BRPI0617303A2 - método para aquecimento de uma turbina a vapor - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA AQUECIMENTO DE UMA TURBINA A VAPOR. A presente invenção refere-se a um método de aquecimento de uma turbina a vapor (8) compreendendo uma seção de turbina de pressão intermediária (2) e/ou uma seção de turbina de pressão baixa (6), a extremidade de descarga da seção de turbina de pressão intermediária (2) sendo fornecida com um dispositivo de acúmulo (7). De acordo com o método inventivo, o vapor que penetra na seção de turbina de pressão intermediária (2) durante um processo inicial é retido em uma saída (3) por meio do dispositivo de acúmulo (7) de tal forma que a pressão do vapor aumenta na seção de turbina de pressão intermediária (2). O vapor que é descarregado a partir da seção de turbina de pressão intermediária (2) é retido, aumentando assim a pressão e a temperatura do vapor. A transferência de calor do vapor para as partes de parede espessa localizadas na seção de turbina de pressão intermediária (2) e o eixo da seção de turbina de pressão intermediária é aumentada, reduzindo, assim, o tempo de iniciação da turbina a vapor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOPARA AQUECIMENTO DE UMA TURBINA A VAPOR".

A presente invenção refere-se a um método de aquecimento deuma turbina a vapor que compreende uma seção de turbina de pressão in-termediária e/ou uma seção de turbina de baixa pressão, onde a seção deturbina de pressão intermediária no lado de saída possui um dispositivo deacúmulo.

Uma turbina a vapor também é referida como uma turbo máqui-na. As turbinas a água, as turbinas a vapor e a gás, os moinhos, bombascentrífugas e compressores centrífugos e também propulsores, são unidossob o termo coletivo de turbo máquinas. Comum a todas essas máquinas éque as mesmas servem para a finalidade de extração de energia de um flui-do a fim de acionar outra máquina com a mesma, ou vice-versa para suprirenergia para um fluido a fim de aumentar sua pressão.

Uma seção de turbina que no lado de entrada é exposta à ad-missão de vapor superaquecido, que pode ter temperaturas de até 620°C euma pressão de até 30 Mpa (300 bar), é compreendida por uma seção deturbina de alta pressão nesse pedido. As especificações de temperatura epressão mencionadas acima são apenas valores de referência. As seçõesde turbina, que são designadas para temperaturas mais altas e para pres-sões mais altas, também podem ser referidas como seções de turbina dealta pressão. Uma seção de turbina de pressão intermediária é normalmenteexposta à admissão de vapor superaquecido que possui uma temperaturade 600°C e uma pressão de cerca de 14 Mpa (140 bar). Uma seção de tur- bina de baixa pressão é normalmente exposta à admissão de vapor que emi-te da seção de turbina de pressão intermediária. O vapor que emite da se-ção de turbina de baixa pressão é finalmente coletada em um condensador econvertido em água novamente. Como uma regra, o vapor que é emitido daseção de turbina de alta pressão é aquecido em um reaquecedor e é alimen-tado para dentro da seção de turbina de pressão intermediária.

Em um suprimento de energia local, é de grande importânciaque as turbinas de vapor que são formadas para o acionamento de geradoressejam capazes de serem acionadas para as velocidades nominais o maisrapidamente possível. As velocidades nominais são de 50 ou 60 Hz. No en-tanto, outras velocidades nominais também são conhecidas.

No curso disso, é problemático que os eixos e outros componen-tes de parede espessa nas turbinas a vapor precisem ser preaquecidos deuma forma controlada antes do carregamento com parâmetros operacionaistotais a fim de impedir as tensões não permissíveis nos componentes.

Os eixos de turbina das seções de turbina de pressão intermedi-ária funcionam normalmente contra um vácuo. Isso significa, uma pressãocomparativamente baixa prevalece no lado de saída da seção de turbina depressão intermediária. Por essa razão, a temperatura de saturação e a den-sidade do vapor de fluxo na seção de turbina de pressão intermediária é bai-xa. Conseqüentemente, o rendimento de calor para o eixo por meio do vaporé baixo, o que resulta em um retardo quando do preaquecimento de umaseção de turbina de pressão intermediária. Conseqüentemente, o tempo ini-cial da turbina a vapor é estendido. Um tempo inicial que é muito longo éconsiderado como sendo um obstáculo.

É um objetivo da invenção, portanto, descrever um método como qual uma turbina a vapor pode ser rapidamente aquecida.

O objetivo é alcançado por meio de um método de aquecimentode uma turbina a vapor que compreende uma seção de turbina de pressãointermediária e/ou seção de turbina de baixa pressão, onde a seção de tur-bina de pressão intermediária do lado de saída possui um dispositivo de a-cúmulo, onde durante um processo de iniciação o vapor que flui através deuma seção de turbina de pressão intermediária é acumulado em uma saídapor meio do dispositivo de acúmulo de tal forma que a pressão do vapor naseção de turbina de pressão intermediária seja aumentada de tal forma quea temperatura de saturação do vapor seja aumentada.

A invenção é baseada, entre outras coisas, no aspecto que pormeio de um acúmulo controlado do fluxo de vapor na saída da seção de tur-bina de pressão intermediária durante o processo inicial da turbina de vapor,a pressão é aumentada. Por exemplo, por meio do fechamento de uma abaa pressão nas saídas da seção de turbina de pressão intermediária é au-mentada. O aumento da pressão resulta na temperatura de saturação dovapor sendo aumentada. Os valores de transferência de calor são particu-larmente altos no caso de vapor saturados. Esses valores de transferência de calor são maiores do que no caso de aquecimento por convecção. Por-tanto, a temperatura do vapor no caso de saturação é decisiva para o rendi-mento de aquecimento para o eixo. Por exemplo, a temperatura sem o acú-mulo de acordo com a invenção é de cerca de 80°C e de cerca de 0,05 Mpa(0,5 bar). Por meio do acúmulo o vapor do lado de saída da seção de turbina de pressão intermediária no dispositivo de acúmulo, por exemplo, para 0,4Mpa (4 bar), uma temperatura de saturação do vapor de 144 C resulta disso.A transferência de calor para o eixo que é disposta na turbina de vapor éconseqüentemente aumentada o que resulta no eixo sendo aquecido deforma comparativamente rápida.

Adicionalmente, devido à maior densidade de vapor, um supera-quecimento convectivo subseqüente de um eixo da seção de turbina depressão intermediária também é acelerado.

Por meio dessa medida de acordo com a invenção, com o calorsendo capaz de ser introduzido mais rapidamente em eixo de seção de tur- bina de pressão intermediária, o processo de iniciação de uma turbina a va-por pode ser encurtado durante uma partida a frio em até uma hora. Em umdesenvolvimento vantajoso, o dispositivo de acúmulo é disposto na linha defluxo excessivo. A linha de fluxo excessivo nesse caso é uma linha que co-necta por fluido a saída da seção de turbina de pressão intermediária à en-trada de uma seção de turbina de pressão baixa.

Por meio dessa medida, é comparativamente simples aumentara pressão no lado de saída de uma seção de turbina de pressão intermediá-ria.

Em um desenvolvimento vantajoso adicional, o dispositivo deacúmulo é formado com capacidade de controle.

Conseqüentemente, o processo de aquecimento da turbina avapor pode ser controlado. Por exemplo, um fluxo de massa de vapor, queflui de forma descontínua para dentro da seção de turbina de pressão inter-mediária, pode variar por meio do dispositivo de acúmulo controlável de talforma que o rendimento de calor para os componentes de parede espessada seção de turbina de pressão intermediária ocorra ao mesmo tempo.

A temperatura, a pressão e/ou o fluxo de massa de vapor podemser utilizados como valores de entrada para o controle do dispositivo de a-cúmulo.

Em um desenvolvimento vantajoso adicional, o dispositivo deacúmulo é formado como uma aba articulável. A formação de uma aba arti-culável é uma medida comparativamente econômica com a qual o efeito de-sejado, especificamente o acúmulo de vapor, é alcançado.

Em um desenvolvimento vantajoso adicional, o vapor no lado desaída da seção de turbina de pressão intermediária é acumulado para valo-res de pressão de entre 0,3 e 0,5 Mpa (3 e 5 bar), e os valores de tempera-tura de entre 130°C e 150°C.

Foi ilustrado que com esses valores de pressão e temperatura orendimento de calor do vapor para o eixo de seção de turbina de pressãointermediária são particularmente altos.

As modalidades ilustrativas da invenção são subseqüentementedescritas em maiores detalhes com referência aos desenhos. Nesse caso,os componentes que são fornecidos com as mesmas designações possuemo mesmo princípio de operação.

Nesse caso, nos desenhos:

a figura 1 ilustra uma representação esquemática de uma seçãode turbina de pressão intermediária e uma seção de turbina de baixa pressão.

Na figura 1, uma representação esquemática de uma turbina avapor 8 é ilustrada. Uma turbina a vapor pode compreender uma seção deturbina de alta pressão, uma seção de turbina de pressão intermediária e/ouuma seção de turbina de baixa pressão. A turbina a vapor que é ilustrada nafigura compreende uma seção de turbina de pressão intermediária e uma debaixa pressão. Como uma regra, o vapor vivo flui para dentro de uma seçãode turbina de alta pressão, que não é ilustrada na figura, e é expandido nes-se local, e resfriado para uma temperatura mais baixa. Esse vapor expandi-do e resfriado é aquecido para uma temperatura mais alta em um reaquece-dor, que não é ilustrado em maiores detalhes na figura 1, e então alimentadopara dentro de uma seção de turbina de pressão intermediária 2 através deuma linha 1. O vapor que flui para dentro da seção de turbina de pressãointermediária 2 expande, onde a pressão e a temperatura do vapor caem noprocesso.

No lado de saída da seção de turbina de pressão intermediária2, o vapor expandido flui a partir de uma saída 3 através de uma linha defluxo excessivo 4 para dentro de uma entrada 5 de uma seção de turbina debaixa pressão 6. A seção de turbina de pressão intermediária 2 e a seção deturbina de baixa pressão 6, que são ilustradas na figura 1, devem ser obser-vadas como parte de uma turbina de vapor. Para fins de clareza, a seção deturbina de alta pressão, o reaquecedor, o condensador e várias unidades, talcomo uma bomba, não são ilustrados em maiores detalhes.

Um dispositivo de acúmulo 7 é disposto na linha de fluxo exces-sivo 4. O dispositivo de acúmulo 7 pode ser formado com capacidade decontrole e/ou como uma aba articulável. Durante um processo de iniciação, odispositivo de acúmulo 7 é operado de tal forma que o vapor que é emitidona saída 3 é acumulado na frente da aba de controle, como resultado do quea pressão do vapor é aumentada. Conseqüentemente, a temperatura de sa-turação do vapor aumenta, o que resulta em um aumento dos valores detransferência de temperatura do vapor para o eixo de turbina de pressão in-termediária da seção de turbina de pressão intermediária 2. O eixo de turbi-na de pressão intermediária não é ilustrado em maiores detalhes.

Foi ilustrado que o vapor no lado de saída deve ser acumuladopara valores de entre 0,3 e 0,5 Mpa (3 e 5 bar), e 130°C e 150°C, a fim demanter bons valores de transferência de calor.

O processo inicial de uma turbina a vapor é encurtado em cercade uma hora como resultado disso.

Claims (8)

1. Método de aquecimento de uma turbina a vapor (8), que com-preende uma seção de turbina de pressão intermediária (2) e/ou seção deturbina de pressão baixa (6), em que a seção de turbina de pressão interme-diaria (2) no lado de saída possui um dispositivo de acúmulo (7), caracteri-zado pelo fato de que durante um processo inicial, o vapor que flui atravésda seção de turbina de pressão intermediária (2) é acumulado em uma saída(3) por meio do dispositivo de acúmulo (7) de tal forma que a pressão dovapor na seção de turbina de pressão intermediária (2) seja aumentada detal forma que a temperatura de saturação do vapor seja aumentada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o dispositi-vo de acúmulo (7) é disposto na linha de fluxo excessivo (4).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o dis-positivo de acúmulo (7) é formado com uma capacidade de controle.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, no qual odispositivo de acúmulo (7) é formado como uma aba articulável.

5. Método, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, noqual o vapor é acumulado no lado de saída para os valores de entre 0,3 e-0,5 Mpa (3 e 5 bar), e 130°C e 150°C.

6. Instalação de turbina a vapor, que compreende uma seção deturbina de pressão intermediária (2) e/ou uma seção de turbina de baixapressão (6), caracterizada por um dispositivo de acúmulo (7), que é dispostono lado de saída na seção de turbina de pressão intermediária (2).

7. Instalação de turbina a vapor, de acordo com a reivindicação-6, na qual o dispositivo de acúmulo (7) é formado como uma aba articulável.

8. Instalação de turbina a vapor, de acordo com a reivindicação-6 ou 7, na qual o dispositivo de acúmulo (7) é disposto em uma linha de fluxoexcessivo (4).