专利名称：蒸汽涡轮机的调节方法和蒸汽涡轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节蒸汽涡轮机的方法，其中蒸汽涡轮机的蒸汽经过至少三个阀输入。本发明还涉及一种蒸汽涡轮机，它具有一组用于调节蒸汽输入的阀。
调节一种蒸汽涡轮机的方法来源于Johannes Dastych和HeinzUnbehauen，Martin Bennauer和Heribert Werthes的文章“蒸汽涡轮机的转速和功率调节器的符合实际的设计”，ATP 41(1999)，第5期。蒸汽涡轮机按转速和功率进行调节。按图2所示的转速和功率的调节回路包括有以下功能块，如转速调节器/功率调节器(D-/LR)，新汽调节阀(FD-STV)，截止调节阀(AF-STV)，蒸汽发生器(DE)和涡轮机(T)以及一些基本的块，例如输入信号的常数的、斜坡的和阶梯的齿轮。涡轮机组由一个蒸汽发生器供给蒸汽以产生电功率，其中通过调节阀来调节蒸汽的输入，从而提供必要的功率。转速和功率的调节通过一个共同的转速调节器/功率调节器来进行，不仅用于具有可选择的静力学的负载运行，也用于调节空载时的转速。转速调节器/功率调节器的输出信号作用于新蒸汽调节阀的截止调节阀。蒸汽涡轮机的一种这样的调节要求有一种很复杂的调节回路以及可以足够快速地进行调节的调节阀。到目前为止都是使用液压驱动的调节阀来调节蒸汽进气，这是由于只有通过一种这样的液压驱动才可能足够快速地调节阀行程。
由WO 98/13633已经知道有一种用于蒸汽涡轮机的阀的调节驱动，它有一种电机驱动装置。这样的电机驱动其成本是特别经济的，而且由于避免使用液压油还减小了着火的危险。蒸汽阀的一种这样的电机驱动可以用于蒸汽涡轮机的快速关闭阀，在此重要的只是快速关闭蒸汽管路。但是电机驱动并不适合于蒸汽涡轮机的调节，这是因为对于必要的阀开程调节来说调节时间太少，而且阀开程的调定太不准确。
本发明的任务是提出一种用于调节蒸汽涡轮机的方法，这种方法的成本特别经济，而且提高了运行可靠性。本发明的另一个任务是说明一种具有同样优点的蒸汽涡轮机。
按照本发明，针对方法的任务通过说明一种调节蒸汽涡轮机的方法来解决，在此蒸汽涡轮机的蒸汽经过至少三个阀而输入，其中一个阀作为调节阀进行调节，而至少有二个阀作为控制阀进行控制。
因而就选择了一条完全新的途径，就是在调节蒸汽涡轮机时使用了二种不同类型的阀。本发明源于这样的观点为了有效、可靠和快速在调节蒸汽涡轮机，绝不是所有阀都必须设计成调节阀，而以前通常就是这样理解的。经过广泛的测试后，更确切地说是可以证明，由调节阀和控制阀组成的组合体实际上可以对蒸汽涡轮机实现足够可靠和快速的调节。控制阀确定到其阀行程的一个取决于调节器输出信号的规定值。一个大约为零的调节差值的保持是由一个，必要时也由多个调节阀来进行的。因而至少有二个调节阀可以通过很多比较简单的控制阀来替代，因而使调节回路大大地简化了。
A)优选电机驱动控制阀。电机驱动与一种比如电液压驱动相比在成本上有很大优点。此外由于取消了液压油因而减小了着火的危险。由于借助于调节阀进行精密调节，因而在电机驱动时较小的调节动力也就适合于在调节过程中的使用了。
B)优选使用二个调节阀和二个控制阀。通常在调节过程中在蒸汽涡轮机里采用四个阀、原则上来说按照新的调节方案一个与三个控制阀一起工作的调节阀就够了。然而考虑到较好的可使用性，采用二个调节阀和二个控制阀则是有利的。
C)在蒸汽涡轮机消耗功率时最好这样来设计该方法，从而使调节阀首先开启，并在超过一个应用于调节阀的调节的调节器输出信号的一个确定的第一控制阀其中的一个值时以及当出现一个正的调节差时，就开启。进一步优选的是使该第一值大致为最大调节器输出信号的四分之一。该正的调节差指出了功率或者转速的所希望的值尚未达到。
D)此外优选的是在超过调节器输出信号的一个第二值时，以及当出现一个正的调节差时，第二调节阀就开启。调节器输出信号的该第二值要大于调节器输出信号的第一值。因而在功率消耗时就达到另一级，此时就接通第三阀，也就是说第二调节阀。调节器输出信号的第二值进一步优选为调节器输出信号最大值的一半左右。
E)优选在超过调节器输出信号的一个第三个值时以及当出现有一个正的调节差时，第二控制阀就打开。调节器输出信号的第三值要大于调节器输出信号的第二值。因而在蒸汽涡轮机功率消耗时就达到了另一级，此时第二控制阀接通。在调节器输出信号为100％时，所有阀完全机开。
F)优选根据各自出现的调节差的大小来调节每个控制阀的关闭速度。该调节差指出了在蒸汽涡轮机的转速和功率的额定值和实际值之间的差，如所叙述的那样。若调节差大，那么控制阀就以一个大的速度移动至其额定位置。若调节差较小，那么较小的调节速度就够了。对于电机驱动来说尤其是一个变频器可以根据调节差的符号来规定调节阀的调节方向。
按A至F点所述的技术方案可按任意方式相互组合起来。
针对蒸汽涡轮机的任务按照本发明的解决方法是说明一种蒸汽涡轮机，它具有一个用于调节蒸汽进入的阀组，该阀组包括有一个调节阀和至少二个控制阀。
这样一种蒸汽涡轮机的优点对应于上面所述的用于调节蒸汽涡轮机的方法的优点。
优选使上述控制阀具有一种电机驱动系统。
以下根据附图举例来对本发明详细加以叙述。所示为简图且不按比例
图1是蒸汽涡轮机设备；图2是带有附属的调节线路的一套进汽阀；图3是该进汽阀的特性曲线图。
在不同的图中相同的标号具有相同的意义。
图1示意表示了一种蒸汽涡轮机设备。来自蒸汽发生器3的蒸汽经输入管路5输给汽轮机1。在输入管路5里装有一个阀组7。阀组7包括有一个第一调节阀9和一个第二调节阀11。阀组7还包括有一个第一控制阀13和一个第二控制阀15。通过阀组7可以调节输入蒸汽涡轮机1中的蒸汽量。这根据蒸汽涡轮机1所需要的功率和转速而进行。这将根据图2和3详细说明。
图2表示了图1所示的具有附属调节线路的阀组7。调节器21根据转速和功率的实际值以及转速或功率的额定值产生一个标明一个调节差的调节器输出信号，该调节器输出信号被输送给第一调节阀9的一个第一伺服放大器23。该调节器输出信号也被输送给第二调节阀11的第二伺服放大器27。该调节器输出信号也被输送给第一控制阀13的一个第一变频器25。该调节器输出信号也被输送给第二控制阀15的一个第二变频器29。将根据图3详细叙述该调节方法。
图3以一个图表举例示出了每个阀9，11，13，15的取决于该调节器输出信号的阀升程。用各自最大值的百分比来表示该参数。特性曲线9K表示了第一调节阀9根据调节器输出信号31的阀升程33的变化曲线。特性曲线13K表示了第一控制阀13的相应的特性曲线。特性曲线11K表示了第二调节阀11的相应的特性曲线。特性曲线15K表示了第二控制阀15的相就的特性曲线。第一调节阀9与调节器输出信号31的大小成比例地开启。当达到调节器输出信号31的22.5％的值时第一控制阀13开启。当达到调节器输出信号31的47.5％的值时，是用于第一调节阀9的阀升程33，在100％时是用于第一控制阀13的阀升程33。由该点起第二调节阀开启。最终在72.5％的值时第二控制阀15接通。在调节器输出信号31的100％的值时所有的阀9，11，13，15都完全打开。用第一调节阀9实现起动、以额定转速高负荷运转和同步运行。调节差的大小确定了控制阀13，15的开启速度。卸载时就产生一个负的调节差。该负调节差的大小则决定了控制阀的关闭速度。由于控制阀的调节动力较小，该阀在所示实例中是电机驱动的，那么在卸载时对于一个动作过程“关闭”来说的动作值对于调节阀9，11和控制阀13，15就可能是不同的。
权利要求
1.用于调节蒸汽涡轮机(1)的方法，其中蒸汽涡轮机(1)的蒸汽经过至少三个阀(9，11，13，15)而输入，其中一个阀(9，11)作为调节阀进行调节，而至少有二个阀(13，15)作为控制阀进行控制。
2.按权利要求1所述的方法，其中控制阀(13，15)是电机驱动的。
3.按权利要求1所述的方法，其中应用了二个调节阀(9，11)和二个控制阀(13，15)。
4.按权利要求1所述的方法，其中对于蒸汽涡轮机(1)的功率消耗来说首先打开调节阀(9，11)，而且当超过一个应用于调节阀(9，11)的调节的调节器输出信号(31)的一个确定的第一值时以及当出现一个正的调节差时，控制阀(13，15)其中的一个就打开。
5.按权利要求4和3所述的方法，其中当超过调节器输出信号(31)的一个第二值时以及当出现一个正的调节差时，第二调节阀(11)就打开。
6.按权利要求4和3所述的方法，其中当超过调节器输出信号(31)的一个第三值时以及当出现一个正的调节差时，第二控制阀(15)就打开。
7.按权利要求1所述的方法，其中每个控制阀(13，15)的关闭速度都根据各自存在的调节差的大小调节。
8.具有一个用于调节蒸汽输入的阀组(7)的蒸汽涡轮机(1)，其阀组(7)包括一个调节阀(9，11)和至少二个控制阀(13，15)。
9.按权利要求8所述的蒸汽涡轮机(1)，其中控制阀(13，15)具有一电机驱动系统。
全文摘要
本发明涉及一种用干调节蒸汽涡轮机(1)的方法，其中蒸汽涡轮机(1)的蒸汽经过至少三个阀而输入，其中一个阀作为调节阀(9，11)进行调节，而至少有二个阀作为控制阀(13，15)进行控制。
文档编号F01D17/24GK1461374SQ01815975
公开日2003年12月10日 申请日期2001年9月7日 优先权日2000年9月20日
发明者H·厄恩豪森, R·施坦博恩, H·维尔特斯 申请人:西门子公司