用于燃氣和蒸汽渦輪設備的蒸汽溫度調節裝置的制造方法
【專利說明】用于燃氣和蒸汽渦輪設備的蒸汽溫度調節裝置
[0001]本發明涉及一種用于燃氣和蒸汽渦輪設備的蒸汽溫度調節裝置并且涉及噴射水的預熱，本發明還涉及一種用于在燃氣和蒸汽渦輪設備中調節蒸汽溫度的方法。
[0002]當前的燃氣和蒸汽渦輪設備被設計用來使現有的鋼基管材承受直至容許極限負荷的較高蒸汽溫度。此外，這些設備附加地需要相當大程度的操作靈活性，例如日常快速啟動，從而造成管材附加的相當大的負荷。
[0003]為確保，在所有可能的操作狀態中，廢熱蒸汽發生器(AHDE)的出口處的蒸汽溫度不超過最大容許的或工藝上所要求的溫度，在廢熱蒸汽發生器的過熱部分中設置蒸汽溫度調節裝置。該蒸汽溫度調節裝置按照混合原理作用，亦即，冷介質與待調節的熱介質(通常是蒸汽)混合。
[0004]在發電站中，針對這種類型的蒸汽溫度調節建立了噴射冷卻器的概念。
[0005]噴射冷卻器系統在燃氣和蒸汽渦輪設備的廢熱蒸汽發生器中常規結構方案和布置導致噴射冷卻器和以下壓力系統較高的負荷，此負荷隨后在此造成損傷。
[0006]典型的損傷是例如:
[0007]噴射冷卻器的噴射嘴中的裂縫
[0008]冷卻器的噴射架的破裂
[0009]冷卻器保護層中的裂縫和翹曲
[0010]管道中的裂縫
[0011]噴射下游路線上的腐蝕
[0012]這些損傷基本上歸因于兩個原因:熱沖擊和液滴沖蝕。
[0013]隨著蒸汽溫度和市場對燃氣和蒸汽渦輪設備靈活性要求的提高，損傷概率也大大增加。
[0014]在目前常規的噴射系統的的結構方案中，筒式鍋爐或強制循環爐(Zwangsdurchlaufkessel)的存在與否無關緊要。在給水閥和給水調節閥之間提取噴射水并且通過噴射水管道將該噴射水導引至噴射冷卻器。為了在非主動的噴射中不過多地冷卻噴射水，存在循環管道，該循環管道將噴射水再次反饋回給水調節閥下游的廢熱爐的預熱器部分(“噴射水反饋裝置”)。
[0015]確保在噴射冷卻器中霧化水所必須的預壓的方式是，在給水調節閥和噴射部分之間存在壓降。這樣的壓差也是用于具有循環管道的所述保溫系統的驅動。
[0016]對于此布置，在噴射部位處出現極大的噴射介質(給水)和蒸汽之間的溫度差O300K)。熱沖擊的危險被提高。此外，相比于蒸汽非常冷的噴射水導致，必須明顯更大地延長必要的用于在噴射冷卻器下游的蒸汽流中消散水滴的路線，以消除液滴沖蝕的危險。
[0017]實現噴射區域上和周圍狀況的改善的可能方式是，在更高的溫度下提取噴射水。由此可以明顯改善熱沖擊的危險和液滴沖蝕的問題。
[0018]為了能持續保持用于噴射水的必要的預壓，還必須移動調節閥。
[0019]備選地，代替調節閥的移動可以使用稱作“夾管閥”的閥。在此，將附加的節流閥嵌接到節能系統(給水預熱系統)的主管道(給水管道)中，以便形成必要的用于噴射的預壓。
[0020]但是，這兩種可能性具有一個明顯的缺點。廢熱蒸汽發生器的全部壓力件直至調節閥或夾管閥必須被設計成用于顯著更高的壓力(泵零位輸送高度)。由此造成了由大為增多的材料使用而導致的顯著更高的成本，由顯著增加的重量而導致的支承結構強度的加強。
[0021]因此本發明所要解決的技術問題是，改進所述的設備和所述方法，從而以較低的成本減少熱沖擊和液滴沖蝕的成因并由此減少更昂貴和更重大的損失的出現。
[0022]根據本發明，該技術問題通過根據權利要求1的裝置和根據權利要求5的方法來解決。本發明有利的擴展設計在各從屬權利要求中定義。通過在用于燃氣和蒸汽渦輪設備的蒸汽溫度調節裝置中(該蒸汽溫度調節裝置具有給水管道、布置在給水管道中的給水調節閥、和沿供給水流動方向在給水調節閥上游從給水管道分支的且通入噴射冷卻器的噴射水管道)將噴射水預熱器接入噴射水管道中，來實現所期望的更高的噴射水溫度，而不必設計用于較高壓力的節能件。
[0023]若不需要噴射水(例如在設備滿載時就屬于這種情況)有利的是，噴射水反饋裝置從噴射水管道分支并且沿給水流動方向在布置于給水管道中的給水預熱面的下游通入給水管道。通過該反饋管道將熱的給水再次反饋回到給水系統。由此確保，噴射水在噴射冷卻器上游被高度預熱較高的溫度并且在調節部位處與蒸汽的溫度差較小。
[0024]以適宜的方式，將噴射水預熱器布置在廢熱蒸汽發生器的廢氣通道中，在此噴射水預熱器可以設計成，使得噴射水借助小的附加加熱面加熱至接近沸點的水平，最后可以進一步被傳送至噴射冷卻器，從而即使在最大的噴射水需求的情況下也可能顯著提高給水溫度。
[0025]在此有利的是，噴射水預熱器就廢氣的流動方向而言平行于煙氣溫度區內的給水預熱面布置，該煙氣溫度區即使在流動停滯時也不會導致蒸發。因此防止了噴射水的不期望的蒸發。
[0026]相同的優點在根據本發明的用于在燃氣和蒸汽渦輪設備中調節蒸汽溫度的方法中獲得，據此將噴射水從給水管道分支，然后預熱并且預熱后輸入至少一個噴射冷卻器。
[0027]有利的方式是，噴射水以與廢氣熱交換放熱方式在廢熱蒸汽發生器中被預熱，之后將該噴射水輸入噴射冷卻器。
[0028]此外，有利的是，噴射水就廢氣的流動方向而言在廢熱蒸汽發生器中平行于給水被預熱。
[0029]此外有利的是，將反饋的噴射水沿給水流動方向在給水預熱面下游導入給水管道。
[0030]通過所建議的改變，冷卻器上的蒸汽溫度與噴射水之間的溫度差相對目前可用的標準線路減小>150K。這導致熱沖擊的危險被明顯降低。
[0031]因為在噴射冷卻器之后液滴的消散同時與噴射水溫度在很大程度上相關，所以因液滴更快的消散而顯著降低在噴射冷卻器下游的管件中的液滴沖蝕的危險。因為液滴的消散在更短的路線上進行，所以這也影響相應壓力件的構造。
[0032]因為位于主線路中的節能加熱面不必被設計用于增大的壓力，所以該