專利名稱：燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法及按此方法工作的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。在運(yùn)行過程中，燃?xì)廨啓C(jī)減壓后的工作介質(zhì)所含的熱量用于產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)。進(jìn)而本發(fā)明以按該方法運(yùn)行的GuD-設(shè)備為目標(biāo)。
在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備中，燃?xì)廨啓C(jī)減壓后的煙氣所含熱量用于產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)。熱傳遞是在燃?xì)廨啓C(jī)后面所接的蒸汽發(fā)生器或者廢熱鍋爐中進(jìn)行的，在鍋爐中加熱面以管道或管束形式排列，這些管道連接在蒸汽輪機(jī)的水-汽-循環(huán)中。水-汽-循環(huán)包括一個(gè)或多個(gè)壓力級(jí)，而每個(gè)壓力級(jí)提供一個(gè)汽化器加熱面和一個(gè)過熱器加熱面。例如，由歐洲專利0，148，973人們已經(jīng)熟知一種這樣的GuD-設(shè)備。
在這種形式的GuD-設(shè)備中，水-汽-循環(huán)一般包含有一個(gè)供水容器，在此容器中，收集來自蒸汽輪機(jī)預(yù)熱的凝聚蒸汽并且也常常對(duì)其脫氣。用與壓力級(jí)相應(yīng)數(shù)量的供水泵從這個(gè)供水容器中把預(yù)熱的冷凝液(也稱作供水)送到汽化系統(tǒng)。冷凝液的預(yù)熱是在一個(gè)與供水容器相連接的冷凝液預(yù)熱器中進(jìn)行的。而其加熱面常常也位于廢熱鍋爐中。因此，該供水容器用作連接汽化系統(tǒng)供水設(shè)施的緩沖容器或中間容器。供水容器的使用要求，除了調(diào)整和監(jiān)視冷凝液預(yù)熱器輸入口和輸出口的冷凝液溫度外，也調(diào)整和監(jiān)視已調(diào)整的供水量和供水壓力，以防止冷凝液預(yù)熱器加熱面的蒸發(fā)。為此，所需要的控制和調(diào)整裝置，要求很高的監(jiān)控技術(shù)費(fèi)用，并且必須仔細(xì)調(diào)試，因?yàn)楦髡{(diào)節(jié)量之間彼此相互影響。在供水容器中，冷凝液的脫氣，特別是對(duì)于通常預(yù)定的過壓脫氣，把供水在小的過壓下預(yù)熱到溫度約120℃，就是說到沸騰溫度。為此，常常需要由水-汽-循環(huán)向供水容器導(dǎo)入補(bǔ)充的蒸汽以防止要被排除的氣體重新進(jìn)入液體。如果冷凝液的脫氣只是在一個(gè)與蒸汽輪機(jī)相連接的冷凝器中進(jìn)行，就是說在該所謂的熱阱(Hotwell)中進(jìn)行，那么在冷凝液預(yù)熱器中的供水就被預(yù)熱到接近與其連接的汽化器級(jí)相應(yīng)的溫度。不管供水容器是脫氣還是不脫氣運(yùn)行，設(shè)備的總效率是有限的。因?yàn)樵趦煞N情況下由蒸汽發(fā)生器出來的煙氣或廢氣只能達(dá)到有限的冷卻。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備以及類似設(shè)備的運(yùn)行方法，使用盡可能少的技術(shù)費(fèi)用達(dá)到盡可能簡(jiǎn)便的運(yùn)行方式。
關(guān)于運(yùn)行方法，按照本發(fā)明此項(xiàng)目的是通過如下方式解決的，在蒸汽輪機(jī)的水-汽-循環(huán)中，流動(dòng)的冷凝液不需儲(chǔ)存器而被預(yù)熱，預(yù)熱冷凝液的第一分量返回進(jìn)入環(huán)管再預(yù)熱，預(yù)熱的冷凝液第二分量被汽化。
因此，不使用供水容器達(dá)到一種特別簡(jiǎn)便的工作方式，此外，基于冷凝液和供水量恒等，取消了通常事先規(guī)定的相應(yīng)的溫度、流量、壓力調(diào)整的供水供應(yīng)，以及對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)視。為了調(diào)整和監(jiān)視循環(huán)的冷凝液的流量和溫度，只需相應(yīng)改變單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入環(huán)管中的預(yù)熱冷凝液分量。
對(duì)于運(yùn)行方法適當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步完善是，在若干個(gè)特別是在兩個(gè)壓力級(jí)中汽化，為此給每個(gè)壓力級(jí)輸送預(yù)熱冷凝液。另一種方式可以是冷凝液的預(yù)熱和預(yù)熱冷凝液的汽化都在與壓力級(jí)數(shù)量相應(yīng)的環(huán)路中進(jìn)行。在兩種情況中各壓力級(jí)的蒸汽流彼此相互平行是有利的。
關(guān)于燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，包括與燃?xì)廨啓C(jī)連接的蒸汽發(fā)生器，其加熱面與蒸汽輪機(jī)的水-汽-循環(huán)相連接。依照本發(fā)明的任務(wù)是通過一個(gè)冷凝液預(yù)熱器解決的。為了不使用儲(chǔ)存器向預(yù)熱器導(dǎo)入冷凝液，預(yù)熱器輸入口一側(cè)與蒸汽輪機(jī)后面相連的一個(gè)冷凝器直接連接，也就是說中間不連接供水容器。冷凝液預(yù)熱器在其輸出口一側(cè)一方面經(jīng)循環(huán)泵與它的輸入口連接，而另一方面與一個(gè)汽化器連接。
冷凝液預(yù)熱器在輸出一側(cè)不僅與一個(gè)低壓汽化器連接而且也經(jīng)一個(gè)高壓泵與一個(gè)高壓汽化器連接是有利的。另一種選擇可以設(shè)置與不同壓力級(jí)相應(yīng)數(shù)量的冷凝液預(yù)熱器-兩個(gè)壓力級(jí)較好-其中每一個(gè)預(yù)熱器輸出口一側(cè)與它的輸入口連接，并與一個(gè)壓力級(jí)的汽化器相連接，然后把冷凝液預(yù)熱器適當(dāng)?shù)卦谡羝l(fā)生器內(nèi)廢氣溫度相同的區(qū)域內(nèi)排列。
借助圖示實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，其中

圖1是有一個(gè)共用的兩個(gè)壓力級(jí)的冷凝液預(yù)熱器的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備;
圖2是依照?qǐng)D1設(shè)備，兩個(gè)壓力級(jí)各有一個(gè)冷凝液預(yù)熱器。
在兩個(gè)圖示中，相應(yīng)部件用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)出。
依照?qǐng)D1，一臺(tái)燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，包括一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備1a和一臺(tái)蒸汽輪機(jī)設(shè)備1b。燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備1a包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)2，與其相連接的空氣壓縮機(jī)3和一個(gè)連接在燃?xì)廨啓C(jī)2前級(jí)的燃燒室4，此燃燒室與空氣壓縮機(jī)3的新鮮空氣導(dǎo)管5相連接。
蒸汽輪機(jī)設(shè)備1b包括一臺(tái)與發(fā)電機(jī)11相連接的蒸汽輪機(jī)10，并且在水-汽-循環(huán)12中包括一個(gè)與蒸汽輪機(jī)10相連接的冷凝器13以及一個(gè)蒸汽發(fā)生器14。燃?xì)廨啓C(jī)2和空氣壓縮機(jī)3以及蒸汽輪機(jī)10和發(fā)電機(jī)11位于一個(gè)共用軸15上。
蒸汽輪機(jī)10是由高壓部分10a和低壓部分10b組成，這些部分經(jīng)軸15驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)11。
為了把廢氣或煙氣RG′由燃?xì)廨啓C(jī)2輸送到蒸汽發(fā)生器14，在蒸汽發(fā)生器14的進(jìn)口14a處連接一個(gè)廢氣導(dǎo)管17。廢氣RG′經(jīng)蒸汽發(fā)生器14出口14b離開發(fā)生器導(dǎo)向煙囪(未示出)。
蒸汽發(fā)生器14包括一個(gè)冷凝液預(yù)熱器20和在低壓級(jí)有一個(gè)低壓汽化器22以及一個(gè)低壓蒸汽過熱器24。在高壓級(jí)它還包括一個(gè)高壓預(yù)熱器或者一個(gè)燃料節(jié)省器26，一個(gè)高壓汽化器28和一個(gè)高壓蒸汽過熱器30。低壓蒸汽過熱器24經(jīng)蒸汽管道32與蒸汽輪機(jī)10的低壓部分10b連接。高壓蒸汽過熱器30經(jīng)蒸汽管道34與蒸汽輪機(jī)10的高壓部分10a連接。高壓部分10a的輸出口一側(cè)經(jīng)蒸汽管道36與低壓部分10b連接，而低壓部分的輸出口一側(cè)經(jīng)蒸汽管道38與冷凝器13連接。
冷凝器13，就是說它的熱阱40，經(jīng)冷凝液導(dǎo)管42與冷凝液預(yù)熱器20直接相連。在冷凝液導(dǎo)管42路徑中設(shè)有兩個(gè)備用的彼此平行連接、性能相同的冷凝液泵43和44。冷凝液預(yù)熱器20在輸出口一側(cè)經(jīng)一循環(huán)泵45和調(diào)節(jié)部件或者閥門46與其輸入口也就是與冷凝液導(dǎo)管42連接，以便形成一個(gè)環(huán)路48。冷凝液預(yù)熱器20在輸出口一側(cè)進(jìn)一步經(jīng)閥門50與一個(gè)低壓汽包52連接，此低壓汽包經(jīng)循環(huán)泵54與低壓汽化器22和低壓蒸汽過熱器24連接。低壓汽包52和汽化器22以及過熱器24組成低壓級(jí)的汽化器系統(tǒng)。
此外，冷凝液預(yù)熱器20輸出口一側(cè)，還經(jīng)兩個(gè)高壓泵55、56和閥門58與燃料節(jié)省器26的輸入口一側(cè)連接。此燃料節(jié)省器輸出口一側(cè)與高壓汽包60連接，高壓汽包經(jīng)循環(huán)泵62與高壓汽化器28和高壓蒸汽過熱器30連接。高壓汽包60和汽化器28以及蒸汽過熱器30組成高壓級(jí)汽化器系統(tǒng)。
在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1a、1b運(yùn)行時(shí)，燃料B經(jīng)輸入管64輸送到燃燒室4，燃料B在燃燒室4內(nèi)與來自空氣壓縮機(jī)3的壓縮新鮮空氣L燃燒，在燃燒過程中形成的熱煙氣RG經(jīng)煙氣導(dǎo)管66導(dǎo)向燃?xì)廨啓C(jī)2。氣體在這里膨脹并且驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，它再推動(dòng)空氣壓縮機(jī)3和發(fā)電機(jī)11。由燃?xì)廨啓C(jī)2出來的熱煙氣或者廢氣RG′經(jīng)廢氣管17導(dǎo)入蒸汽發(fā)生器14，并在那里用于產(chǎn)生蒸汽供蒸汽輪機(jī)10所用。為此目的廢氣氣流和水-汽-循環(huán)12彼此間以逆流方向相運(yùn)行。
由蒸汽輪機(jī)10的低壓部分10b出來的蒸汽經(jīng)蒸汽管道38輸至冷凝器13并在此凝聚。冷凝液經(jīng)冷凝液泵43和/或44泵入冷凝液預(yù)熱器20并在那里預(yù)熱。經(jīng)預(yù)熱的冷凝液的第一分量t1被送回環(huán)路48用于預(yù)熱，第二分量t2和第三分量t3分別經(jīng)高壓汽包60送至高壓汽化器28和經(jīng)低壓汽包52送至低壓汽化器22。
單位時(shí)間內(nèi)輸入汽化器系統(tǒng)的分量t2和t3的調(diào)整以及冷凝液預(yù)熱器20的輸入口和輸出口處冷凝液溫度的調(diào)整是借助閥門46進(jìn)行的，在此，輸入環(huán)路48的分量t1被相應(yīng)地改變。例如，分量t2約占可供支配冷凝液量的80%，分量t3約占20%，而在環(huán)路48中連接流動(dòng)著的分量t1約占冷凝液的20%。通過改變分量t1可以在大范圍內(nèi)改變冷凝液的預(yù)熱溫度。
圖2中的燃?xì)夂驼羝O(shè)備1與圖1所示出的相互間的差異僅僅是在蒸汽發(fā)生器14中在相同的煙氣溫度區(qū)域內(nèi)安裝了兩個(gè)冷凝液預(yù)熱器120和220，為了不使用儲(chǔ)存器向預(yù)熱器導(dǎo)入冷凝液，預(yù)熱器輸入口一側(cè)直接與冷凝器13連接。冷凝液預(yù)熱器120和220在輸出口一側(cè)一方面各經(jīng)一個(gè)循環(huán)泵145和245與其輸入口連接，而另一方面與低壓級(jí)和高壓級(jí)的汽化器系統(tǒng)連接。為此冷凝聚液預(yù)熱器120經(jīng)冷凝液管142與冷凝器13連接，在冷凝液管上裝有閥門140，并且以冗余方式裝有兩個(gè)相互平行連接的低壓供水泵143、144。冷凝液預(yù)熱器220輸入口一側(cè)，經(jīng)冷凝液管242與冷凝器13連接，在冷凝液管242上安裝一閥門240和冗余的兩個(gè)相互平行連接的高速高壓供水泵243和244，它們并帶有前置連接的低速增壓泵246和247。
對(duì)各壓力級(jí)，冷凝液量和溫度的調(diào)整是分別進(jìn)行的，而且重新經(jīng)預(yù)熱環(huán)路148和248，在此用閥門149和249改變流入環(huán)路148和248的分量t1′和t1″。
當(dāng)在圖1示例中，全部冷凝液的預(yù)熱是在兩個(gè)汽化器系統(tǒng)共用的預(yù)熱器20中進(jìn)行，而且預(yù)熱的冷凝液的汽化只是在兩個(gè)分離的環(huán)路中進(jìn)行時(shí)，在圖2示例中不僅冷凝液的預(yù)熱而且預(yù)熱的冷凝液的汽化都是在兩個(gè)分離的環(huán)路中進(jìn)行的。冷凝液在汽化器系統(tǒng)中的分配，或者在預(yù)熱前或者在預(yù)熱后進(jìn)行，而在兩種情況下環(huán)路是在蒸汽輪機(jī)10的低壓部分10b之前連在一起的。不僅圖1實(shí)施例而且圖2實(shí)施例中，冷凝液的預(yù)熱都是無存儲(chǔ)器進(jìn)行的，而且預(yù)熱的冷凝液的第一分量t1(圖1)及t1′、t1″(圖2)分別導(dǎo)回環(huán)路48及148、248進(jìn)行預(yù)熱，且預(yù)熱的冷凝液其它分量t2和t3(圖1)及t2′和t3′(圖2)被汽化。兩個(gè)壓力級(jí)的蒸汽流在兩種情況下是彼此平行的。
由于冷凝液無存儲(chǔ)器的預(yù)熱實(shí)現(xiàn)了燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備1a、1b特別簡(jiǎn)便的運(yùn)行方式，同時(shí)就調(diào)整冷凝液預(yù)熱溫度和調(diào)整設(shè)備運(yùn)行期間水-汽-循環(huán)12中冷凝液的連續(xù)流量而言僅僅有微小的技術(shù)耗費(fèi)。為了調(diào)整和監(jiān)視冷凝液預(yù)熱器20、120及220，輸入和輸出口冷凝液溫度以及經(jīng)這些預(yù)熱器的最小流量，只需要調(diào)整環(huán)路48、148或248中預(yù)熱冷凝液的分量t1、t1′和t1″。
在一個(gè)單一壓力系統(tǒng)各，取消低壓汽化器系統(tǒng)，使在高壓汽化器系統(tǒng)中流動(dòng)的分量t2相當(dāng)于在所形成冷凝液的總量中僅僅減少小分量t1的量。
在一個(gè)三壓力系統(tǒng)中，也就是說蒸汽輪機(jī)10增加了一個(gè)中等壓力部分，在汽化器14中有一個(gè)附加的中間蒸汽過熱器。還可以裝第三個(gè)冷凝液預(yù)熱器，于是此預(yù)熱器以相同的或近似的方式接入水-汽-循環(huán)12，并且排列在蒸汽發(fā)生器14中。
權(quán)利要求
1.燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備的運(yùn)行方法，在運(yùn)行過程中，在燃?xì)廨啓C(jī)(2)減壓后的工作介質(zhì)(RG′)中所含熱量用于產(chǎn)生蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)(10)，其特征是，-在蒸汽輪機(jī)(10)的水-汽-循環(huán)(12)中，流動(dòng)的冷凝液不流經(jīng)儲(chǔ)存器而被預(yù)熱，-經(jīng)預(yù)熱的冷凝液第一分量(t1；t1′，t1″)為了進(jìn)一步預(yù)熱被重新導(dǎo)回一個(gè)環(huán)路(48；148，248)，以及-經(jīng)預(yù)熱的冷凝液的第二分量(t2，t3；t2′，t3′)被汽化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，汽化是在多個(gè)壓力級(jí)中進(jìn)行的，而兩個(gè)壓力級(jí)(52，60)更可取，為此給每個(gè)壓力級(jí)(52，60)輸送預(yù)熱的冷凝液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，冷凝液的預(yù)熱和預(yù)熱冷凝液的汽化，總是在與壓力級(jí)(52，60)數(shù)相應(yīng)數(shù)量的環(huán)路中完成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征是，各壓力級(jí)(52，60)的蒸汽流彼此是平行的。
5.燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備，在燃?xì)廨啓C(jī)(2)后面接有一個(gè)蒸汽發(fā)生器(14)，其加熱面(20-30)接在蒸汽輪機(jī)(10)的水-汽-循環(huán)(12)中，特別是為實(shí)施權(quán)利要求1-4中之一的方法，其特征是，至少有一個(gè)冷凝液預(yù)熱器(20;120，220)，為了輸入冷凝液，在輸入口一側(cè)，中間不連接供水容器，而與接在蒸汽輪機(jī)(10)后面的冷凝器(13)相連接，并且冷凝液預(yù)熱器在輸出口，一方面經(jīng)循環(huán)泵(45;145，245)與其輸入口連接，而另一方面與一個(gè)汽化器(22，28)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征是，冷凝液預(yù)熱器(20)輸出口一側(cè)不僅與一低壓汽化器(22)連接，而且還經(jīng)高壓泵(55，56)與一高壓汽化器(28)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征是，在設(shè)備上裝有與不同壓力級(jí)(52，60)數(shù)相應(yīng)數(shù)量的冷凝液預(yù)熱器(120，220)，而每個(gè)冷凝液預(yù)熱器(120，220)輸出口一側(cè)與其輸入口連接，并與一個(gè)壓力級(jí)(52，60)的汽化器(22，28)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征是，裝有兩個(gè)壓力級(jí)(52，60)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征是，在蒸汽發(fā)生器(14)內(nèi)，冷凝液預(yù)熱器(120，220)排列在煙氣溫度相同的區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
在一個(gè)燃?xì)夂驼羝啓C(jī)設(shè)備(1)中，經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)(2)減壓后的工作介質(zhì)(RG′)中所含的熱量用于產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)(10)。按本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)一種特別簡(jiǎn)單的運(yùn)行方法，在蒸汽輪機(jī)(10)的水-汽-循環(huán)(12)中流動(dòng)的冷凝液，不用儲(chǔ)存器來預(yù)熱，就是說省去供水容器以技術(shù)上簡(jiǎn)便的方式來預(yù)熱冷凝液，并且為了進(jìn)一步預(yù)熱，把已預(yù)熱過的冷凝液的第一分量(t
文檔編號(hào)F22B1/18GK1086875SQ93109279
公開日1994年5月18日 申請(qǐng)日期1993年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月10日
發(fā)明者H·布呂克納, E·施米德 申請(qǐng)人:西門子公司