[发明专利]蒸汽轮机和用于运行蒸汽轮机的方法

说明书

一种蒸汽轮机(1)，具有：在蒸汽轮机外壳体(20)之内的低压内壳体(NDIG)和高压内壳体(HDIG)；在HDIG(30)下游和NDIG(40)上游的中间过热器(50)，其中HDIG(30)的第一蒸汽进入部段朝向NDIG(40)的第二蒸汽进入部段；和工艺蒸汽转向部段(60)，用于将来自第一蒸汽排出部段中的工艺蒸汽转向到蒸汽轮机外壳体的内壁部与HDIG(30)的和NDIG的外壁部之间的缝隙中；用于密封HDIG(30)的上游的端部段的高压密封壳(34)；用于密封NDIG(40)的上游的端部段的低压密封壳(44)，其中高压密封壳(34)和低压密封壳(44)彼此相邻地设置，并且其中HDIG(30)构成为，使得能够将工艺蒸汽从HDIG提取并且引导至高压密封壳(34)和低压密封壳(44)之间的区域中。

技术领域

本发明涉及一种蒸汽轮机以及一种用于运行蒸汽轮机的方法。

背景技术

在蒸汽发电站中，为了运行蒸汽轮机将水蒸气用作为工作介质。水蒸气在蒸汽锅炉中被加热并且作为工艺蒸汽经过管路流入蒸汽轮机中。在蒸汽轮机中，工作介质的之前吸收的热能被转换为动能。借助于动能通常运行发电机，所述发电机将产生的机械功率转换为电功率。替选地，动能也可以用于驱动机械，例如泵。经膨胀和冷却的工艺蒸汽流入冷凝器中，在那里所述工艺蒸汽通过热传递在换热器中被冷凝并且作为水被重新输送给蒸汽锅炉用于加热。

通常的蒸汽轮机具有至少一个高压部分和至少一个低压部分，其也称作为高压级或低压级。在低压部分中，工艺蒸汽的温度强烈地降低，由此所述工艺蒸汽可能引起工艺蒸汽的部分冷凝。低压部分在此是鉴于工艺蒸汽的水分含量是非常敏感的。如果具有大约8％至10％的水分含量的工艺蒸汽到达蒸汽轮机的低压部分，那么要采取的措施是，在进入低压部分中之前将工艺蒸汽的水分含量降低至允许的量值。

为了提高蒸汽发电站的效率，将工艺蒸汽在进入低压部分之前被输送给所谓的中间过热装置。在中间过热装置中，工艺蒸汽被重新加热，使得水分含量降低。在所述中间过热装置中，在高压部分下游从蒸汽轮机中提取所有的蒸汽质量流、将其输送给中间过热装置并且几乎升高至新鲜蒸汽的温度。接着，将工艺蒸汽输送给低压部分。在没有这种中间过热装置的情况下，必须将蒸汽轮机停机，因为被冷凝出的水滴会撞到转动的涡轮叶片上并且可能会由于在涡轮叶片处的滴蚀而引起损坏。

在多级的蒸汽轮机中，除了高压级和低压级以外使用至少一个中压级。在此，在各个涡轮级之间分别实施工艺蒸汽的这种中间过热装置。这带来更高的效率，因为借助于过热的水蒸气能在涡轮级中产生更有效的机械能。

在实现在蒸汽轮机中的中间过热系统的情况下，对外壁处，尤其各个涡轮级之间的材料提出高的要求。在第一涡轮级处提取较冷的水蒸气、将其输送给中间过热器并且将经加热的工艺蒸汽输送给第二涡轮级。在此，在外壁中在第一涡轮级和第二涡轮级之间的过渡区域中出现高的温度差。因为第一涡轮级的末端和第二涡轮级的始端彼此紧靠，在那里在外壁中出现高的热应力，其中从第一涡轮级的末端提取冷的工艺蒸汽，在第二涡轮级的始端中输送来自中间过热器的热的工艺蒸汽。这会导致在外壁中的裂缝或不密封性。此外，存在如下风险，即在从第一涡轮级中提取冷的工艺蒸汽时存在湿蒸汽参数并且由此在外壳体的内壁处形成冷凝物。冷凝物将外壁部的内侧附加地冷却。由此，在外壁处的热应力提高。为了使过热的工艺蒸汽不引起不利的热应力，将过热的工艺蒸汽冷却以降低热应力。这通常在连接在上游的入流壳体中执行。然而，所述附加的入流壳体会导致能量损失。

在具有中间过热装置的单壳或单壳体的蒸汽轮机中，强烈过热的工艺蒸汽在两个部位处被引导至涡轮机中。在此，尤其蒸汽轮机外壳体由于出现的温度和压力受到强烈的热负荷。

然而，出现的所需的参数通常超出单壳的涡轮机壳体的可能的参数。因此，申请人的未在先公开的专利申请DE 10 2017 211 295提出一种蒸汽轮机以及一种用于运行这种蒸汽轮机的方法，其尽可能克服所述缺点。