[发明专利]起动蒸汽透平设备的方法

说明书

本发明涉及一种起动蒸汽透平设备的方法，该蒸汽透平设备具有至 少一个蒸汽透平和至少一个用于产生驱动蒸汽透平的蒸汽的蒸汽发生 设备，其中蒸汽透平设备具有至少一个基准部件(Bezugs-Bauteil)，该 基准部件在起动时刻具有大于250℃的初始温度，其中蒸汽和基准部件 的温度被连续地测量，其中蒸汽透平设备的基准部件自起动时刻起被施 加蒸汽。

为了起动蒸汽透平设备，通常在废热蒸汽发生器中产生的蒸汽首先 不是输送到蒸汽透平设备的蒸汽透平部分，而是通过旁通站绕过透平并 且直接地输送给冷凝器，该冷凝器将蒸汽冷凝成水。冷凝水然后又作为 给水输送给蒸汽发生器或通过屋顶吹出，如果没有旁通站的话。只有当 在水-蒸汽循环的蒸汽管道中或在通向蒸汽透平设备的透平部分的蒸汽 管道中的一定的蒸汽参数，例如一定的蒸汽压力和温度，被满足时，才 接通蒸汽透平。满足这些蒸汽参数上为了将厚壁部件中的可能的应力保 持在低的水平并且避免不允许的相对膨胀。

如果蒸汽透平在工作温度承受负载超过一定的时间，那么蒸汽透平 的厚壁部件在夜间停机后或甚至在周末停机后仍然具有高的初始温度。 厚壁部件此时例如是阀壳或高压透平部分的壳体或高压或中压轴。在大 约持续8个小时的夜间停机或大约持续48个小时的周末停机之后，初 始温度通常位于300℃和500℃之间。

当蒸汽透平设备的厚壁部件在热起动或半热态起动之后，即在夜间 停机或周末停机之后，被施加由蒸汽发生器或锅炉提供的供使用的第一 蒸汽时，存在厚壁部件被快速冷却的危险，因为一般而言第一蒸汽具有 比厚壁部件较低的温度。

由蒸汽和厚壁部件之间的大的温度差可以形成非常大的热应力，其 导致材料的疲劳和由此导致寿命的缩短。

此外在轴和外壳之间可能产生不允许的高的相对膨胀，其可能导致 间隙消失。

为了减小在蒸汽和厚壁部件之间的过大的温度差的危险，该过大的 温度差导致过大的热应力，目前在蒸汽透平设备中是将调节阀保持关 闭，直到蒸汽发生器或锅炉提供具有相应的高的温度的蒸汽为止。该温 度比各个厚壁部件的初始温度大约高50℃。此时直到可以使用蒸汽透平 设备的长的等待时间被认为是个缺陷。

本发明的任务是，提出一种开头所述类型的起动蒸汽透平设备的方 法，其使得蒸汽透平设备可以被快速使用。

该任务通过一种起动蒸汽透平设备的方法来解决，该蒸汽透平设备 具有至少一个蒸汽透平和至少一个用于产生驱动蒸汽透平的蒸汽的蒸 汽发生设备，其中蒸汽透平设备具有至少一个基准部件，该基准部件在 起动时刻具有大于250℃的初始温度，其中蒸汽和基准部件的温度被连 续地测量，其中蒸汽透平设备的该基准部件自起动时刻起被用蒸汽加 载，其中蒸汽的起动温度低于基准部件的温度，和蒸汽的温度用一个起 动瞬变量(起动瞬变量)提高并且起动温度和起动瞬变量这样地选择， 使得基准部件的每时间单位的温度变化位于给定的界限值以下，其中基 准部件的温度开始时较低直到达到一个最小值和接着变高。基准部件的 每时间单位的温度变化此时位于大于或等于5K/m的值上。

本发明基于这样的认识，即尽管蒸汽透平设备的厚壁部件具有比蒸 汽温度高的初始温度，也可以对其施加其温度低于各个基准部件的初始 温度的蒸汽。为此，蒸汽的温度必须用一个足够的瞬变量(瞬变量)提 高，使得厚壁基准部件的平均的整体温度只经历一个可以忽略的低的冷 却。瞬变量应该理解为一种变化，尤其是每时间单位的温度变化(°K/m)。 相反，梯度应该理解为一种变化，尤其是每行程距离的温度变化(°K/m)。 由此也可以排除相对膨胀的问题。因此本发明基于这样的认识，即可以 实现蒸汽透平设备的非常快的起动时间，即使放弃要求来自蒸汽发生器 或锅炉的蒸汽高于基准部件的初始温度大约50°K，并且用其温度低于基 准部件的初始温度的蒸汽进行施加时。但是，在施加到基准部件上之后 蒸汽的初始温度必须用足够的和合适的起动梯度升高。

过低的起动梯度会导致蒸汽温度的过小的升高和由此产生厚壁部 件被快速冷却的危险。

在一个有利的实施例中，基准部件的温度在它的一个面对着蒸汽的 表面上进行测量。基准部件首先自然地在表面上冷却，而位于内部的部 件冷却得较慢。这导致在基准部件的厚度上的温度差，其可能导致热应 力。因此有利的是，直接在面对着蒸汽的表面上测量部件的温度。