專利名稱：具有強(qiáng)制循環(huán)的蒸汽發(fā)生器的組合式燃?xì)猓羝姀S設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有燃?xì)廨啓C(jī)回路和蒸汽輪機(jī)回路的組合式電廠設(shè)備，其中，燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣將它的余熱通過在強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器中流過的工作媒質(zhì)傳到蒸汽輪機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)中的組合電廠設(shè)備的水蒸氣回路毫無例外地在嚴(yán)格的參數(shù)下運(yùn)行。利用燃?xì)廨啓C(jī)的余熱的加熱鍋爐一般由筒形鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐或它們的組合實(shí)現(xiàn)。在較高效率的情況下使用具有中間傳熱的部分加壓設(shè)備。與傳統(tǒng)的鍋爐相比，燃?xì)鉁囟仍诩訜徨仩t處受到限制。尤其是在恒定溫度下的蒸發(fā)受到熱動(dòng)力學(xué)和技術(shù)設(shè)計(jì)上的限制。
現(xiàn)在，利用燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的余熱的加熱鍋爐一般以筒形鍋爐實(shí)現(xiàn)。水蒸氣回路的凈化通過各個(gè)筒形鍋爐的對(duì)中和連續(xù)的或不連續(xù)的筒形鍋爐的排污實(shí)現(xiàn)。該對(duì)中如此實(shí)現(xiàn)，水在鍋爐筒形體中蒸發(fā)。不易揮發(fā)的物質(zhì)保留在鍋爐水中并且集中進(jìn)行搜集。通過鍋爐水的排污，該物質(zhì)以集中的方式和有效地從回路中去除。在很多情況下，一種固體的堿性物質(zhì)例如磷酸鈉或氫氧化鈉在鍋爐水中調(diào)節(jié)鍋爐的pH值。
然而，該加熱鍋爐含有簡單的強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，所以可以去掉凈化裝置，因?yàn)檫@種鍋爐不能排污。在此情況下水-蒸汽回路的凈化在冷凝凈化裝置中進(jìn)行，該冷凝在輸入到蒸汽發(fā)生器之前過濾，并且在可能的情況下通過離子交換附加進(jìn)行。
如果帶有強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的加熱鍋爐含有分離瓶的話，當(dāng)分離瓶在一定的條件下工作時(shí)，例如在筒形鍋爐的情況下由該分離瓶不能進(jìn)行凈化。
在兩個(gè)鍋爐類型的情況下的問題是存在不希望的物質(zhì)，例如氯和琉酸鹽，其以揮發(fā)形態(tài)存在，例如HCl或H2SO4。在一般的回路條件下也存在揮發(fā)性的氯化胺或硫酸銨形式的氨。這種物質(zhì)能帶來腐蝕并且引起工轉(zhuǎn)干擾和破壞。
一個(gè)在低壓系統(tǒng)中以筒形鍋爐和在高壓系統(tǒng)中以強(qiáng)制循環(huán)鍋爐工作的熱蒸汽發(fā)生器公知在EP-A1-0059 735中。為了制成簡單和經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，在此設(shè)備的情況下，該筒形鍋爐還帶有儲(chǔ)存水容器／去氣器的作用。在此，蒸汽筒形鍋爐帶有一體化的放氣孔。
由此公知的熱蒸汽發(fā)生器引出的本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一個(gè)設(shè)備，其能限制水-蒸汽-回路的熱動(dòng)力所要求的元件并以此另外達(dá)到較大的費(fèi)用降低。該設(shè)備沒有冷凝凈化設(shè)備、沒有儲(chǔ)存水容器／去氣器并且沒有蒸汽鍋爐。這一方面建立在如下事實(shí)，在強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的情況下嚴(yán)格計(jì)量非易揮發(fā)的條件媒質(zhì)的分布，因?yàn)樗鼈儠?huì)沉淀在過熱的鍋爐部分，并且另一方面建立在如下認(rèn)識(shí)，在筒形鍋爐的情況下，因?yàn)榧尤肓藟A性媒質(zhì)，氯和琉酸鹽的揮發(fā)性被大大降低，以致這些能夠例如在鍋爐水的琉酸鹽的條件下被容易地排出。
該任務(wù)按照本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征解決。
另外本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和工作費(fèi)用的大大降低，以水-蒸汽回路中的化學(xué)設(shè)備的缺少而帶來的風(fēng)險(xiǎn)的降低以及系統(tǒng)的極大簡化，帶來了可靠性和可行性的改善。
本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中借助組合式的燃?xì)?蒸汽-電廠設(shè)備進(jìn)行示意性的描述。其主要示出了與本發(fā)明有關(guān)的部分。工作媒質(zhì)的流動(dòng)方向用箭頭表示。
按照

圖1在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中通過導(dǎo)管1吸入的新鮮空氣壓縮機(jī)2中壓縮到工作壓力。壓縮空氣在例如以天然氣點(diǎn)燃的燃燒室3中劇烈升溫并且燃燒氣體在燃燒室4作功而減壓。在此得到的能量傳到發(fā)生器5或壓縮機(jī)2。熱的燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣通過導(dǎo)管6從燃?xì)廨啓C(jī)的輸出管傳到余熱蒸汽發(fā)生器7。利用完的熱通過導(dǎo)管8和沒有描述的煙筒排入大氣。
在水-蒸汽回路中多個(gè)蒸汽輪機(jī)9、10以相同的軸同燃?xì)廨啓C(jī)相連。在低壓輪機(jī)10中減壓的工作蒸汽凝聚在冷凝器11中。該冷凝液從熱軸12借助泵14、20直接提供在蒸汽發(fā)生器7。有利的是該設(shè)備既裝有冷凝凈化裝置又裝有一般由蒸汽加熱的儲(chǔ)存水容器／去氣器。
余熱蒸汽發(fā)生器7作為鍋爐實(shí)現(xiàn)并且在上述情況下根據(jù)兩個(gè)氣壓-蒸汽處理方法工作。自然也可以使用一個(gè)存在的鍋爐。在實(shí)施例中的壓力級(jí)的數(shù)量并不重要。
該低壓系統(tǒng)作為強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在鍋爐的燃?xì)馔ǖ乐?，它由低壓?jié)能器15、低壓蒸發(fā)器16和低壓加熱器19組成，該冷凝液通過存儲(chǔ)泵14傳到該節(jié)能器。過熱的蒸汽通過低壓蒸汽導(dǎo)管28傳輸?shù)街袎赫羝啓C(jī)10的合適級(jí)。
該高壓系統(tǒng)作為強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并且能夠具有低臨界和高臨界的系數(shù)。在鍋爐的燃?xì)馔ǖ乐?，它由高壓?jié)能器21、高壓蒸發(fā)器22和高壓加熱器23組成。工作媒質(zhì)通過高壓儲(chǔ)存泵20傳到高壓節(jié)能器21。過熱的蒸汽通過新鮮的蒸汽管道24傳到蒸汽輪機(jī)的高壓部分9。
在兩個(gè)系統(tǒng)中分別具有一個(gè)用于階段分離的分離瓶25，其通過蒸發(fā)器的出口由管道31注入該分離瓶。該分離瓶在其上端通過管道32與加熱器19、23相連。在其下端含有分別具有反饋管道29的瓶，該管道連到熱軸12。在其下端，該瓶附加分別具有一個(gè)排污管道30，以此不潔物被排出。在此排出的量通過附加的在35處注入到冷凝器的水替代。
分離瓶保證了加熱器在所有時(shí)間保持干燥并且過熱蒸汽可以在加熱器出口較早地出現(xiàn)。一旦在高壓蒸發(fā)器22達(dá)到穩(wěn)定工作的壓力該蒸汽就能夠啟動(dòng)蒸汽輪機(jī)進(jìn)入到流動(dòng)壓力模式。
按照本發(fā)明的目的，一般情況下可以放棄使用冷凝劑凈化裝置，這是因?yàn)槿缦略?，水／蒸汽回路中的不潔物可以在分離瓶25的范圍內(nèi)排出。
在全負(fù)載或部分負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)水／蒸汽回路的凈化。在全負(fù)載的情況下，高壓系統(tǒng)被過量供應(yīng)，即多于必須的大量水通過高壓供應(yīng)泵20被傳輸通過強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器。這應(yīng)理解為如果使用一個(gè)高壓供給泵，一定要進(jìn)行用于額外量的相應(yīng)設(shè)計(jì)，如果該裝置具有泵的冗余量，例如以2×100％或3×50％的形式，該替換泵可以用于過量供給。
傳輸?shù)乃恳匀缦路绞竭M(jìn)行調(diào)整，濕的水蒸汽可以在任何情況下傳到瓶25。該不潔物在水／蒸汽混合器的水排出口被限制住，在該瓶中蒸汽中的水部分以合適的方法分開并且通過排污管29排出。此方法的優(yōu)點(diǎn)是該回路在較少的流量之后，也就是在最短時(shí)間內(nèi)釋放不潔物。
在一個(gè)變形中，回路凈化可以由普通工作尺寸的供給泵實(shí)現(xiàn)，該變形由蒸汽發(fā)生器的部分負(fù)載，例如80％驅(qū)動(dòng)。之后例如在全負(fù)載的情況下由高壓系統(tǒng)過量供給并且以上述方法進(jìn)行。
現(xiàn)在所提供的方法是減少上述物質(zhì)的揮發(fā)性并以此簡單的使它們與回路分開。這可以通過配料條件媒質(zhì)并以此有利的減少分散系數(shù)來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橥ㄟ^分離瓶25的水／蒸汽回路的上述凈化需要該裝置在一有限的時(shí)間內(nèi)工作在特殊的模式，化學(xué)配料可以在也可以只在此凈化期間實(shí)現(xiàn)，其中，分離瓶工作在濕的條件下。該化學(xué)物以合適的方法在34，供給泵14、20的上游輸入到供給管。以此方法，該兩套系統(tǒng)能夠作為熱狀態(tài)的函數(shù)相互獨(dú)立地配料。
在此情況下實(shí)際的配料，也就是說使用的化學(xué)物和它的量可以作為不潔物的屬性和程度的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。用于一般操作的氨氣配料(NH3)和氧氣配料(O2)在凈化期間通過條件媒質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該一般操作在33相似地發(fā)生于供給泵14、20的上游。然而這并不是絕對(duì)的條件，而是依賴于不潔物的屬性和以此所使用的條件媒質(zhì)。
在一般工作期間，一般的實(shí)現(xiàn)方法是該分離瓶25是干的并且不進(jìn)行化學(xué)物的配料以減少部分不潔物的揮發(fā)性。相對(duì)的，濕的蒸汽必須在全負(fù)載或部分負(fù)載的情況下進(jìn)入用于凈化的瓶。根據(jù)上述方法，必須的混合物作為系統(tǒng)的過量供給的結(jié)果進(jìn)入該瓶，這是通過提高供給水的流量和／或通過燃?xì)廨啓C(jī)的反饋而實(shí)現(xiàn)。通過在凈化工作過程中的化學(xué)物的揮發(fā)性的減少提高了分離的程度，對(duì)于具體揮發(fā)物質(zhì)來說這是主要的。另外，該配料減少了凈化工作。
在所示的實(shí)施例中，進(jìn)入鍋爐的人口溫度相應(yīng)于冷凝劑的溫度，因?yàn)椴缓姓羝訜岬拇鎯?chǔ)水容器／去氣器。優(yōu)選的，用于所述的強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器的預(yù)熱表明的材料作為燃?xì)廨啓C(jī)燃料的函數(shù)進(jìn)行選擇，具體的是琉含量和作為冷凝劑溫度的函數(shù)，以阻止冷凝點(diǎn)的腐蝕。另一方面，如果有水一側(cè)的入口溫度下降和／或琉含量上升，則可以從簡單的碳鋼通過低合金鋼轉(zhuǎn)變?yōu)椴讳P鋼。
明顯的，根據(jù)上述教導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的無數(shù)的修改和變形。因此應(yīng)該理解為在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以多于在此所具體描述地實(shí)現(xiàn)。
參考符號(hào)表1管道(輸入新鮮空氣)2壓縮機(jī)3燃燒室4燃?xì)廨啓C(jī)5發(fā)生器6管道(廢氣)
7 余熱蒸汽發(fā)生裝置8 管道(到煙筒)9 高壓輪機(jī)10低壓輪機(jī)11冷凝器12熱軸14儲(chǔ)存水容器15低壓節(jié)能器16低壓蒸發(fā)器19低壓加熱器20儲(chǔ)存水泵21高壓節(jié)能器22高壓蒸發(fā)器23高壓加熱器24新鮮空氣導(dǎo)管25凈化-分離瓶28低壓-蒸汽導(dǎo)管29反饋管道30排污管道3116或22與25之間的管道3225和19或23之間的管道33一般工作的配料34凈化工作的配料35注入水
權(quán)利要求
1．具有燃?xì)廨啓C(jī)回路和蒸汽輪機(jī)回路的組合式的燃?xì)?蒸汽電廠設(shè)備，其中，燃?xì)廨啓C(jī)(4)的廢氣通過在強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器(7)中流過的工作媒質(zhì)將它的余熱傳輸?shù)秸羝啓C(jī)(9、10)，其特征在于，工作媒質(zhì)的去氣是在蒸汽輪機(jī)的冷凝器(11)的熱軸(12)中進(jìn)行，已經(jīng)去氣的工作媒質(zhì)直接從冷凝器的熱軸通過存儲(chǔ)泵(14、20)傳到強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器的預(yù)熱表面(15、21)，并且在蒸汽面(16、22)和加熱面(19、23)之間設(shè)有一個(gè)用于排出不潔物的分離瓶(25)。
2．如權(quán)利要求1的電廠設(shè)備，其特征在于，在一般工作情況下進(jìn)行氨氣配料(NH3)和氧氣配料(O2)，而在凈化工作情況下對(duì)條件媒質(zhì)進(jìn)行配料，該媒質(zhì)減少了上述物質(zhì)的揮發(fā)性，并因此簡化了與該回路的分離。
全文摘要
在一個(gè)具有燃?xì)廨啓C(jī)回路和蒸汽輪機(jī)回路的組合式的燃?xì)猓羝姀S設(shè)備中,燃?xì)廨啓C(jī)(4)的廢氣通過在強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器(7)中流過的工作媒質(zhì)將它的余熱傳輸?shù)秸羝啓C(jī)(9、10),工作媒質(zhì)的去氣是在蒸汽輪機(jī)的冷凝器(11)的熱軸(12)中進(jìn)行,已經(jīng)去氣的工作媒質(zhì)直接從冷凝器的熱軸通過存儲(chǔ)泵(14、20)傳到強(qiáng)制循環(huán)蒸汽發(fā)生器的預(yù)熱表面(15、21),并且在蒸汽面(16、22)和加熱面(19、23)之間設(shè)有一個(gè)用于排出不潔物的分離瓶(25)。
文檔編號(hào)F22D11/00GK1206780SQ9811662
公開日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1998年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月28日
發(fā)明者E·利比格 申請(qǐng)人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司