的、部分膨脹的工作蒸汽，所述工作蒸汽被輸送給 中壓蒸汽渦輪單元(2)并緊接著輸送給低壓蒸汽渦輪級(3)，并且在電網(wǎng)頻率支持的情況 下，將從所述高壓蒸汽渦輪級(1)中部分膨脹地離開的工作蒸汽的至少一部分通過旁通管 (11)引導(dǎo)到低壓蒸汽渦輪⑶中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，沿著所述旁通管(11)設(shè)置有閥單元 (13)，所述閥單元(13)僅在電網(wǎng)頻率支持的情況下才打開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于蒸汽渦輪裝置的初級調(diào)節(jié)的方法，具體而言，描述了一種用于電網(wǎng)運(yùn)行中的蒸汽渦輪裝置的初級調(diào)節(jié)的方法，該蒸汽渦輪裝置設(shè)置有至少兩個(gè)壓力級高壓蒸汽渦輪級(1)和低壓蒸汽渦輪級(3)，在該方法中，為了儲存儲備功率使沿著通向蒸汽渦輪的至少一個(gè)壓力級(1)的工作蒸汽輸送管(7)的新蒸汽閥以節(jié)流的方式運(yùn)行，該新蒸汽閥(8)在電網(wǎng)頻率降低且由此需要電網(wǎng)頻率支持的情況下轉(zhuǎn)換到至少較少節(jié)流的狀態(tài)。本發(fā)明由此而出眾，即，使得將從高壓蒸汽渦輪級(1)中部分膨脹地離開的工作蒸汽中的至少一部分直接、即沒有中間加熱的情況下引入到低壓蒸汽渦輪級(3)中以用于進(jìn)一步膨脹。
文檔編號F01K7/18GK101892876SQ201010189960
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者F-J·霍利, K·米勒, O·伯克, R·J·S·克洛彭伯格 申請人:阿爾斯托姆科技有限公司