專利名稱：用于操作蒸汽發(fā)生器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于操作具有燃燒室的蒸汽發(fā)生器(steam generator)的方法, 所述燃燒室具有多個(gè)蒸發(fā)器加熱表面，所述蒸發(fā)器加熱表面以并聯(lián)方式在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)連 接。本發(fā)明還涉及這樣的蒸汽發(fā)生器。
背景技術(shù)：
蒸汽發(fā)生器是封閉的、受熱的容器或者壓力管系統(tǒng)，其用來產(chǎn)生用于加熱和操作 目的(例如，操作蒸汽輪機(jī))的高壓和高溫蒸汽。在存在特別高的蒸汽輸出和壓力的情況下， 如例如在發(fā)電站產(chǎn)生能量的時(shí)候，使用水管鍋爐，其中在蒸汽發(fā)生器管道中存在通常是水 的流動(dòng)介質(zhì)。水管鍋爐還用于固體物質(zhì)的燃燒，如在其中相應(yīng)固體物質(zhì)燃燒而產(chǎn)生熱量的 燃燒室可以體現(xiàn)為管壁布置所必需的。
因此，具有水管鍋爐結(jié)構(gòu)的這樣的蒸汽發(fā)生器包括燃燒室，所述燃燒室的圍壁至 少部分地由管壁形成，換句話說，是由氣密式焊接的蒸汽發(fā)生器管道形成。在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)， 這些蒸汽發(fā)生器管道首先以蒸發(fā)器加熱表面的方式作用以形成蒸發(fā)器，其中未蒸發(fā)的介質(zhì) 被引入并蒸發(fā)。蒸發(fā)器在此處通常設(shè)置在燃燒室的最熱的區(qū)域中。如果需要，在流動(dòng)介質(zhì) 側(cè)連接在蒸發(fā)器下游的是用于分離水和蒸汽的設(shè)施以及過熱器，其中例如在蒸汽輪機(jī)中的 膨脹階段，蒸汽被加熱進(jìn)一步超過它的蒸發(fā)溫度以便實(shí)現(xiàn)在隨后熱機(jī)中的高效率度。預(yù)熱 器(或節(jié)約裝置)可以連接在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的蒸發(fā)器的上游，以便利用水熱或剩余熱對(duì)供水預(yù) 熱，由此還整體上提高了該裝置的效率。
取決于蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和幾何布局，另外的蒸汽發(fā)生器管道可設(shè)置在燃燒室 內(nèi)，并聯(lián)于形成圍壁的蒸汽發(fā)生器管道連接在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)。它們可結(jié)合或焊接在一起，例如 用于形成內(nèi)壁。取決于蒸發(fā)器加熱表面或內(nèi)壁在燃燒室內(nèi)的預(yù)期布置，可有必要在流動(dòng)介 質(zhì)側(cè)使內(nèi)壁前后交錯(cuò)，并且有必要經(jīng)由中間收集器連接它們的蒸汽發(fā)生器管道。
這是例如具有所謂的褲腿式(pant-leg)設(shè)計(jì)的情況，該設(shè)計(jì)用于具有流化床燃燒 的蒸汽發(fā)生器。至少部分由另外的蒸汽發(fā)生器管道形成的并對(duì)稱設(shè)置在燃燒室中的這兩個(gè) 內(nèi)壁連接在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)中間收集器的上游。來自上游內(nèi)壁的介質(zhì)流在中間收集器中合并， 并且它用作下游內(nèi)壁的入口收集器。褲腿式設(shè)計(jì)提供了燃料混合物的更佳混合，因此提供 了在燃燒側(cè)更少的可能的分布問題。
然而，在一些操作狀態(tài)下，蒸汽含量大于零可能已經(jīng)發(fā)生在中間收集器中。這樣的 蒸汽含量致使不可能采用簡單的收集器向下游內(nèi)壁規(guī)則分布介質(zhì)，從而水/蒸汽分離能夠 發(fā)生。由此，下游內(nèi)壁的各個(gè)管道在它們的入口處可具有高的蒸汽含量或焓值而使得所述 管道過熱變得非?？赡?。這樣的過熱可導(dǎo)致在長期運(yùn)行中的管道損壞。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于說明一種用于操作上述類型的蒸汽發(fā)生器的方法和一種 蒸汽發(fā)生器，其允許所述蒸汽發(fā)生器具有特別長的使用壽命和特別少的維修要求。
根據(jù)本發(fā)明， 通過將流體介質(zhì)以比供給到第二蒸發(fā)器加熱表面的入口更低的溫度供給到第一蒸發(fā)器加熱表面的入口來實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明基于的考慮是，通過防止由于過高的蒸汽含量或焓造成的蒸汽發(fā)生器管道過熱，蒸汽發(fā)生器中的蒸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)特別長的使用壽命和特別少的維修要求。在此這樣的高蒸汽含量發(fā)生特別是因?yàn)?，?dāng)收集器以中間的方式被連接時(shí)，已部分蒸發(fā)的流動(dòng)介質(zhì)以不規(guī)則的方式分布于下游蒸汽發(fā)生器管道。因此，應(yīng)通過避免在中間收集器中水和蒸汽的兩相混合來防止這樣的不規(guī)則分布。如果中間收集器上游的內(nèi)壁不具有管道特征，使得介質(zhì)過冷并且在沒有進(jìn)一步預(yù)熱的情況下進(jìn)入所述中間收集器，則這是可以實(shí)現(xiàn)的。然而， 該解決方案具有結(jié)構(gòu)缺陷。因此，流動(dòng)介質(zhì)的溫度反倒應(yīng)當(dāng)在進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的入口處降低。
然而，降低流動(dòng)介質(zhì)的入口溫度會(huì)使蒸汽過程效率較低，而這不是預(yù)期的。同樣， 這樣的降低在所述蒸汽發(fā)生器管道中不是必要的，所述蒸汽發(fā)生器管道較少被加熱或者在沒有中間收集器的管壁中--特別是在蒸汽發(fā)生器的圍壁內(nèi)中。因此為了改進(jìn)效率，入口溫度不應(yīng)在這樣的蒸汽發(fā)生器管道中降低。
這可以通過以將流動(dòng)介質(zhì)比供給到其他蒸發(fā)器加熱表面更低的溫度供給到具有下游中間收集器的蒸發(fā)器加熱表面--例如是褲腿式設(shè)計(jì)情形下的內(nèi)壁--來實(shí)現(xiàn)。
為了改進(jìn)效率并優(yōu)化加熱表面布置，預(yù)熱器有利地連接在蒸汽發(fā)生器的內(nèi)壁和圍壁的入口的上游。這使用廢熱來預(yù)熱流動(dòng)介質(zhì)。當(dāng)使用廢熱時(shí)產(chǎn)生的較低的廢氣溫度使蒸汽發(fā)生器更有效率。蒸汽發(fā)生器可具有特別簡單的結(jié)構(gòu)，如蒸汽發(fā)生器的內(nèi)壁和圍壁處的不同溫度通過預(yù)熱設(shè)施處的構(gòu)造措施來實(shí)現(xiàn)，換句話說，通過以不同預(yù)熱程度來供給介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)。為此，流動(dòng)介質(zhì)的第一部分被有利地導(dǎo)過預(yù)熱器。這可以使用旁通線路來完成。由此，可以以結(jié)構(gòu)上簡單的方式繞過預(yù)熱設(shè)施的預(yù)熱器，使得較少的熱量被輸入所述流動(dòng)介質(zhì)的旁通部分中。然后，這可以被供給到較低的溫度下的第一蒸發(fā)器加熱表面的入口。
為了實(shí)現(xiàn)在承受較冷的流動(dòng)介質(zhì)的所述蒸發(fā)器加熱表面中不會(huì)過度降低的溫度， 有利地，所述流動(dòng)介質(zhì)的第一部分應(yīng)與所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)預(yù)熱器之后分支的第二部分混合。 由此，實(shí)現(xiàn)了供給到第一蒸發(fā)器加熱表面的流動(dòng)介質(zhì)的特別適合的溫度降低。
有利地，第二部分流的質(zhì)量通流在此具有上限。經(jīng)由用于設(shè)定第二控制流的量限度的手動(dòng)式調(diào)節(jié)或控制閥可施加該上限。基于方向的限制也應(yīng)由止回閥提供，以便不會(huì)冷卻預(yù)熱器出口流體的主流，第二部分流從所述預(yù)熱器以非期望方式分支。
為了實(shí)現(xiàn)供給到第一蒸發(fā)器加熱表面的流動(dòng)介質(zhì)的特別簡單的溫度適應(yīng)，有利地，應(yīng)基于第一蒸發(fā)器加熱表面的入口下游的測(cè)量點(diǎn)處的熱力學(xué)特性來調(diào)節(jié)第一部分流的質(zhì)量通流。為此目的，調(diào)節(jié)閥可設(shè)置在所述預(yù)熱器的旁通線路中。如果在超臨界壓力下操作所述裝置，在所述壓力下，水和蒸汽在任何溫度下不能同時(shí)出現(xiàn)且因此相分離也是不可能的，則沒有上述分離的風(fēng)險(xiǎn)以及流動(dòng)介質(zhì)的被導(dǎo)過所述預(yù)熱器的部分可降為零。例如在新式可變壓力鍋爐的部分載荷運(yùn)行模式期間，如果蒸汽發(fā)生器在所述蒸發(fā)器中以亞臨界壓力運(yùn)行，則必須遵循一定水平的過冷以防止兩種介質(zhì)的分離，這使用所述第一蒸發(fā)器加熱表面后的測(cè)量點(diǎn)處的熱力學(xué)特性來限定。
為了用上述的褲腿式設(shè)計(jì)蒸汽發(fā)生器實(shí)現(xiàn)在所述內(nèi)壁的中間收集器中的熱力學(xué)狀態(tài)的具體針對(duì)性考慮，其中蒸汽和水組分的分離問題引起后續(xù)管道的不規(guī)則分布，有利地，測(cè)量點(diǎn)在此應(yīng)設(shè)置在連接在第一蒸發(fā)器加熱表面下游的中間收集器中。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，熱力學(xué)特征以這樣的方式被考慮壓力和溫度用作熱力 學(xué)特征，其中飽和蒸汽溫度由測(cè)量的壓力確定，而實(shí)際過冷值基于測(cè)量的溫度來確定。由 此，過冷度可直接確定為討論中的問題的決定性變量。
對(duì)于特別簡單的調(diào)節(jié)，有利地，針對(duì)過冷度的設(shè)定點(diǎn)值被預(yù)先定義，并且第一部分 流的質(zhì)量通流基于過冷度的實(shí)際值和設(shè)定點(diǎn)值間的偏差而被調(diào)節(jié)。如果過冷度的實(shí)際值低 于設(shè)定點(diǎn)值，則第一部分流的質(zhì)量通流有利地增加。由此，如果過冷度不足，則在預(yù)熱器之 前移走的部分流中的調(diào)節(jié)閥再次打開，使得供給到入口的流體介質(zhì)的溫度降低且因此過冷 度增加。如果過冷度過大，則調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。
當(dāng)蒸汽發(fā)生器的載荷下降或升高時(shí)，更多或更少的流體介質(zhì)經(jīng)由主給水調(diào)節(jié)回路 供給到蒸發(fā)器。供給到不同的并聯(lián)蒸發(fā)器加熱表面的流動(dòng)介質(zhì)質(zhì)量流的組分在載荷上幾乎 保持不變。因此可以使用設(shè)計(jì)計(jì)算來計(jì)算用于第一蒸發(fā)器加熱表面的質(zhì)量流的設(shè)定點(diǎn)值。 為了實(shí)現(xiàn)要承受較冷流動(dòng)介質(zhì)的所述蒸發(fā)器加熱表面的特別精確的質(zhì)量流調(diào)節(jié)，有利地， 第二部分流的質(zhì)量通流基于供給到所述第一蒸發(fā)器加熱表面的流動(dòng)介質(zhì)的質(zhì)量通流而被 調(diào)節(jié)。
考慮到蒸發(fā)器加熱表面下游的水/蒸汽分離設(shè)施，供給到第一蒸發(fā)器加熱表面的 流動(dòng)介質(zhì)的質(zhì)量通流的其他調(diào)控可以發(fā)生。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，供給到第一蒸發(fā)器加 熱表面的介質(zhì)流基于所述蒸發(fā)器的出口焓而被調(diào)節(jié)。
有利地，在此基于連接在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)第一蒸發(fā)器加熱表面的下游的最后蒸發(fā)器加 熱表面處的流動(dòng)介質(zhì)的溫度和所述水/蒸汽分離設(shè)施中的壓力來確定出口焓。在所述分離 器中將出口焓向平均流體焓的調(diào)節(jié)在此是有適宜的。所述蒸發(fā)器出口焓的設(shè)定點(diǎn)值在此應(yīng) 存儲(chǔ)為主調(diào)節(jié)回路中載荷的函數(shù)。在任何情況下，所述流體的出口溫度應(yīng)被限制使得不超 過最大可允許材料溫度。
本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)具體地由以下事實(shí)組成使用具有不同水平過冷度的兩種介 質(zhì)供給不同蒸發(fā)器部件(圍壁和內(nèi)壁)意味著可靠地避免了中間收集器中的水/蒸汽分離問 題。與所有蒸發(fā)器部件有減少的入口焓的解決方案形成對(duì)比，該蒸發(fā)器不必?cái)U(kuò)大或只要稍 微擴(kuò)大以確保所述蒸發(fā)器處足夠高的出口焓。
作為強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的蒸汽發(fā)生器的實(shí)施例具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器可 用于亞臨界壓力和超臨界壓力兩者，無需改變方法技術(shù)。只是收集器和管道的壁厚度必需 依規(guī)定壓力設(shè)定尺寸。因此，循環(huán)原理是整個(gè)領(lǐng)域所認(rèn)同的趨勢(shì)的一部分，用于通過增強(qiáng)蒸 汽狀態(tài)提高效率。
以可變壓力整體上操作所述裝置的也是可行的。在可變壓力模式下，渦輪高壓部 件中的溫度在整個(gè)載荷范圍上保持不變。關(guān)于部件的壁厚度和直徑的大尺寸意味著所述渦 輪要承受比鍋爐部件大得多的載荷。因此，可變壓力模式關(guān)于載荷變化速度、載荷變化數(shù)和 啟動(dòng)具有優(yōu)勢(shì)。


下面參照附圖更加詳細(xì)地描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在圖中
圖1示出了具有流化床燃燒的強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器的燃燒室的下部示意圖，所述蒸汽發(fā)生器具有部分旁通的預(yù)熱設(shè)施，
圖2示出了來自圖1的帶有向內(nèi)壁通流調(diào)控的循環(huán)蒸汽發(fā)生器，
圖3示出了來自圖1的帶有內(nèi)壁的出口焓調(diào)控的循環(huán)蒸汽發(fā)生器，以及
圖4示出了一曲線圖，示出了具有不同載荷的循環(huán)蒸汽發(fā)生器的不同區(qū)域中的流 動(dòng)介質(zhì)的具體焓和壓力。
在所有圖中，同樣的部件以相同的標(biāo)號(hào)不出。
具體實(shí)施方式
圖1中示意性示出的蒸汽發(fā)生器I體現(xiàn)為強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器。它包括多個(gè)管 壁，所述管壁由蒸汽發(fā)生器管形成并包含向上的流體，具體地是墻壁2和對(duì)稱設(shè)置的、成角 度的內(nèi)壁4，經(jīng)由在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)內(nèi)壁4的中間收集器6連接到內(nèi)壁4下游的是另一內(nèi)壁8。 由此，循環(huán)蒸汽發(fā)生器I以所謂的褲腿式設(shè)計(jì)體現(xiàn)。
流動(dòng)介質(zhì)穿過分別分配給圍壁2和內(nèi)壁4的入口 10、12進(jìn)入管壁中。在內(nèi)部4中， 固體燃料以流化床燃燒的方式進(jìn)行燃燒，其結(jié)果是熱量輸入管壁中，引起了流動(dòng)介質(zhì)的加 熱和蒸發(fā)。如果介質(zhì)以相同的焓進(jìn)入所有的管壁，在中間收集器6中的蒸汽含量可以較高 而對(duì)于內(nèi)壁8的管道存在不規(guī)則分布，其結(jié)果是具有高的蒸汽含量的管道過熱。
為了避免會(huì)發(fā)生不利，諸如較短的使用壽命或較多的維修要求，流動(dòng)介質(zhì)以比供 給圍壁2更低的溫度在收集器6的上游供給中間內(nèi)壁4。因此，首先在蒸汽發(fā)生器I中對(duì)預(yù) 熱器16的改動(dòng)進(jìn)行了規(guī)定，這確保不同的熱量輸入不同的介質(zhì)流中。
為此，根據(jù)圖1，分支點(diǎn)18設(shè)置在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)上的預(yù)熱器16的上游。由此，流動(dòng)介 質(zhì)的一部分在旁通線路20中在預(yù)熱器16周圍轉(zhuǎn)向。另一分支點(diǎn)22初始地設(shè)置為沿流動(dòng) 介質(zhì)側(cè)方向在預(yù)熱器16的下游，一線路從分支點(diǎn)22穿過通向圍壁2的入口 10。由此，預(yù)熱 的流動(dòng)介質(zhì)的一部分供給圍壁2。預(yù)熱的流動(dòng)介質(zhì)的另一部分在線路24中傳輸，其在混合 點(diǎn)26處與旁通線路20相遇。介質(zhì)流的混合在此處產(chǎn)生了更低溫度的介質(zhì)，其然后供給內(nèi) 壁4的入口 12。
止回閥30設(shè)置在線路24中，以防止由進(jìn)入分支點(diǎn)22中的回流造成的不期望的冷 卻。還設(shè)置了手動(dòng)式通流調(diào)節(jié)閥32，所述通流調(diào)節(jié)閥32限制預(yù)熱介質(zhì)的分支質(zhì)量流向上。 在旁通線路20中的自動(dòng)通流調(diào)節(jié)閥28允許旁通的流動(dòng)介質(zhì)的量并因此供給內(nèi)壁4的流動(dòng) 介質(zhì)的溫度被容易地調(diào)節(jié)。
在中間收集器6中的壓力P和溫度T用作通流調(diào)節(jié)閥28中自動(dòng)調(diào)節(jié)的輸入變量。 飽和蒸汽溫度首先由被確定的壓力確定，其關(guān)于被確定的溫度T的差值給出了實(shí)際過冷度 (subcooling)。為了防止在中間收集器6中的水和蒸汽的分離,預(yù)先定義了中間收集器6 中的設(shè)定點(diǎn)過冷度。如果實(shí)際過冷度低于設(shè)定點(diǎn)過冷度，自動(dòng)通流調(diào)節(jié)閥28進(jìn)一步關(guān)閉， 使得入口 12處的溫度上升。相反地，通流調(diào)節(jié)閥28進(jìn)一步打開。如果壓力和溫度高于流 動(dòng)介質(zhì)的臨界點(diǎn)，通流調(diào)節(jié)閥28完全關(guān)閉，這是由于在超臨界壓力下水和蒸汽在任何溫度 下不能同時(shí)出現(xiàn)，且因此在中間收集器6中分離不能再發(fā)生。
圖2示出了本發(fā)明的替代實(shí)施例。除通流調(diào)節(jié)閥32之外，蒸汽發(fā)生器I在此處與 圖1是一樣的。通流調(diào)節(jié)閥32在此處像通流調(diào)節(jié)閥28 —樣自動(dòng)操作。這也允許供給內(nèi)壁 4的介質(zhì)的量被調(diào)節(jié)。用于調(diào)節(jié)的輸入變量在此處是至入口 12的總流(overall flow) F,其在測(cè)量點(diǎn)34處被確定。在此處基于依靠設(shè)計(jì)計(jì)算確定的設(shè)定點(diǎn)值來傳輸總流F。
圖3中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。蒸汽發(fā)生器I在此處與圖2是一樣的，但示出 了另外部件，具體是內(nèi)壁8的出口 36和圍壁2的出口 38。來自出口 36、38的介質(zhì)流合并， 并傳輸至水/蒸汽分離器40。在此處還示出了主調(diào)節(jié)回路，該主調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)依靠通流調(diào) 節(jié)閥42供給到蒸汽發(fā)生器I的流動(dòng)介質(zhì)的整個(gè)量。水/蒸汽分離器40的蒸汽側(cè)出口處的 壓力P和溫度T在此處用作用于調(diào)節(jié)在此處的總介質(zhì)流的輸入變量。
在圖3中，借助入口 12供給內(nèi)壁4的流動(dòng)介質(zhì)的量依據(jù)內(nèi)壁8的出口焓而被調(diào)節(jié)。 這基于內(nèi)壁8的出口 36處的溫度T和水/蒸汽分離器40中的壓力來確定。在水/蒸汽分 離器40中的平均流體焓在此處規(guī)定為內(nèi)壁8中的出口焓的設(shè)定點(diǎn)值。出口 40處的出口溫 度還限制在最大可允許材料溫度之上。
最后，圖4示出了水/蒸汽的狀態(tài)圖，其中流動(dòng)介質(zhì)的狀態(tài)示出在蒸汽發(fā)生器的不 同區(qū)域。該圖示出了針對(duì)以巴為單位的壓力P的以kj/kg為單位的具體焓值h。首先示出 了相同溫度T的線，即等溫線44，它們各自溫度值指示在曲線圖的右軸線上，以攝氏度為單 位。在曲線圖左側(cè)的隆起狀結(jié)構(gòu)46顯示了水/蒸汽混合物的蒸汽含量。在結(jié)構(gòu)46之外介 質(zhì)是單相的，換句話說僅聚集態(tài)的介質(zhì)存在。結(jié)構(gòu)46的大約2100kJ/kg和221巴的頂點(diǎn)在 此處標(biāo)記為臨界點(diǎn)48。當(dāng)壓力升高到221巴之上時(shí)，水和蒸汽在任何溫度下都不會(huì)同時(shí)出 現(xiàn)。
水/蒸汽混合物存在于結(jié)構(gòu)46之內(nèi)。水和蒸汽的比例在此處用以10%間隔的特 征線50示出，從特征線52處的0%的蒸汽含量到特征線54處的100%的蒸汽含量。特征線 50、52、54在此處會(huì)和于臨界點(diǎn)48處。在結(jié)構(gòu)46內(nèi)，等溫線44垂直于壓力軸線延伸，因此 它們也是等壓線。因此，在恒壓下進(jìn)入到介質(zhì)中的能量輸入不引起更高的溫度，卻會(huì)引起水 /蒸汽組分向更多蒸汽的轉(zhuǎn)換。
取決于蒸汽發(fā)生器I的載荷狀態(tài)，在蒸汽發(fā)生器I內(nèi)的蒸汽過程在不同的載荷特 征線56、58、60上延伸，所述特征線56、58、60不是等壓線，因?yàn)槭境隽思訜岜砻娴膲毫p 失。載荷基本上在整體上確定了系統(tǒng)內(nèi)的壓力。載荷特征線56代表100%載荷下的蒸汽過 程，載荷特征線58代表70%載荷下的蒸汽過程，而載荷特征線60代表40%載荷下的蒸汽過 程。點(diǎn)A、B、C、D在此處分別代表蒸汽發(fā)生器I的不同點(diǎn)處的流動(dòng)介質(zhì)狀態(tài)，初始地仍沒有 內(nèi)壁4的入口 12處的創(chuàng)造性的單獨(dú)溫度調(diào)控點(diǎn)A是預(yù)熱器16的入口處的狀態(tài)，點(diǎn)B是內(nèi) 壁4的入口 12處的狀態(tài)，點(diǎn)C是中間收集器6中的狀態(tài)，而點(diǎn)D是蒸發(fā)器的出口處的狀態(tài)。
如圖4所示，100%載荷下蒸汽發(fā)生器完全在超臨界區(qū)域中操作。在載荷特征線56 上的點(diǎn)A、B、C、D處不可能區(qū)分水和蒸汽，因此分離不能發(fā)生。70%載荷下已經(jīng)到達(dá)亞臨界 區(qū)域，但只有載荷特征線58的一小部分位于結(jié)構(gòu)46內(nèi)。載荷特征線58的點(diǎn)A、B、C仍在結(jié) 構(gòu)46之下且單相的水存在。在此處分離也不會(huì)發(fā)生在中間收集器6中。
然而，40%載荷下載荷特征線60的相當(dāng)大一部分位于結(jié)構(gòu)46內(nèi)。載荷特征線60 上的點(diǎn)A和B仍在結(jié)構(gòu)46之下，因此單相的水仍存在于此處。然而，載荷特征線60的點(diǎn)C 位于結(jié)構(gòu)46內(nèi)具有10%的蒸汽組分。所描述的在中間收集器6中的分離可發(fā)生在此處。 然而，如果流動(dòng)介質(zhì)的一部分被傳送過預(yù)熱器16(這通過打開通流調(diào)節(jié)閥28在載荷特征線 62之下的壓力區(qū)中實(shí)現(xiàn))，則明確地降低了流動(dòng)介質(zhì)的溫度以及因此能量含量。在載荷特征 線60上，點(diǎn)E然后顯示了具有降低的溫度的內(nèi)壁4的入口 12處的流動(dòng)介質(zhì)的狀態(tài)。這也減小了中間收集器6中的能量含量,如由載荷特征線60上點(diǎn)F所示的。該點(diǎn)F目前在結(jié)構(gòu) 46之外，因此單相的水存在于此處并可靠地防止了分離。
權(quán)利要求
1.一種用于操作具有燃燒室的蒸汽發(fā)生器(I)的方法，所述燃燒室具有多個(gè)蒸發(fā)器加熱表面(2，4，8)，所述蒸發(fā)器加熱表面(2，4，8)在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)以平行的方式連接，其中，流動(dòng)介質(zhì)以比供給到第二蒸發(fā)器加熱表面(2)的入口(10)的更低溫度供給到第一蒸發(fā)器加熱表面⑷的入口(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，預(yù)熱器(16)連接在所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的入口(10，12)的上游，且其中所述流動(dòng)介質(zhì)的第一部分被導(dǎo)過所述預(yù)熱器(16)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述流動(dòng)介質(zhì)的第一部分與在所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的預(yù)熱器(16)下游分支的第二部分混合。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，第二部分流的質(zhì)量通流具有上限。
5.如權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一部分流的質(zhì)量通流基于所述在第一蒸發(fā)器加熱表面(4)的入口(12)下游的測(cè)量點(diǎn)處的熱力學(xué)特性而被調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在中間收集器￠)中，所述中間收集器(6)連接在所述第一蒸發(fā)器加熱表面的下游。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，壓力(P)和溫度⑴被用作熱力學(xué)特征，其中飽和蒸汽溫度由測(cè)量的壓力(P)確定，并且實(shí)際過冷值基于測(cè)量溫度(T)確定。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，設(shè)定點(diǎn)值針對(duì)過冷度被預(yù)先定義，且其中，所述第一部分流的質(zhì)量通流基于過冷度的實(shí)際值和設(shè)定點(diǎn)值之間的偏差而被調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果過冷度的實(shí)際值低于設(shè)定點(diǎn)值，則增加所述第一部分流的質(zhì)量通流。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二部分流的質(zhì)量通流基于供給到所述第一蒸發(fā)器加熱表面(4)的流動(dòng)介質(zhì)的質(zhì)量通流而被調(diào)節(jié)。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，供給到所述第一蒸發(fā)器加熱表面(4)的介質(zhì)流基于最后蒸發(fā)器加熱表面(8)的出口焓而被調(diào)節(jié)，所述最后蒸發(fā)器加熱表面(8)連接在所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的第一蒸發(fā)器加熱表面(4)的下游。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述蒸發(fā)器加熱表面(8)的出口焓基于連接在所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的第一蒸發(fā)器加熱表面(4)下游的所述最后蒸發(fā)器加熱表面(8)處的流動(dòng)介質(zhì)的出口(36)處的溫度和水/蒸汽分離器(40)中的壓力而被確定，所述水/蒸汽分離器(40)連接在所述流動(dòng)介質(zhì)側(cè)的蒸發(fā)器加熱表面(2，4，8)的下游。
13.一種蒸汽發(fā)生器(I)，具有用于執(zhí)行如權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的方法的>j-U ρ α裝直。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操作包含燃燒室的蒸汽發(fā)生器(1)的方法，所述燃燒室具有多個(gè)在流動(dòng)介質(zhì)側(cè)并聯(lián)連接的蒸發(fā)器加熱表面(2,4,8)。本發(fā)明的目的在于提供一種擁有特別長的使用壽命并且特別可靠的蒸汽發(fā)生器。為此目的，流動(dòng)介質(zhì)比向第二蒸發(fā)器加熱表面(2)入口(10)所導(dǎo)入的流動(dòng)介質(zhì)溫度更低的溫度導(dǎo)入第一蒸發(fā)器加熱表面(4)的入口(12)。
文檔編號(hào)F22B29/00GK103026136SQ201180022925
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者J.布呂克納, J.布羅德瑟, M.埃弗特 申請(qǐng)人:西門子公司