專利名稱：冷啟動汽輪機的方法
技術領域：
本公開大致涉及冷啟動汽輪機的方法并且特別涉及啟動過程的預熱步驟。
背景技術：
在超超臨界(USC)壓力發電廠內預熱新蒸汽閥(live steam valves)是強制性的，以限制閥箱的熱應力。對于典型的冷啟動來說，汽輪機啟動時閥體溫度和飽和溫度之間的差典型地超過 280°C。這么大的溫差限定了冷啟動。不預熱的話，在冷啟動過程中對閥應用新鮮蒸汽會導致閥體內表面的快速凝結加熱并且因此產生高熱應力。這個高應力可以顯著地降低閥的壽命。通過在冷啟動過程中預熱閥從而最小化飽和蒸汽溫度和金屬溫度之間的差可以克服此問題。預熱的方法涉及應用到部件外表面上的電輻射器/電毯或冷凝物。這些方法的缺點是只對閥的表面加熱因此導致預熱溫度梯度跨過整個閥。為了避免在預熱過程中由于此梯度造成過大應力，典型地對預熱速度進行限制。由于此原因，加熱速度可能成為汽輪機冷啟動中的時間限制因素。因此需要提供一種裝置，用于在盡可能短的時間內預熱在汽輪機冷啟動過程中容易受到過大應力的閥或部件同時最小化熱應力的有害影響。
發明內容
本發明的一個方面提供一種減輕了在汽輪機冷啟動過程中由于預熱引起的汽輪機部件中的熱應力問題的裝置。該問題借助于獨立權利要求中的主題而得到解決。在從屬權利要求中給出了另外的具有優勢的實施例。本公開是基于借助于在部件內起作用的渦電流加熱汽輪機部件的原理。對于給定的能量輸入來說，內加熱產生更低的內部溫度梯度，因此可以提高能量輸入并且保持于臨界熱應力水平之下。因此，可以縮短預熱時間。該方面的另一優勢在于線圈不與部件直接接觸并且因此不被加熱到與部件相同的溫度。這使得可以將線圈放置在保護部件的熱絕緣上面。這不但潛在地提高人員安全性，還簡化了設備。在一個方面中，對汽輪機閥應用加熱過程。本方法特別適用于具有復雜幾何形狀并且壁相對較厚的閥。這些因素使閥特別容易受不均勻溫度分布的影響。通過內部加熱閥， 部分降低了復雜幾何形狀的影響并且因此部件可以被更均勻地預熱。因此可以實現更高的加熱速度。本方法可能還具有優勢地適用于因為它們的幾何形狀使它們特別容易受熱應力影響的其他復雜汽輪機部件，例如管接頭。本公開的其他方面和優勢將從下面結合附圖的描述中變得明顯，附圖通過示例示意了本發明的示例性實施例。
通過示例，本公開的實施例將在下面參照附圖進行更完整地描述，其中圖1是具有示例性加熱系統的部件的透視圖；和圖2是圖1的加熱系統應用于汽輪機的蒸汽閥上的方框圖。
具體實施例方式現在參照附圖描述本公開的示例性實施例，附圖中相同的參考標記用于指相同的元件。在下面的描述中，為解釋目的闡述了眾多特殊細節以提供本公開的透徹理解。但是， 本公開可以不使用這些特殊細節而進行實施，并且不限制于這里公開的示例性實施例。圖1示出了具有加熱系統的汽輪機部件10的示例性實施例。加熱系統的目的是預熱部件10以使其升高至需要的溫度，例如以啟動或重新啟動汽輪機20，同時將部件10內的熱應力限制在可接受的水平。在示例性實施例中，汽輪機部件10由導電材料制成。這使得部件10有助于進行渦電流加熱。在示例性實施例中，用于加熱部件10的加熱系統在其最簡單的形式中包括電磁線圈18和交流電(AC)源12。雖然渦電流系統提供高度可預言的加熱，但示例性實施例包括控制器14并且任選地包括部件溫度測量裝置16作為控制系統的一部分。電磁線圈18被配置并且布置成在部件10內感應渦電流。在示例性實施例中，這是通過使線圈18圍繞部件10的外表面盤繞但不與該部件接觸而實現的，如圖1所示。在圖1所示的示例性實施例中，AC源12與線圈18電連通。在示例性實施例中， AC源12以確定的電流和頻率改變線圈中的AC，所述電流和頻率適于以預定的或設定的速度和深度加熱部件10。在示例性實施例中，如圖1所示，改變AC通過控制器14進行。在另一示例性實施例中，控制器14包括用于測量部件10溫度的溫度測量裝置16。這可以更好地控制加熱速度并且因此允許更近的渠道來達到最大容許熱應力極限。如圖2所示，示例性汽輪機冷啟動過程包括提供汽輪機20和電磁線圈18。線圈18 被相對于汽輪機部件10、10a定位成能夠通過渦電流預熱部件10。部件10可以是閥10a， 如圖2所示，包括被配置并且布置成控制運動的蒸汽進入汽輪機20、汽輪機20的一部分、管道部件10或汽輪機20外殼的部分(圖中未示出)的蒸汽閥10a。為實現部件10的加熱， 對如此布置的線圈18提供AC。在示例性實施例中，通過改變AC來控制加熱。在另一示例性實施例中，此加熱被設置成響應于另一被測量的變量，例如部件10的溫度測量。雖然本公開已經以被認為是最實際的示例性實施例示出并且進行了描述，但本公開可以體現為其他特殊形式。因此目前公開的實施例在所有方面都被認為是示意性的并且不被限制于此。本公開的范圍通過附加的權利要求而不是前面的描述表示，并且進入權利要求的含義和范圍以及等效內容的所有變化都被包含于本公開內。附圖標記10，IOa 部件、蒸汽閥12AC 源
14 控制器
16 溫度測量裝置
18 線圈
20 汽輪機
權利要求
1.一種冷啟動汽輪機00)的方法，包括通過下述步驟預熱汽輪機部件(10) 提供電磁線圈(18)；將線圈(18)相對于所述部件(10)定位成使得在所述線圈(18)上施加AC時所述線圈 (18)能夠在所述部件(10)內形成渦電流；以及為所述線圈(18)提供AC，以通過渦電流加熱所述部件(10)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述汽輪機部件(10)是蒸汽閥(10a)。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述蒸汽閥(IOa)是被配置并且布置成控制運動的蒸汽進入所述汽輪機00)的蒸汽閥。
4.根據權利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，包括通過改變所述AC的功率和頻率來控制所述部件(10)的加熱。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述部件(10)的溫度的測量改變所述AC。
全文摘要
本發明涉及通過使用渦電流預熱汽輪機部件從而冷啟動汽輪機的方法。該方法包括提供導電的汽輪機部件(10)、電磁線圈(18)和應用到線圈(18)上的AC。線圈(18)被相對于部件(10)定位成線圈(18)能夠在所述部件(10)內形成渦電流。在此位置上，AC電流經過線圈并且加熱部件(10)。
文檔編號F01D25/10GK102235186SQ201110113420
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月27日 優先權日2010年5月3日
發明者M·科勒 申請人:阿爾斯通技術有限公司