Besonderheiten der Dampfturbine 1000 MW im Kraftwerk Temelín

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6. 8. 2001

Die Turbine 1000 MW, die von der Firma Škoda Energo geliefert ist, gehört zu den größten Maschinen, die mit den Umdrehungen von 3000 l/min arbeiten. Trotzdem ist die Konstruktionslösung der großen Zahl der Teile des Turbogenerators von der vieljährigen Erfahrung mit den Maschinen mit kleineren Leistungen für klassische und auch für Kernkraftwerke hervorgegangen, hat dieser markant größere Typ die Notwendigkeit der neuen Konstruktionslösungen gebracht. Es wurden die Turbinenrotoren (geschweißte Niederdruckrotoren, lange Umlaufschaufeln der letzten Niederdruckstufen), radiale Lager, Einrichtung der Regulation neu vorgeschlagen und hergestellt. Die neuen Elemente wurden nach den Möglichkeiten vor der Installation in die Maschine in dem Herstellungswerk überprüft und mit den meisten von denen gibt es heute bei der Inbetriebnahme der Einheit keine Schwierigkeiten. Die zusammengestellte Einheit wurde ohne Belastung im November 1996 überprüft. Die Turbine wurde mit Dampf aus dem Temelíner Hilfskesselraum angetrieben. Die Prüfung war erfolgreich. Die durchgeführten Prüfungen haben eine Reihe von geringfügigen Mängeln entdeckt, die beseitigt wurden. Es sind jedoch die Zustände geblieben, die erst bei dem eigenen Anlauf der Turbine mit dem Kernreaktor können eingeleitet und abgestimmt werden. Niemals in der vorhergegangenen Zeit war es möglich, die genügende Menge vom Dampf mit den entsprechenden Parametern herzustellen, welche ein Kernreaktor liefert.

Bei der Inbetriebnahme der Turboeinheit haben drei unerwartete technische Probleme erschienen:

hohe Vibrationen der Dampfrohrleitung im Teil zwischen den Hochdruckregulationsventilen und dem Hochdruckkörper. Die Probleme mit diesem Umfang haben bei keinem vorherigen Typ und auch bei keinen Kernturbinen von 220 MW erschiene, die z.b. im Kraftwerk Dukovany arbeiten. Die Vibration der Rohrleitung wird durch die Strömung in den Satteln der Regulationsventile erweckt (über 60 %Nnom). Für niedrigere Leistungspegel wird für die Beruhigung des Dampfstromes in dem Herstellungsbetrieb die Form des Drosselventilkegels behandelt.
es haben die Schwierigkeiten mit Vibrationen der Rohrleitung des Regulationsöls erschienen (bei der Prüfung im Jahre 1996 wurden sie nicht festgestellt). Während der Inbetriebnahme der Maschine sind die Vibrationen des Regulationsölsystems zum Ausdruck gekommen und sie haben zu einigen Zwangstillsetzungen und auch zu einem lokalen bedeutungslosen Brand geführt. Dieses Problem ist schon beseitigt und die Schlussbehandlungen, welche die Beständigkeit gegen Ölvibrationen erhöhen, werden im Juni d.J. durchgeführt
Die Umdrehungsrotorvibrationen der Einheit waren seit Anfang der Inbetriebnahme in den akzeptierbaren Grenzen. Unlängst, bei der Inbetriebsetzung des Systems der Regeneration, ist es zu den negativen Unterschiede der Temperaturen vom Dampf von den Abscheidern-Zwischenüberhitzern an Eintritten in die Niederdruckteile gekommen. Weil die Turbine in der Zeit der höheren Temperaturunterschiede stillgelegt wurde, ist es bei dem Nachlauf - bei der Herabsetzung der Umdrehungen über das Resonanzgebiet zur Schwingungserregung und zur Berührung mit dem Statorteil gekommen. Dadurch ist eine kleine dauerhafte Deformation (etwa nur 0,25mm) entstanden, die bei dem weiteren Betrieb durch die erhöhte Vibration bei den Betriebsumdrehungen und bei der Belastung zum Ausdruck gekommen ist. Zur Zeit verläuft deshalb die Kontrolle des Niederdruckteils der Turbine. Man rechnet mit der Regelung des Durchlaufteils und mit dem neuen Ausgleich des Motors.

Es ist nötig hervorzuheben, dass alle erwähnten Störungen und Fehler nur den sekundären Kreis des Kraftwerks betreffen und dass sie mit der Kernsicherheit nichts zu tun haben. Der Kernteil des Kraftwerks, sowie auch die Steuer- und elektrische Systeme arbeiten ohne Fehler.
Wie auch die angegebenen Probleme der Inbetriebnahme der Maschine unangenehm sind und deren Beseitigung Zeit und Geld kostet, ist es nicht möglich, über einen vollständig allarmierenden Zustand zu sprechen. Solche komplizierte Einrichtung, wie die Turboeinheit 1000 MW zweifellos ist, muss den Zeitabschnitt deren Kindererkrankungen überwinden. Für Vergleich kann man angeben, dass auch bei der Inbetriebnahme der Blöcke in Jaslovské Bohunice mit den Turbinen von 220 MW eine Reihe von Fehlern und Anfangsprobleme musste gelöst werden. Bei den Turbinen von 220 MW gab es ernsthafte Probleme mit Störungen der Umlaufschaufeln der Hochdruckrotoren, die umfangreichen Erosionsprobleme bei den Regulationsventilen und auch im Durchlaufteil. Eine nicht geringfügige Sorge haben auch die Vibrationen der Rotorsysteme gemacht. Die Beseitigung der überwiegenden Teil der Schwierigkeiten hat bei den Turbinen von 220 MW mehr als ein Jahr gedauert. Auch bei der Inbetriebnahme des klassischen Blocks von 500 MW in dem Kraftwerk Mělník war es nötig, eine Reihe von Schwierigkeiten zu lösen. Bei den Hochdruckregulationsventilen und bei den Mitteldruckeinfangsventilen wurden die Spindeln brüchig. Die Lösung hat unter anderem die Behandlung der Kegel benutzt, die der ähnlich ist, die jetzt in dem KKW Temelín angewendet ist. Große Schwierigkeiten haben die Überstromstationen gemacht - es ist zu der Destruktion der Wärmeabschirmung gekommen. Es ist auch zur Abreißung von Umlaufschaufeln des Niederdruckteils gekommen. Der jetzige Betrieb dieser Kraftwerke ist problemlos. Die Inbetriebnahme der wiederholten Blöcke überall in der Welt verläuft mehr günstiger. Es ist die Frage der Annahme von der neuen Technik.

Diese Fälle dokumentieren die Tatsache, dass keine neue Anlage, die mit der Kompliziertheit des Turbogenerators in dem KKW Temelín ähnlich ist, auf die Anfangsprobleme nicht verzichten kann. Aber zugleich möchte ich erwähnen, dass die Projektanten der Turbinen von der Gesellschaft ŠKODA die Anfangsprobleme immer gelöst haben und dass die Turbinen jetzt langfristig zu voller Zufriedenheit arbeiten.

Temelín 6.8.2001
Dipl. Ing. František Hezoučký
geschäftsführender Direktor der Division Ausbau
des Atomkraftwerks Temelín

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Informationen aus KKW Temelin und Dukovany

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