專利名稱：用于發電設備的蒸汽管道的快速加熱的設備和方法
技術領域：
本發明涉及蒸汽發電設備，更具體地，涉及用于蒸汽發電設備的蒸汽管道的快速
加溫的設備和方法。
背景技術：
通常，蒸汽發電設備包括熱源；蒸汽發生器，蒸汽通過其以多個壓力級產生并由熱源的熱量加熱到期望的過熱級；以及諸如汽輪機的系統，其中蒸汽通過在汽輪機中的膨脹而用于發電。 在這種發電設備中，以這種方式產生的蒸汽沿著蒸汽管道向汽輪機傳輸。典型地，在汽輪機的上游就有定位于蒸汽管道中的主蒸汽控制閥(MSCV)。在蒸汽輪機啟動過程中，MSCV保持關閉狀態直到蒸汽管道中的蒸汽達到一定的最小狀態(也就是說，最小溫度和/或壓力)。 —旦達到了最小狀態，MSCV打開，并允許一部分蒸汽進入高壓汽輪機(HPST)中，蒸汽在該處被用來發電。通過打開沿著旁路管線布置的旁路閥，不允許進入HPST中的那部分蒸汽被轉向冷凝器或者蒸汽發生器的再熱器。蒸汽管道具有若干排泄管線，這些排泄管線設有從其分出的排泄閥。在發電設備的啟動過程中，這些排泄管線將管線中存在的蒸汽和/或可能由蒸汽冷凝形成的水排掉。 利用這種結構，由于蒸汽管道的不合適的加熱和/或排泄，蒸汽在MSCV入口處達到要求的最小狀態所需的時間相對較長。因此，對于發電設備而言，啟動時間延長了。結果，發電設備的整體效率可能降低。
發明內容
根據本發明的一個方面，提供了一種蒸汽發電設備，其中通過利用熱源的熱量由蒸汽發生器產生的蒸汽被汽輪機接收用于發電，且該蒸汽發電設備包括聯接蒸汽發生器和汽輪機的流路管道；沿著位于汽輪機上游的流路管道布置以當蒸汽特性滿足閾值時允許蒸汽進入汽輪機的主蒸汽控制閥(MSCV);旁路管線，其聯接在蒸汽發生器的過熱器和閥之間的流路管道上，包括旁路管線閥，該旁路管線閥只有當滿足閾值時才打開，使得旁路管線將部分蒸汽從流路管道去除；排氣管線，其聯接在MSCV和汽輪機之間的流路管道上，包括排氣閥，該排氣閥在汽輪機啟動期間打開以調節汽輪機內的熱環境；以及加熱管線，其包括加熱管線閥，該加熱管線聯接在閥和MSCV之間的流路管道上，并終止于排氣閥下游的排氣管線上，以從流路管道去除另外的部分蒸汽。 根據本發明的另一個方面，提供了一種運行蒸汽發電設備的方法，其中蒸汽通過管道由汽輪機接收用于發電，并且該方法包括從位于主蒸汽控制閥(MSCV)上游的管道中去除一部分蒸汽，該主蒸汽控制閥沿著管路布置，從而當蒸汽特性滿足閾值時允許蒸汽進入汽輪機，將去除的蒸汽傾放到排氣管線中，該排氣管線將去除的蒸汽排入冷凝器，并且當MSCV入口處的蒸汽特性滿足閾值時，停止去除部分蒸汽并打開MSCV以允許蒸汽進入汽輪機。
被認為是本發明的主題在本說明書所附的權利要求中被特別指出并明確地要求保護。結合附圖，通過以下具體實施方式
，本發明的前述及其他特征以及優點是顯而易見的，在附圖中 圖1示出了一個示例性發電設備的蒸汽管道、汽輪機以及連接到汽輪機上的蒸汽管道的原理圖。 參考附圖，具體實施方式
以示例的方式對本發明的實施例以及優點和特征進行了解釋。 部件列表 1 發電設備 10 管道 12 旁路管線 13 閥 14 壓降裝置 15 閥 20 主蒸汽控制閥 21 排氣管線 22 排氣閥 30 高壓汽輪機 35 蒸汽管道 40 中壓汽輪機 50 加熱管線 55 加熱管線閥 70 冷凝器 80 排泄閥
具體實施例方式
參考圖l，提供了一種蒸汽發電設備l，其包括流路管道，例如蒸汽管道IO，從而將
熱發生器和高壓汽輪機(HPST)30相互聯接，以及沿著位于HPST 30上游的管道布置的主蒸
汽控制閥(MSCV)20，以在蒸汽的特性滿足閾值時允許蒸汽進入HPST 30。 在蒸汽發電設備1的啟動期間，除非蒸汽具有基于HPST 30的運行規格的一定的
最小溫度和/或一定的最小壓力，否則不允許蒸汽進入HPST 30。在發電設備l啟動時，根
據發電設備啟動前的狀態，由于蒸汽管道10的不合適的加熱和排泄，在MSCV 20的上游，蒸
汽發生器產生的蒸汽的壓力和溫度不會滿足一定的最小值。 為了確保直到滿足最小狀態時才打開MSCV 20，可理解MSCV20包括溫度和壓力傳感器，這些傳感器操作地聯接到MSCV 20上，并布置在蒸汽管道10內的不同位置處，可接近蒸汽。
發電設備1包括在MSCV 20和HPST 30之間的位置處聯接到蒸汽管道10上的排氣管線21，并包括排氣閥22。在HPST 30或中壓汽輪機(IPST)40的啟動期間，通過從HPST 30和IPST 40內去除蒸汽并將去除的蒸汽傾放到冷凝器70內，排氣管線21被用于控制HPST30或IPST 40內的熱環境。 加熱管線50在MSCV 20的上游位置處聯接到蒸汽管道10上，并在排氣管線21上終止于排氣閥22的下游位置處。加熱管線50包括加熱管線閥55，打開該閥以允許加熱管線50從蒸汽管道10去除蒸汽，關閉該閥以防止從蒸汽管道10去除蒸汽。通過這種方式，在加熱管線閥55打開的狀態下，從蒸汽管道10內去除的蒸汽導致流經位于旁路管線12和蒸汽管道10的聯接位置的下游的蒸汽管道10的部分的蒸汽量增加。由于蒸汽管道10的該部分經受的增加的蒸汽流量，與不包括加熱管線50的發電設備相比，會相對較快地達到允許蒸汽進入HPST 30的蒸汽的最小狀態。 在本發明中，在加熱管線閥55打開的狀態下，尚未達到允許進入HPST 30的溫度和/或壓力閾值的相對大量的蒸汽被從蒸汽管道10中去除，并經由排氣管線21供應至冷凝器70。 在另一個實施例中，加熱管線50可附加地或備選地直接或經由旁路管線12聯接到蒸汽管線35上，該旁路管線12在某些情況下在靠近排泄閥80的位置處聯接到蒸汽管10上。在這種情況下，加熱管線50的終止位置將位于閥13的上游，并在連接位置的上游提供額外的壓降裝置14，以便當加熱管線閥55和旁路管線閥13各自打開時，加熱蒸汽可從蒸汽管道IO傳輸到旁路管線12，且然后進入蒸汽管道35。 根據本發明的另一個方面，提供了一種運行蒸汽發電設備1的方法，其中蒸汽經由包括閥15的蒸汽管道10由至少一個汽輪機30，40接收用于發電。該方法包括從位于閥15的下游和主蒸汽控制閥(MSCV) 20的上游的蒸汽管道10去除部分蒸汽，該MSCV 20沿著蒸汽管道10布置，以當蒸汽特性滿足閾值時，允許蒸汽進入汽輪機30， 40。該方法還包括當蒸汽特性滿足閾值時，停止去除部分蒸汽，并打開MSCV 20以允許蒸汽進入汽輪機30，40。
根據以上討論的方面，可理解發電設備1的原理圖可為任何聯合循環或蘭金循環(Rankine cycle)發電設備的一部分。 盡管已經參考了示范性實施例描述了本發明，但本領域的技術人員將會理解，在不脫離本發明的范圍的情況下，可以進行各種修改，并對其要件進行替換。并且在不脫離本發明的實質范圍的情況下，可進行許多修改以使特定的情形或材料適合本發明的教導。因此，其意在本發明不限于視為用來實施本發明的最佳模式而公開的特定的實施例，而是本發明包括落入所附權利要求范圍內的所有的實施例。
權利要求
一種蒸汽發電設備(1)，其中由蒸汽發生器通過利用熱源的熱量產生的蒸汽由汽輪機(30，40)接收用于發電，所述發電設備包括用來聯接所述蒸汽發生器和所述汽輪機(30，40)的流路管道(10)；沿著所述汽輪機(30，40)的上游的所述流路管道(10)布置的主蒸汽控制閥(20)，以在蒸汽的特性滿足閾值時允許所述蒸汽進入所述汽輪機(30，40)；旁路管線(12)，其聯接到所述蒸汽發生器的過熱器和閥(15)之間的所述流路管道(10)上，所述旁路管線(12)包括旁路閥(13)，所述旁路閥(13)直至滿足所述閾值時才打開，使得所述旁路管線(12)從所述流路管道(10)去除部分蒸汽；排氣管線(21)，其聯接到所述主蒸汽控制閥(20)和所述汽輪機(30，40)之間的所述流路管道(10)上，所述排氣管線(21)包括排氣閥(22)，所述排氣閥(22)在所述汽輪機(30，40)的啟動期間打開，以調節所述汽輪機(30，40)內的熱環境；以及加熱管線(50)，其包括加熱管線閥(55)，所述加熱管線(50)聯接到所述閥(15)和所述主蒸汽控制閥(20)之間的所述流路管道(10)上，并終止于所述排氣閥(22)的下游的所述排氣管線(21)上，以從所述流路管道(10)去除所述蒸汽的另外部分。
2. 根據權利要求1所述的發電設備，其特征在于，所述發電設備還包括所述排氣管線 (21)聯接到其上的冷凝器(70)。
3. 根據權利要求2所述的發電設備，其特征在于，所述發電設備還包括連接到所述汽 輪機(30,40)的出口上的冷再熱管線(35)和所述蒸汽發生器的再熱器。
4. 根據權利要求3所述的發電設備，其特征在于，所述旁路管線(50)聯接到所述冷再 熱管線(35)或所述冷凝器(70)中的至少一個上。
5. —種運行蒸汽發電設備的方法，其中蒸汽經由流路管道(10)由汽輪機(30,40)接收 用于發電，所述方法包括從主蒸汽控制閥(20)的上游的所述流路管道(10)去除部分蒸汽，所述主蒸汽控制閥 (20)沿著所述流路管道(10)布置，以在蒸汽的特性滿足閾值時允許所述蒸汽進入所述汽 輪機(30,40);將去除的蒸汽傾放至排氣管線(21)中，所述排氣管線(21)將去除的蒸汽排入冷凝器 (70);以及當所述主蒸汽控制閥(20)的入口處的蒸汽特性滿足所述閾值時，停止去除部分蒸汽 并打開所述主蒸汽控制閥(20)以允許蒸汽進入所述汽輪機(30,40)。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括從閥(15)的上游的所述 流路管道(10)去除蒸汽，所述閥(15)沿著所述流路管道(10)布置。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將從所述閥(15)的上游 的所述流路管道(10)去除的蒸汽傾放到冷凝器(70)或聯接在所述汽輪機(30,40)的出口 上的冷再熱管線(35)中。
8. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當所述主蒸汽控制閥 (20)的入口處的蒸汽特性滿足閾值時，停止從所述閥(15)的上游的所述流路管道(10)去 除蒸汽。
9. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述閥(15)的下游完成從所述流路管 道(10)去除部分蒸汽。
全文摘要
本發明涉及用于發電設備的蒸汽管道的快速加熱的設備和方法，具體而言，提供了一種蒸汽發電設備，其中由汽輪機接收來自蒸汽發生器的蒸汽，并且該蒸汽發電設備包括管道；沿著該管道布置且當蒸汽特性達到閾值時允許蒸汽進入汽輪機的主蒸汽控制閥(MSCV)；旁路管線，其聯接到過熱器和閥之間的管道上，包括旁路閥，當滿足閾值時該旁路閥打開，使得該旁路管線去除部分蒸汽；排氣管線，其聯接到MSCV和汽輪機之間的管道上，包括排氣閥，在汽輪機的啟動期間該排氣閥打開以調節汽輪機內的熱環境；以及加熱管線，該管線在閥和MSCV之間從管道上開始，并終止于沿著排氣管線布置的排氣閥的下游。
文檔編號F01D17/10GK101725381SQ20091020887
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者A·巴沙, T·潘查特薩拉姆 申請人:通用電氣公司