Способ регулирования мощности энергетического блока сверхкритических параметров

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении энергетическим блоком сверхкритических параметров, оборудован-: ным парогенератором с по меньшей мере одним разделительным клапаном на входе в пароперегреватель, турбиной, снабженной регулирующим клапаном, и питательным насосом. Регулирование мощности ведут изменением давления пара после разделительного клапана перед пароперегревателем в пределах между докритическим и первым заданным свёрхкритическим значениями , изменением положения разделительного клапана при одновременном удерживании регулирующего клапана турбины в заданном открытом положении на нагрузках менее 65% номинальной мощности и установке разделительного клапана в полностью открытое положение при достижении заданного уровня нагрузки. Для повышения надежности и экономичности при нагрузке более заданного уровня изменяют давление пара в пределах между первым заданным сверхкритическим значением и вторым заданным сверхкритическим значением , превышающим первое, увеличением подачи питательного насоса. Заданный уровень нагрузки может составлять 65 или 85% номинальной мощности. 5 з.п.ф-лы, 5 ил. (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 К 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 3676302/06 (86) PCT/US 82/00482 (19.04.82) (22) 15.12.83 (46) 23.03.92.Бюл. ¹ 11 (71) Дзе Бабкок энд Вилкокс Компани (US) (72) Джон Эдвард Долан (US) (53) 621.165 546 (088.8) (56) Патент США № 4241585, кл, F 01 К 13/02, опублик. 1980. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БЛОКА СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении энергетическим блоком сверхкритических параметров, оборудован-. ным парогенератором с по меньшей мере одним разделительным клапаном на входе в пароперегреватель, турбиной, снабженной регулирующим клапаном, и питательным насосом. Регулирование мощности

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении энергоблоками сверхкритических параметров, оборудованными парогенератором с по меньшей мере одним разделительным клапаном на входе в пароперегреватель, турбиной, снабженной регулирующим клапаном, и питательным насосом.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности. . На фиг. 1 приведена схема энергетического блока, на котором реализуется данный способ регулирования; на фиг, 2— зависимости давления пара перед.регулирующим клапаном турбины и давления пара в парогенераторе после разделительного клапана перед пароперегревателем от относи„„ ЖÄÄ 1722240 А3 ведут изменением давления пара после разделительного клапана перед пароперегревателем в пределах между докритическим и первым заданным сверхкритическим значениями, изменением положения разделительного клапана при одновременном удерживании регулирующего клапана турбины в заданном открытом положении на нагрузках менее 65% номинальной мощности и установке разделительного. клапана в полностью открытое положение при достижении заданного уровня нагрузки, Для повышения надежности и экономичности при нагрузке более заданного уровня изменяют давление пара в пределах между первым заданным сверхкритическим значением и вторым заданным сверхкритическим значением, превышающим первое, увеличением подачи питательного насоса. Заданный уровень нагрузки может составлять 65 или 85% номинальной мощности. 5 з.п.ф-лы, 5 ил. тельной нагрузки блока для цикла с постоянным давлением (кривые А) и для цикла с переменным давлением в соответствии с данным способом (кривые Б); на фиг. 3— зависимости температур пара — температу- Ы ры свежего пара (фиг. За), температуры пара фь после первичного промежуточного пароперегревателя (фиг. Зб) и температуры п; ра после вторичного промежуточного napoi:å- регревателя (фиг. Зв) — от относительной нагрузки блока для цикла с постоянным давлением (кривые В) и для цикла с переменным давлением в соответствии с данным способом (кривые Г); на фиг. 4— зависимости температур пара на входе в. часть высокого давления турбины (фиг, 4а) и на выходе части высокого давления (фиг.

46) — от относительной нагрузки блока для

1722240

35

55 цикла с переменным давлением в соответствии с данным способом при дроссельном парораспределении турбины (кривые Д), для цикла с постоянным давлением при дроссельном парораспределении турбины (кривые Е) и для цикла с постоянным давлением при сопловом парораспределении (кривые Ж); на фиг. 5 — зависимости удельного расхода тепла на производство электроэнергии в энергетическом блоке от относительной нагрузки блока для цикла с переменным давлением в соответствии с данным способом при дроссельном парораспределении турбины (кривая 3), для цикла с постоянным давлением при дроссельном парораспределении турбины (кривая И) и для цикла с переменным давлением в соответствии с данным способом при сопловом парораспределении (кривая К).

Энергетический блок, реализующий данный способ регулирования, содержит (фиг. 1) разделительный клапан 1 парогенератора 2, установленный на входе в пароперегреватель 3, паропровод 4, по которому пар из пароперегревателя 3 через регулирующий клапан 5 поступает в часть 6 высокого давления турбины. Выход части 6 высокого давления соединен с входом части 7 среднего давления турбины через первичный промежуточный пароперегреватель 8, а выход части 7 среднего давления соединен с входом части 9 низкого давления турбины через вторичный промежуточный пароперегреватель 10 (этот последний пароперегреватель может в схеме блока отсутствовать), Вал турбины связан с валом электрического генератора 11. Из части 9 низкого давления пар поступает в конденсатор 12, откуда конденсатный насос 13 подает конденсат в подогреватели 14 низкого давления. Далее питательный насос 15 через подогреватели

16 высокого давления подает питательную воду в парогенератор 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Регулирование мощности турбины и блока в целом в диапазоне 85 — 100 номинальной мощности производится изменением степени открытия регулирующего клапана 5 турбины от полностью открытого положения (100% номинальной мощности) до частично открытого положения (85% ноMèíàëьной мощности). Чтобы изменить мощность турбины в пределах диапазона между приблизительно 65 и 85% номинальной мощности, регулирующий клапан 5 турбины частично перемещают до заранее определенного положения, а разделительный клапан 1 держат полностью открытым, Давление в парогенераторе 2 и перед регулирующим клапаном 5 турбины тогда изменяется благодаря изменению подачи питательного насоса 15, причем это давление изменяется в пределах между первым заданным сверхкритическим значением и вторым заданным сверхкритическим значением, превышающим первое (кривые Б, на фиг. 2).

Возможно также регулирование мощности блока, когда регулирующий клапан 5 турбины остается полностью открытым при изменении мощности приблизительно в диапазоне от 85 до 100 номинальной мощности с изменением давления пара в указанных пределах, Регулирование мощности в диапазоне ниже 65% номинальной мощности осуществляют изменением степени открытия разделительного клапана 1. Путем частичного закрытия этого клапана давление пара, подаваемого на частично открытый регулирующий клапан 5 турбины, уменьшают до уровня ниже критического значения, в результате чего понижается давление на входе части 6 высокого давления турбины.

Разделительный клапан 1 обеспечивает состояние, при котором давление внутри парогенератора 2 остается на уровне, превышающем критическое давление, предотвращая тем самым возможность повреждения парогенератора из-за термических напряжений даже в том случае, если давление в параперегревателе 3 и паропроводе 4 уменьшится ниже критического значения.

Возможно также регулирование мощности по данному способу таким образом, чтобы изменение мощности между 65 и 100 номинальной мощности обеспечивалось открытием регулирующего клапана 5 турбины до полностью открытого положения и изменением подачи питательного насоса, причем давление пара изменяют между указанными первым и вторым заданными сверхкритическими значениями при удержании разделительного клапана 1 в полностью открытом положении. B диапазоне нагрузок от 65 до 0 номинальной мощности регулирование мощности осуществляют изменением степени открытия разделительного клапана 1 от полностью открытого до закрытого положения.

Кроме того, возможно регулирование мощности по данному способу приблизительно в диапазоне от 100 до 85 номинальной мощности путем удержания регулирующего клапана 5 и разделительного клапана 1 в полностью открытых положениях и изменения подачи питательного

1722240 насоса так, чтобы изменять давление пара между указанными первым и вторым заданными сверхкритическими значениями. В диапазоне нагрузок от 85o до 0 номинальной мощности регулирование мощности осуще- 5 ствляют изменением степени открытия разделительного клапана 1 от полностью открытого положения при приблизительно

85 номинальной мощности до полностью закрытого положения при 0 номинальной 10 мощности.

Особенностью описанных возможностей реализации данного способа является то, что часть диапазона регулирования мощности обеспечивается таким изменением 15 подачи питательного насоса, чтобы давление пара изменялось между указанными первым и вторым заданными сверхкритическими значениями.

Цикл работы энергетического блока по 20 данному способу сопоставлен с циклом работы с постоянным давлением на фиг. 3-5., Как видно из фиг. 3, цикл работы поданному способу (кривые Г) обеспечивает меньшие изменения температур пара на выходах па- 25 роперегревателей 8 и 10 (фиг. 1), чем цикл работы с постоянным давлением (кривые В, фиг.. 3).

Как следует из фиг. 4, регулирование мощности по данному способу (кривые Д) 30 обеспечивает меньшее изменение температур пара на входе и выходе части 6 высокого давления турбины (фиг. 1) при изменении нагрузок, что уменьшает термические напряжения, возникающие в элементах турби- 35 ны.

Более высокий уровень температур пара, который удается поддерживать при регулировании мощности по данному способу (кривые на фиг. 3 и 4), улучшает экономич- 40 ность энергетического блока на частичных нагрузках. Как показано на фиг. 5, удельный расход тепла при регулировании мощности по данному способу (кривые 3 и К) ниже на частичных нагрузках, чем при регулирова- 45 нии мощности энергетического блока с постоянным давлением пара.

Формула изобретения

1. Способ регулирования мощности энергетического блока сверхкритических 50 параметров, оборудованного парогенератором с по меньшей мере одним разделительным клапаном на входе в пароперегреватель, турбиной, снабженной регулирующим клапаном, и питательным насосом, путем изменения давления пара после разделительного клапана перед пароперегревателем в пределах между докритическим и первым заданным сверхкритическим значениями изменением положения разделительного клапана при одновременном удерживании регулирующего клапана турбины в заданном открытом положении на нагрузках менее 65 номинальной мощности и установки разделительного клапана в полностью .открытое положение по достижении заданного уровня нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, при нагрузке более заданного уровня изменяют давление пара в пределах между первым заданным сверхкритическим значением и вторым заданным сверкритическим значением, превышающим первое, увеличением подачи питательного насоса.

2. Способ по и. 1. отл и ч а ю щи и с я тем, что дополнительно увеличивают подачу питательного насоса при изменении нагрузок от заданного уровня до 85 номинальной мощности и дополнительно открывают регулирующий клапан турбины от заданного до полностью открытого положения при изменении нагрузок от 85 до 100 номинальной мощности, 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что заданный уровень нагрузки составляет 65 номинальной мощности.

4. Способ по и, 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что полностью открывают регулирую- щий клапан турбины по достижении заданного уровня нагрузки и при последующем изменении нагрузок от этого уровня до

100 номинальной мощности изменяют давление пара в пределах между первым и вторым заданными сверхкритическими значениями увеличением подачи питательного насоса.

5, Способ по и. 4, отл и ч а ю щи и с я тем, что заданный уровень нагрузки составляет не менее 65 номинальной мощности.

6. Способ по и, 4, отличающийся тем, что заданный уровень нагрузки составляет не менее 85 номинальной мощности.

1722240

1722240 а юля мкююгою

0тосотельная иааРЦЗка

О 10 Ю Зб 40 50 БО 7(7 80 90 700%

0еносотельнал иагрузна у

1 ф % о о го х юли m þóîхо

0тиоаяпеьная иа руьна

Фиг 4 о а zozaeusn ашюуи%

0тиостельиая иарузка

Фие. 5

Составитель А. Калашников

Редактор В. Данко Техред М,Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 968 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101