蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)和用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有蒸汽輪機(jī)(1，21)的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)(21，41)，所述蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)具有下述特征：所述蒸汽輪機(jī)具有入流蒸汽側(cè)(6，26)、排出蒸汽側(cè)(12，32)和渦輪機(jī)殼體；所述渦輪機(jī)殼體對(duì)于渦輪機(jī)軸而言具有穿引部，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夠?qū)⒋┻^(guò)所述穿引部的流體流最小化；存在通向所述密封件(15，15’，35，35’)的蒸汽管路系統(tǒng)；所述蒸汽輪機(jī)(1，21)由至少一個(gè)第一子部段(2，22)和至少一個(gè)第二子部段(3，23)構(gòu)造并且在兩個(gè)子部段(2，3，22，23)之間存在通向低壓區(qū)域的、特別是通向冷凝器的連接管路(10，30)；在朝向所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所述排出蒸汽側(cè)(12，32)的穿引部中，所述蒸汽管路系統(tǒng)(16，17，18，19，39，40)設(shè)計(jì)為，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，穿過(guò)所述蒸汽管路系統(tǒng)(16，17，18，19，39，40)到所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的蒸汽供給是可行的，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，從所述排出蒸汽側(cè)(12，32)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的蒸汽流是可行的；入流蒸汽供給管路(4，24)具有能操控的阻斷部(5，25)，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，從所述入流蒸汽側(cè)(6，26)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的蒸汽流是可行的。
【專利說(shuō)明】蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)和用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)，在所述蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中改進(jìn)了蒸汽輪機(jī)的起動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種相關(guān)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在火力發(fā)電站中起動(dòng)蒸汽輪機(jī)時(shí)，機(jī)械功率首先受到限制，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在起動(dòng)期間不能夠充分地同步和在負(fù)荷下運(yùn)行。包含在蒸汽中的能量因此與在正常的功率運(yùn)行時(shí)相比僅較小的部分被轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。這種較小的能量提取導(dǎo)致蒸汽在流經(jīng)蒸汽輪機(jī)時(shí)的冷卻降低。因此尤其在蒸汽輪機(jī)的蒸汽離開(kāi)的區(qū)域中，即在排氣區(qū)域中出現(xiàn)與在正常的功率運(yùn)行時(shí)相比明顯更高的溫度。這尤其在蒸汽輪機(jī)內(nèi)部的損耗降低時(shí)，例如在低壓渦輪機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是適用的。
[0003]這種較高的溫度使得抵抗該溫度的昂貴的設(shè)計(jì)是必要的。為了避免較高的溫度迄今為止提出并實(shí)現(xiàn)下述措施。首先，所謂的“微調(diào)”是已知的。在具有帶有再加熱裝置的高壓渦輪機(jī)、中壓渦輪機(jī)和低壓渦輪機(jī)的系統(tǒng)中，高溫主要出現(xiàn)在高壓排出蒸汽處和低壓排出蒸汽處。為了降低低壓排出蒸汽處的溫度，執(zhí)行水噴入，即給蒸汽附加地供給水。因此溫度保持在允許的界限內(nèi)。高壓排出蒸汽溫度通過(guò)質(zhì)量流穿過(guò)高壓部段的方式來(lái)提高。同時(shí)，穿過(guò)中壓部段和低壓部段的質(zhì)量流減少。高壓部段中的提高的壓力比降低高壓排出蒸汽溫度。中壓部段和低壓部段中的降低的壓力比提高低壓部段中的通風(fēng)功率并且補(bǔ)償高壓部段中的提聞的功率。
[0004]如果將高壓部段中的溫度減低到所期望的程度仍不夠，那么借助于起動(dòng)功率使高壓渦輪機(jī)的排出蒸汽腔與冷凝器連接。因此關(guān)閉通向冷的再加熱裝置的止回閥，即不存在從高壓渦輪機(jī)到再加熱裝置中的蒸汽抽取口。較低的壓力水平導(dǎo)致較低的高壓排出蒸汽溫度。
[0005]提出另一種用于降低溫度的方法途徑:提高發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率。更確切地說(shuō)，發(fā)電機(jī)在起動(dòng)運(yùn)行中、即在低的并且持續(xù)提高的轉(zhuǎn)速下應(yīng)當(dāng)已經(jīng)提供電功率，其中在所述轉(zhuǎn)速下同步是不可能的。由于缺少同步，所產(chǎn)生的所述電功率不能夠輸出到電網(wǎng)上。因此，為了消耗所產(chǎn)生的電流而設(shè)有電加熱元件。在加熱元件中產(chǎn)生的熱量能夠集成到熱蒸汽回路的預(yù)熱段中并且用于進(jìn)水的預(yù)熱。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提供一種蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)和一種用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的相關(guān)的方法，借助于所述蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)和所述方法能夠以簡(jiǎn)單的方式克服起動(dòng)時(shí)的熱力學(xué)問(wèn)題。
[0007]所述目的特別是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出有利的設(shè)計(jì)方案。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)所述目的而提出一種蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)，所述蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)具有下述特征:蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)具有帶有入流蒸汽側(cè)、排出蒸汽側(cè)和渦輪機(jī)殼體的蒸汽輪機(jī)。渦輪機(jī)殼體對(duì)于渦輪機(jī)軸而言具有穿引部。在該穿引部中存在密封件。在此其大多是迷宮式密封件。密封件應(yīng)將穿過(guò)穿引部的流體流、即通常是蒸汽流最小化。蒸汽管路系統(tǒng)引起密封。蒸汽輪機(jī)由至少一個(gè)第一子部段和至少一個(gè)第二子部段構(gòu)造并且在這兩個(gè)子部段之間存在通向低壓區(qū)域的連接管路、特別是通向火力發(fā)電站的冷凝器的連接管路。在此將低壓理解為如下壓力，所述壓力明顯低于蒸汽輪機(jī)中的壓力，使得在打開(kāi)連接管路時(shí)蒸汽從蒸汽輪機(jī)流入到該區(qū)域中。通常適宜的是，存在通向冷凝器的連接管路。在朝向蒸汽輪機(jī)的排出蒸汽側(cè)的穿引部中，蒸汽管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)為，使得為了起動(dòng)蒸汽輪機(jī)，通過(guò)蒸汽管路系統(tǒng)進(jìn)行到蒸汽輪機(jī)的蒸汽供給是可行的。因此為了起動(dòng)蒸汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)從排出蒸汽側(cè)到通向低壓區(qū)域的連接管路的蒸汽流。入流蒸汽供給管路具有可這樣操控的阻斷部，使得為了起動(dòng)蒸汽輪機(jī)，從入流蒸汽側(cè)到通向低壓區(qū)域的連接管路的蒸汽流是可行的。
[0009]入流蒸汽側(cè)是蒸汽輪機(jī)在正常的功率運(yùn)行時(shí)被供給有蒸汽的側(cè)。高壓渦輪機(jī)是供給來(lái)自于在此未詳細(xì)說(shuō)明的蒸汽生成器的新鮮蒸汽的側(cè)。在中壓渦輪機(jī)中，其是來(lái)自于再加熱裝置的蒸汽。排出蒸汽側(cè)相應(yīng)于蒸汽在功率運(yùn)行中從蒸汽輪機(jī)中離開(kāi)的側(cè)。在該描述的范圍中應(yīng)保持這些術(shù)語(yǔ)，即使根據(jù)本發(fā)明為了起動(dòng)恰好在排出蒸汽側(cè)上供給蒸汽也是如此。
[0010]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)由密封件為蒸汽管路系統(tǒng)供給蒸汽。因此能夠選擇與新鮮蒸汽的或者再加熱蒸汽的溫度相比具有更低的溫度的蒸汽。因此在起動(dòng)時(shí)在靠近排出蒸汽側(cè)的區(qū)域中避免了開(kāi)始闡述的高溫的問(wèn)題。在蒸汽從排出蒸汽側(cè)流向通向低壓區(qū)域的連接管路時(shí)，不能夠執(zhí)行機(jī)械功，因?yàn)檎羝聪蛴谠诠β蔬\(yùn)行時(shí)通常的方向流動(dòng)。因此不從蒸汽中提取可能會(huì)引起蒸汽的冷卻的大的能量。更確切地說(shuō)，通過(guò)所謂的通風(fēng)而發(fā)生溫度的提高。因此在蒸汽輪機(jī)中溫度從排出蒸汽側(cè)直至渦輪機(jī)部段之間的區(qū)域提高。因此在蒸汽輪機(jī)中設(shè)定溫度分布，所述溫度分布至少定性地相應(yīng)于功率運(yùn)行中的溫度分布。
[0011]入流蒸汽供給管路在高壓渦輪機(jī)中通常是新鮮蒸汽管路，在中壓渦輪機(jī)中通常是再加熱蒸汽管路。在入流蒸汽供給管路中的可操控的閥門通常是新鮮蒸汽閥或者再加熱閥。
[0012]在一個(gè)實(shí)施方式中，蒸汽管路系統(tǒng)具有中間抽吸管路和/或阻斷蒸汽管路和/或水蒸氣管路。在蒸汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)在渦輪機(jī)殼體中充滿與渦輪機(jī)殼體的外部相比明顯更高的蒸汽壓力。渦輪機(jī)軸必須能夠在穿引部中盡可能無(wú)觸碰地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在渦輪機(jī)殼體中在渦輪機(jī)軸和用于渦輪機(jī)軸的穿引部之間不能夠使用完全密封的密封件。通常使用迷宮式密封件作為密封件。為此在渦輪機(jī)殼體上的穿引部中設(shè)有內(nèi)裝件，所述內(nèi)裝件在一定程度上伸入到穿引部中，因此減小穿引部在特定的部位處的直徑。在渦輪機(jī)軸上存在表面安裝件，所述表面安裝件增大渦輪機(jī)軸在特定的部位處的直徑。內(nèi)裝件和表面安裝件通常是薄板。渦輪機(jī)軸設(shè)置為，使得固定在渦輪機(jī)軸上的表面安裝件伸入到內(nèi)裝件之間的空間中。渦輪機(jī)軸因此能夠自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在渦輪機(jī)殼體中的與渦輪機(jī)殼體的周圍環(huán)境相比更高的蒸汽壓力，蒸汽(由于密封件的作用以大幅減小的蒸汽量)流動(dòng)穿過(guò)穿引部、即流過(guò)內(nèi)裝件和表面安裝件。在此，渦輪機(jī)殼體的蒸汽壓力沿朝著周圍環(huán)境的方向下降。為了將損耗最小化，在密封件的不同的區(qū)域中抽吸蒸汽并且將其在火力發(fā)電站中的其它的部位處使用。在密封件的靠近渦輪機(jī)殼體的內(nèi)部區(qū)域的區(qū)域中，在高壓渦輪機(jī)的情況下存在中間抽吸管路，所述中間抽吸管路朝向中間抽吸系統(tǒng)引導(dǎo)。在中壓渦輪機(jī)的情況下，通常不存在中間抽吸管路。在更外部經(jīng)由阻斷蒸汽管路提取阻斷蒸汽。水蒸氣在密封件的位于更外部的、即沿著朝向渦輪機(jī)殼體的外部的區(qū)域的方向位于更外部的區(qū)域中，經(jīng)由水蒸氣管路提取。如在上文中所描述的那樣，該蒸汽管路系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明此時(shí)也能夠用于在蒸汽輪機(jī)的排出蒸汽側(cè)上供給蒸汽。
[0013]通向低壓區(qū)域的連接管路優(yōu)選安置、例如法蘭安裝在蒸汽抽取口處。蒸汽抽取口總歸位于蒸汽輪機(jī)的對(duì)于連接管路所期望的區(qū)域中。因此能夠避免直接位于蒸汽輪機(jī)上的其它內(nèi)裝件。
[0014]在一個(gè)實(shí)施方式中存在輔助蒸汽管路，借助于所述輔助蒸汽管路能夠給中間抽吸管路供給輔助蒸汽。因?yàn)橹虚g抽吸管路通到中間抽吸系統(tǒng)中，通常情況下用于低壓渦輪機(jī)的排出蒸汽，所以應(yīng)存在使中間抽吸管路與中間抽吸系統(tǒng)分開(kāi)的可能性，從而使輔助蒸汽不流到中間抽吸系統(tǒng)中，而是經(jīng)由密封件被提供用于蒸汽供給。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中存在操控裝置，以便為了起動(dòng)而引起從排出蒸汽側(cè)到通向低壓區(qū)域的連接管路的所期望的蒸汽流并且引起從入流蒸汽側(cè)到通向低壓區(qū)域的連接管路的所期望的蒸汽流。這通常包括:閥門、如新鮮蒸汽閥和再加熱蒸汽閥在入流蒸汽供給管路中必須是相應(yīng)地可操控的并且存在相應(yīng)的操控裝置。同樣地，在蒸汽管路系統(tǒng)中為了密封需要相應(yīng)地可操控的閥門。除此之外，需確定在蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中的不同的部位上的壓力，以便能夠確定相應(yīng)的蒸汽流。通過(guò)所描述的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)蒸汽輪機(jī)的在很大程度上自動(dòng)化的起動(dòng)。
[0016]本發(fā)明也涉及一種包括在上文中所描繪的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)的火力發(fā)電站。這樣的火力發(fā)電站能夠簡(jiǎn)單地被起動(dòng)從而被提供用于具有多次并且必要時(shí)快速的功率提高的日益需要的運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明也涉及一種用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的方法。在此特別是涉及用于起動(dòng)在上文中所描繪的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中的蒸汽輪機(jī)的方法。為了避免在描述中重復(fù)，盡可能參照關(guān)于蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)的描述，其中已經(jīng)包含對(duì)相應(yīng)的方法的參考。用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的方法具有下述步驟:首先將蒸汽輪機(jī)抽真空。隨后將蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域與低壓區(qū)域連接、特別是與冷凝器連接。之后經(jīng)由將渦輪機(jī)軸相對(duì)于渦輪機(jī)殼體密封的密封件供給蒸汽。因此能夠在排出蒸汽側(cè)上給蒸汽輪機(jī)供給蒸汽。同樣地，在蒸汽輪機(jī)的入流蒸汽側(cè)上實(shí)現(xiàn)計(jì)量地供給入流蒸汽，以便達(dá)到所期望的轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或功率。在上述措施期間保證:同時(shí)，所期望的蒸汽流從排出蒸汽側(cè)流向蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域。如果例如供給過(guò)多的入流蒸汽，那么在蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域中盡管所設(shè)置的連接管路仍會(huì)設(shè)定過(guò)高的壓力，使得從排出蒸汽側(cè)到中部區(qū)域的蒸汽流可能會(huì)不期望地減小。在該情況下，抑制入流蒸汽供給和/或經(jīng)由密封件在排出蒸汽側(cè)上更多地供給蒸汽。如果達(dá)到蒸汽輪機(jī)的所期望的功率，那么結(jié)束經(jīng)由密封件的蒸汽供給并且將蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域與低壓區(qū)域分開(kāi)。為此通常關(guān)閉通向低壓區(qū)域的連接管路中的閥門。之后出現(xiàn)在功率運(yùn)行中常見(jiàn)的蒸汽輪機(jī)的從入流蒸汽側(cè)到排出蒸汽側(cè)的穿流。通過(guò)蒸汽輪機(jī)中的提高的壓力，也打開(kāi)蒸汽抽取口中的止回閥，使得如通常在火力發(fā)電站的功率運(yùn)行中一樣，在其它部位上使用渦輪機(jī)蒸汽的一部分。
[0018]在上文中所描述的對(duì)蒸汽輪機(jī)抽真空能夠通過(guò)將蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域與低壓區(qū)域連接來(lái)進(jìn)行。因此對(duì)蒸汽輪機(jī)抽真空并且將蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域與低壓區(qū)域連接的步驟基本上是一個(gè)單一的步驟。
[0019]在所述方法的一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，特別是如果所述方法涉及起動(dòng)高壓渦輪機(jī)，那么為了經(jīng)由密封件供給蒸汽首先使中間抽吸管路與中間抽吸系統(tǒng)分開(kāi)、即在正常情況下使得到中壓渦輪機(jī)的排出蒸汽的連接斷開(kāi)。隨后經(jīng)由中間抽吸管路供給輔助蒸汽，使得蒸汽能夠流入密封件中并且從該處流向蒸汽輪機(jī)的排出蒸汽側(cè)。
[0020]替選地，必要時(shí)也是附加地，不將輔助蒸汽供給到中間抽吸管路中，而是經(jīng)由阻斷蒸汽供給裝置來(lái)供給阻斷蒸汽。在此同樣地，將中間抽吸管路與中間抽吸系統(tǒng)分開(kāi)。經(jīng)由阻斷蒸汽供應(yīng)裝置也能夠在排出蒸汽側(cè)上為蒸汽輪機(jī)供給蒸汽。對(duì)此通常在阻斷蒸汽室中設(shè)定所期望的壓力，使得蒸汽流動(dòng)穿過(guò)阻斷蒸汽管路。
[0021]如已經(jīng)提到的那樣，能夠使用新鮮蒸汽作為用于高壓渦輪機(jī)的入流蒸汽。同樣已經(jīng)描述的是:優(yōu)選使用來(lái)自再加熱裝置的蒸汽作為用于中壓渦輪機(jī)的入流蒸汽。
[0022]蒸汽輪機(jī)的中部區(qū)域與低壓區(qū)域的連接優(yōu)選經(jīng)由將抽取口與冷凝器連接的管路中的阻斷單元實(shí)現(xiàn)。因此省去在狹小的蒸汽輪機(jī)處設(shè)置另一個(gè)管路的必要性?？尚械氖?，經(jīng)由抽取口建立到冷凝器的連接。通過(guò)阻斷單元能夠在起動(dòng)時(shí)如所描述的那樣按愿望打開(kāi)該連接，并且在其它情況下保持關(guān)閉。
[0023]用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)的該方法的一個(gè)變型形式提出:在將蒸汽輪機(jī)抽真空之前以阻斷蒸汽或者以經(jīng)由中間抽吸管路供給的輔助蒸汽來(lái)進(jìn)行蒸汽處理。因此能夠?qū)崿F(xiàn)適度的第一預(yù)熱。借助于輔助蒸汽經(jīng)由中間抽吸裝置進(jìn)行蒸汽處理通常僅在高壓渦輪機(jī)中是可行的。
[0024]為了保證經(jīng)由阻斷蒸汽供給裝置以所期望的方式供給蒸汽，能夠在阻斷蒸汽室中設(shè)定所期望的壓力。以這種方式和方法實(shí)現(xiàn)所期望的蒸汽流。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]借助下面的附圖再次詳細(xì)描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)。在附圖中示出:
[0026]圖1示出高壓渦輪機(jī)的構(gòu)造，其中為了起動(dòng)而經(jīng)由中間抽吸管路供給輔助蒸汽，
[0027]圖2示出高壓渦輪機(jī)的構(gòu)造，其中為了起動(dòng)而使用阻斷蒸汽，
[0028]圖3示出中壓渦輪機(jī)的構(gòu)造，其中為了起動(dòng)而使用阻斷蒸汽。

【具體實(shí)施方式】
[0029]在圖1中示出蒸汽輪機(jī)1，其中其在此是高壓渦輪機(jī)。該蒸汽輪機(jī)具有第一渦輪機(jī)部段2和第二渦輪機(jī)部段3。新鮮蒸汽管路4作為入流蒸汽供給管路引向第一渦輪機(jī)部段2，在所述新鮮蒸汽管路中設(shè)置有新鮮蒸汽閥5。因此能夠?yàn)楦邏簻u輪機(jī)I的入流蒸汽側(cè)、即新鮮蒸汽側(cè)6計(jì)量地供給蒸汽。在高壓渦輪機(jī)I的中部區(qū)域7上、即在第一渦輪機(jī)部段2和第二渦輪機(jī)部段3之間的區(qū)域上安置有抽取口 8。抽取口 8經(jīng)由止回閥9引向未示出的預(yù)熱器。止回閥9防止蒸汽從預(yù)熱器穿過(guò)抽取口 8流到高壓渦輪機(jī)I中。在抽取口 8上安置有連接管路10、通常稱為起動(dòng)管路。通過(guò)安裝在連接管路10中的連接閥11根據(jù)需要建立或者斷開(kāi)到未示出的冷凝器的連接。排出蒸汽側(cè)12位于第二渦輪機(jī)部段3旁的區(qū)域中。排出蒸汽管路13從該排出蒸汽側(cè)引向排出蒸汽止回閥14。密封件15在背離渦輪機(jī)部段3的一側(cè)上連接到高壓渦輪機(jī)I的排出蒸汽側(cè)12上，所述密封件將從渦輪機(jī)殼體到周圍環(huán)境中的蒸汽流最小化。可以看出的是，引入密封件15中的中間抽吸管路16。中間抽吸管路16能夠通過(guò)中間抽吸閥17來(lái)阻斷。經(jīng)由輔助蒸汽管路18能夠?yàn)橹虚g抽吸管路16供給輔助蒸汽。除了中間抽吸管路16以外，阻斷蒸汽管路19首先連接到密封件15上并且在更外部水蒸氣管路20連接到該密封件上，阻斷蒸汽或者水蒸氣能夠通過(guò)所述阻斷蒸汽管路或水蒸氣管路離開(kāi)。為了完整性應(yīng)指出的是:另一個(gè)密封件15’存在于高壓渦輪機(jī)I的新鮮蒸汽側(cè)6上。在該處也設(shè)置有中間抽吸管路16’、阻斷蒸汽管路19’和水蒸氣管路20’。
[0030]為了起動(dòng)高壓渦輪機(jī)1，選擇下述處理方法:首先關(guān)閉中間抽吸閥17，以便進(jìn)行蒸汽處理。隨后借助于輔助蒸汽對(duì)具有第一渦輪機(jī)部段2和第二渦輪機(jī)部段3的高壓渦輪機(jī)I進(jìn)行蒸汽處理，所述輔助蒸汽經(jīng)由輔助蒸汽管路18引入到中間抽吸管路16中。蒸汽也經(jīng)由中間抽吸管路16’，經(jīng)由密封件15’流向高壓渦輪機(jī)I。因此進(jìn)行高壓渦輪機(jī)I的第一預(yù)熱。隨后打開(kāi)連接管路10中的連接閥11。因此完成對(duì)具有第一渦輪機(jī)部段I和第二渦輪機(jī)部段3的高壓渦輪機(jī)I抽真空。蒸汽因此能夠從高壓渦輪機(jī)I的中部區(qū)域7經(jīng)由抽取口 8流入到通向冷凝器的連接管路10中。隨后經(jīng)由輔助蒸汽管路18在特定的壓力下供給期望的量的輔助蒸汽，以便實(shí)現(xiàn)在高壓渦輪機(jī)I的排出蒸汽側(cè)12和中部區(qū)域7之間的所期望的壓力比。這引起通過(guò)箭頭示出的、穿過(guò)第二渦輪機(jī)部段3從排出蒸汽側(cè)12到中部區(qū)域7的蒸汽流。通過(guò)計(jì)量地打開(kāi)新鮮蒸汽閥5，所期望的蒸汽量經(jīng)由新鮮蒸汽管路4流向新鮮蒸汽側(cè)6。此外，然后在新鮮蒸汽側(cè)6和中部區(qū)域7之間產(chǎn)生所期望的穿過(guò)第一渦輪機(jī)部段2的蒸汽流，如通過(guò)箭頭示出的那樣。穿過(guò)第一渦輪機(jī)部段2的蒸汽流和穿過(guò)第二渦輪機(jī)部段3的蒸汽流在中部區(qū)域7中結(jié)合并且隨后一起流到抽取口 8中并且從該處經(jīng)由連接管路10流向冷凝器。經(jīng)由打開(kāi)新鮮蒸汽閥5能夠設(shè)定第一渦輪機(jī)部段2中的所期望的轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或功率。因此也能夠?qū)崿F(xiàn):使排出蒸汽側(cè)12和中部區(qū)域7之間的壓力比保持所期望的值。因此保證穿過(guò)第二渦輪機(jī)部段3的所期望的蒸汽流。只要在第一渦輪機(jī)部段2中達(dá)到最低功率，那么終止經(jīng)由輔助蒸汽管路18的輔助蒸汽供給。打開(kāi)中間抽吸閥17。關(guān)閉連接管路10中的連接閥11。因此高壓渦輪機(jī)I中的壓力提高。這此外引起用于再加熱的止回閥9由于壓力而自動(dòng)打開(kāi)。因此開(kāi)始正常的功率運(yùn)行，其中在新鮮蒸汽側(cè)6上通過(guò)新鮮蒸汽管路4供給新鮮蒸汽。蒸汽隨后穿過(guò)第一渦輪機(jī)部段2和第二渦輪機(jī)部段3流向排出蒸汽側(cè)12并且進(jìn)一步穿過(guò)排出蒸汽管路13流經(jīng)之后打開(kāi)的排出蒸汽止回閥
14。蒸汽的一部分從中部區(qū)域7經(jīng)由抽取口 8提取并且經(jīng)由打開(kāi)的止回閥9流向未示出的預(yù)熱器。需補(bǔ)充闡述的是:在阻斷蒸汽管路19、19’和水蒸氣管路20、20’中在起動(dòng)期間一些蒸汽逸出，因?yàn)榻?jīng)由中間抽吸管路16、16’提供了較高的壓力。
[0031]此時(shí)示出用于起動(dòng)高壓渦輪機(jī)I的另一種可能性。對(duì)此使用提高的阻斷蒸汽壓力。如所看到的一樣，圖2的構(gòu)造與圖1的構(gòu)造大致一致。為了避免重復(fù)不再闡述相同的特征。區(qū)別僅在于:不存在用于供給中間抽吸管路16的輔助蒸汽管路18，并且在起動(dòng)時(shí)流入阻斷蒸汽管路19、19’中的蒸汽流具有不同的方向。用于起動(dòng)高壓渦輪機(jī)21的方法也是相對(duì)類似的。在開(kāi)始時(shí)也需關(guān)閉中間抽吸閥17。隨后經(jīng)由阻斷蒸汽管路19和19’對(duì)渦輪機(jī)部段2和3進(jìn)行蒸汽處理。所有其余的步驟和處理方法是相同的。當(dāng)然，為了設(shè)定排出蒸汽側(cè)12上的壓力不需要設(shè)置輔助蒸汽供給裝置18，而是需相應(yīng)地設(shè)定阻斷蒸汽供給中的壓力。對(duì)此相應(yīng)地選擇未示出的阻斷蒸汽室中的壓力。
[0032]接下來(lái)借助圖3示出中壓渦輪機(jī)的起動(dòng)。在圖3中可以看到中壓渦輪機(jī)21。所述中壓渦輪機(jī)具有第一渦輪機(jī)部段22和第二渦輪機(jī)部段23。通過(guò)用作為入流蒸汽供給管路的再加熱蒸汽管路24，來(lái)自于再加熱裝置的蒸汽被引入到中壓渦輪機(jī)21中。為了調(diào)節(jié)蒸汽流，安裝到再加熱蒸汽管路24中的再加熱閥25用作為可操控的阻斷部。蒸汽在功率運(yùn)行中流向入流蒸汽側(cè)26，在此也稱作為再加熱蒸汽側(cè)。在功率運(yùn)行中，通過(guò)第一渦輪機(jī)部段22并且接著通過(guò)第二渦輪機(jī)部段23去除壓力。在渦輪機(jī)部段22和23之間存在中壓渦輪機(jī)21的中部區(qū)域27。抽取口 28穿過(guò)止回閥29引向未示出的第二預(yù)熱器。止回閥29防止在中壓渦輪機(jī)中的壓力過(guò)低的情況下從預(yù)熱器穿過(guò)抽取口 28流入中壓渦輪機(jī)21中的回流。連接管路30、也稱為起動(dòng)管路從抽取口 28引向冷凝器。在連接管路30中存在連接閥31，借助于該連接閥，連接管路30能夠與冷凝器連接并且與其分開(kāi)。在正常的功率運(yùn)行中，蒸汽從中壓渦輪機(jī)的排出蒸汽側(cè)32蒸汽從中壓渦輪機(jī)的排出蒸汽側(cè)32進(jìn)入排出蒸汽管路33穿過(guò)排出蒸汽止回閥34朝第二再加熱裝置流動(dòng)。密封件35的區(qū)域連接到中壓渦輪機(jī)21的排出蒸汽側(cè)32上。由于中壓渦輪機(jī)21中的相對(duì)于高壓渦輪機(jī)I的更低的壓力，在密封件35上沒(méi)有連接中間抽吸管路。相應(yīng)地，如在高壓渦輪機(jī)I中那樣，在中壓渦輪機(jī)21中阻斷蒸汽管路39和水蒸氣管路40也連接到密封件35上。
[0033]為了起動(dòng)中壓渦輪機(jī)21，此時(shí)如下處理:首先以來(lái)自于管路39的阻斷蒸汽對(duì)具有第一渦輪機(jī)部段22和第二渦輪機(jī)部段23的中壓渦輪機(jī)21進(jìn)行蒸汽處理。隨后通過(guò)打開(kāi)通向冷凝器的連接管路30中的連接閥31抽真空。通過(guò)設(shè)定阻斷蒸汽室中的所期望的壓力而得到中壓渦輪機(jī)21的排出蒸汽側(cè)32和中部區(qū)域27之間的所期望的壓力比。因此出現(xiàn)所期望的蒸汽流。與在起動(dòng)高壓渦輪機(jī)I的情況下類似，再加熱閥25被容易地打開(kāi)，使得蒸汽從未示出的第一再加熱裝置穿過(guò)再加熱蒸汽管路24流入入流蒸汽側(cè)26中。蒸汽從該處穿過(guò)第一渦輪機(jī)部段22流向中部區(qū)域27。再加熱閥25的打開(kāi)進(jìn)行為，使得達(dá)到中壓渦輪機(jī)21的、更確切地說(shuō)第一渦輪機(jī)部段22的所期望的轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或功率。在達(dá)到最低功率時(shí)，通過(guò)關(guān)閉連接閥31的方式，將連接管路30與冷凝器分開(kāi)。因此中壓渦輪機(jī)21中的壓力快速上升。由此打開(kāi)止回閥34。在通風(fēng)受限的情況下有序地穿流中壓渦輪機(jī)21的第一渦輪機(jī)部段22和第二渦輪機(jī)部段23。這兩個(gè)渦輪機(jī)部段22和23也能夠稱為轉(zhuǎn)鼓22和23。
[0034]為了完整性還提出:密封件35’連接到入流蒸汽側(cè)26’上。該密封件將渦輪機(jī)殼體相對(duì)于入流蒸汽側(cè)26上的渦輪機(jī)軸密封。相應(yīng)地也可以在此看到阻斷蒸汽管路39’和水蒸氣管路40’。在中壓渦輪機(jī)21的上述起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，蒸汽也相應(yīng)地穿過(guò)阻斷蒸汽管路39’流向中壓渦輪機(jī)21’。只要蒸汽經(jīng)由再加熱蒸汽管路24流向入流蒸汽側(cè)26進(jìn)而在該處提高壓力，那么經(jīng)由阻斷蒸汽管路39’穿過(guò)密封件35’流向入流蒸汽側(cè)26的蒸汽流當(dāng)然是非常低的或者等于零。
[0035]雖然本發(fā)明的細(xì)節(jié)通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明和描述，但是本發(fā)明不受限于所公開(kāi)的示例并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從中推導(dǎo)出其它的變型形式，而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有蒸汽輪機(jī)(1，21)的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)(21，41)，所述蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)具有下述特征: 所述蒸汽輪機(jī)具有入流蒸汽側(cè)(6，26)、排出蒸汽側(cè)(12，32)和渦輪機(jī)殼體； 所述渦輪機(jī)殼體對(duì)于渦輪機(jī)軸而言具有穿引部，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夠?qū)⒋┻^(guò)所述穿引部的流體流最小化； 存在通向所述密封件(15，15’，35，35’ )的蒸汽管路系統(tǒng)； 所述蒸汽輪機(jī)(1，21)由至少一個(gè)第一子部段(2，22)和至少一個(gè)第二子部段(3，23)構(gòu)造并且在兩個(gè)子部段(2，3，22，23)之間存在通向低壓區(qū)域的、特別是通向冷凝器的連接管路(10，30)； 在朝向所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所述排出蒸汽側(cè)(12，32)的穿引部中，所述蒸汽管路系統(tǒng)(16，17，18，19，39，40)設(shè)計(jì)為，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，穿過(guò)所述蒸汽管路系統(tǒng)(16，17，18，19，39，40)到所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的蒸汽供給是可行的，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，從所述排出蒸汽側(cè)(12，32)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的蒸汽流是可行的； 入流蒸汽供給管路(4，24)具有能操控的阻斷部(5，25)，使得為了起動(dòng)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)，從所述入流蒸汽側(cè)出，26)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的蒸汽流是可行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)， 其中所述蒸汽管路系統(tǒng)包括中間抽吸管路(16，16’，36，36’)和/或阻斷蒸汽管路(19，19，，39，39，)和 / 或水蒸氣管路(20，20’，40，40’ )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)， 其中通向低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)安置在、特別是法蘭安裝在蒸汽抽取口(8，28)處。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)， 其中存在輔助蒸汽管路(18)，借助于輔助蒸汽管路能夠?yàn)樗鲋虚g抽吸管路(16)供給輔助蒸汽。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)， 其中存在控制裝置，以便為了起動(dòng)引起從所述排出蒸汽側(cè)(12，32)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的所期望的蒸汽流，并且引起從所述入流蒸汽側(cè)出，26)到通向所述低壓區(qū)域的所述連接管路(10，30)的所期望的所述蒸汽流。
6.一種具有根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)的火力發(fā)電站。
7.一種用于起動(dòng)蒸汽輪機(jī)、特別是根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的蒸汽輪機(jī)(1，21)的方法， 所述蒸汽輪機(jī)具有渦輪機(jī)殼體和渦輪機(jī)軸，所述方法具有下述步驟: -將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)抽真空； 將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的中部區(qū)域(7，27)與低壓區(qū)域連接、特別是與冷凝器連接； -經(jīng)由將所述渦輪機(jī)軸相對(duì)于所述渦輪機(jī)殼體密封的密封件(15，35)供給蒸汽，以便在排出蒸汽側(cè)(12，32)上為所述蒸汽輪機(jī)(1，21)供給蒸汽； -在所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的入流蒸汽側(cè)出，26)上計(jì)量地供給入流蒸汽，以便達(dá)到所期望的轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或功率； 保證所期望的蒸汽流從所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所述排出蒸汽側(cè)(12，32)流向所述中部區(qū)域(7，27)； -在達(dá)到所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所期望的功率時(shí)終止經(jīng)由所述密封件(15，35)的蒸汽供給并且將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的中部區(qū)域(7，27)與所述低壓區(qū)域分開(kāi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法， 其中通過(guò)將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所述中部區(qū)域與所述低壓區(qū)域連接來(lái)將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)抽真空。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法， 其中為了經(jīng)由所述密封件(15)供給蒸汽而將中間抽吸管路(16)與中間抽吸系統(tǒng)分開(kāi)并且經(jīng)由所述中間抽吸管路(16)供給輔助蒸汽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法， 其中為了經(jīng)由所述密封件(15)供給蒸汽而將所述中間抽吸管路(16)與所述中間抽吸系統(tǒng)分開(kāi)并且經(jīng)由阻斷蒸汽管路(19)供給阻斷蒸汽。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的方法， 其中使用新鮮蒸汽作為用于高壓渦輪機(jī)(I)的入流蒸汽。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法， 其中使用來(lái)自于再加熱裝置的蒸汽作為用于中壓渦輪機(jī)(21)的入流蒸汽。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的方法， 其中經(jīng)由連接管路(10，30)中的阻斷單元(11，31)將所述蒸汽輪機(jī)(1，21)的所述中部區(qū)域(7，27)與所述低壓區(qū)域連接，所述連接管路將抽取口(8，28)與所述冷凝器連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的方法， 其中作為第一步驟，用阻斷蒸汽和/或經(jīng)由所述中間抽吸管路(16，16’，36，36’ )供給的輔助蒸汽對(duì)所述蒸汽輪機(jī)(1，21)進(jìn)行蒸汽處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至14中任一項(xiàng)所述的方法， 其中為了經(jīng)由所述阻斷蒸汽管路(19，39)進(jìn)行蒸汽供給，在阻斷蒸汽室中設(shè)定所期望的阻斷蒸汽壓力。
【文檔編號(hào)】F01D19/00GK104204422SQ201380017660
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】魯?shù)婪颉げㄌ? 申請(qǐng)人:西門子公司