[发明专利]发电厂和用于运行发电厂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行发电厂设施的方法，所述发电厂设施包括蒸汽轮机，所述蒸汽轮机被分成高压子涡轮机、中压子涡轮机和低压子涡轮机，并且在高压子涡轮机和中压子涡轮机之间设置有中间再热单元。

此外，本发明涉及一种发电厂，所述发电厂按照根据本发明的方法来运行。

背景技术

使用大体积的蒸汽轮机的发电厂设施此外在地区供电中使用。在这种发电厂中使用的蒸汽轮机具有相对高的质量并且通常是为预设的额定功率而设计的。该发电厂，也能够称作为传统发电厂，大致能够分成纯的蒸汽发电厂以及燃气和蒸汽发电厂。这两者都需要化石燃料，以便产生电能。这种发电厂迄今为止设计成，使得该发电厂是为基本负载而设计的。由于基本上不可调控的可再生能源、例如风能的份额增大，上述传统发电厂必须日益频繁地在部分负载下运行。这表示，发电厂并非持续地提供额定功率，而是提供额定功率的百分比作为部分负载。部分负载在某些情况下例如为全负载的25％。

这表示，该发电厂必须灵活地运行，其中从相对低的部分负载到全负载的转换应当尽可能快地并且在不限制负载变化的数量的情况下进行。在此，问题是：在极端的部分负载的情况下，例如在25％的情况下，中间再热单元的出口处的蒸汽的温度由于变冷的烟气中的热量供应变小而非常强烈地降低。该温度降低能够为直至60开尔文。该温度波动当然也传递到构件上。这表示，大体积的并且大质量的构件在不利的情况下必须持续地加热和冷却。尤其是厚壁的构件、例如中压子涡轮机轴在考虑到所期望的负载变化的条件下仅允许相对缓慢地被加热。这当然与发电厂要在尽可能短的时间中从极端的部分负载运转至全负载的要求相矛盾。

因此，迄今中间再热器加热面积是尺寸过大的并且热的中间再热器温度在上部负载范围中、例如在70％和100％之间被调控以忍受由此造成的热力学的效率损失。热的中间再热器温度被称作为“”，所述中间再热器温度存在于中间再热器单元下游。另一个解决方法为：在下部的负载范围中，相应地限制负载梯度或者减少允许的负载变化，其中也考虑到增大的磨损，使得厚壁的构件必须提前更换。

发明内容

这是本发明的出发点。本发明的目的是：运行发电厂，使得虽然存在频繁的负载变化，但是仍提高构件的使用寿命。该目的通过用于运行发电厂设施的方法来实现，所述发电厂设施包括蒸汽轮机，所述蒸汽轮机分成高压子涡轮机、中压子涡轮机和低压子涡轮机，并且在高压子涡轮机和中压子涡轮机之间设置有中间再热器单元，所述方法具有下述步骤：

-在部分负载下运行发电厂设施。

-通过对阀进行节流来提高中间再热器单元的入口处的温度，所述阀设置在中压子涡轮机上游。

此外，所述目的通过按照根据权利要求1至4中任一项所述的方法来运行的发电厂实现，并且此外通过设计成蒸汽发电厂或设计成燃气和蒸汽发电厂并且按照根据本发明的方法来运行的发电厂实现。

有利的改进方案在从属权利要求中给出。

本发明基于下述思想：始终会发生频繁的负载变化，但是所述负载变化不引起构件的使用寿命缩短。本发明基于下述思想，通常在温度梯度相同的情况下，允许的负载变化的数量不与温度跳变成比例。例如，30开尔文的温度跳变引起大约1000000个允许的负载变化，而60开尔文的温度跳变不引起允许的负载变化减半，而是引起少得多的负载变化的数量，更确切地说，引起大约10000个允许的负载变化。因此，在温度跳变加倍时，允许的负载变化的数量以一个或多个数量级改变。上述数值仅用于说明。允许的负载变化的与温度跳变相关的数量在很大程度上取决于构件的几何形状、材料特性以及温度水平和许多其他参数。

本发明实质性的特征是：通过提高进入中间再热器单元的入口温度，能够降低中间再热器单元的温度。在中间再热器单元上游的入口温度也能够称作为冷的中间再热。这种温度提高通过下述方式来实现：对在第二膨胀部段上游的、即在中压子涡轮机上游的控制阀进行节流。通过节流减小膨胀从而减小第一膨胀部段中的、在该情况下即高压子涡轮机中的温度降低。结果为，在高压子涡轮机的出口处引起增大的、与负载相关的温度波动。