CN102165145A - 用于产生电能的蒸汽动力设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蒸汽动力设备（1），具有旁通管路（12），该旁通管路在流动技术上将新鲜蒸汽管路（5）与废汽管路（6）连接，其中在旁通管路（12）中布置旁通蒸汽冷却器（20），该旁通蒸汽冷却器在快关、起动或者停止时冷却流入旁通管路（12）中的蒸汽，由此能够使用更有利的材料用于旁通管路（12）。

Description

用于产生电能的蒸汽动力设备
技术领域
本发明涉及一种用于产生电能的蒸汽动力设备，包括蒸汽涡轮机、蒸汽发生器以及冷凝器和新鲜蒸汽管路、废汽管路以及旁通管路，所述新鲜蒸汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机与蒸汽发生器相互连接，所述废汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机与冷凝器相互连接，所述旁通管路在流动技术上将新鲜蒸汽管路与废汽管路相互连接。
背景技术
在蒸汽动力设备中将热能转换为机械能并且随后转换为电能，其中水蒸汽从蒸汽发生器流入膨胀机例如蒸汽涡轮机，其中蒸汽涡轮机中的蒸汽在输出功的情况下降低压力。从蒸汽涡轮机中流出的蒸汽在连接在后面的冷凝器中通过热排出再次液化。在冷凝器中形成的水由供水泵再次输入蒸汽发生器，由此形成封闭的循环。
在工作状态下，从蒸汽发生器中流出的蒸汽流入蒸汽涡轮机中并且在此冷却，其中蒸汽压力降低了。从蒸汽涡轮机中流出的蒸汽导入冷凝器中。在起动、停止或者在蒸汽涡轮机快关时，关闭布置在蒸汽涡轮机前面的新鲜蒸汽阀门并且将新鲜蒸汽经由旁通管路进行引导，其中该旁通管路通入蒸汽涡轮机的废汽管路中。只要所述废汽管路通入中间过热器中，那么该废汽管路通常称作冷的中间过热器管路，其中在中间过热器中将蒸汽加热到较高的温度。蒸汽温度越高，用于管路、旁通站以及通向冷凝器的旁通蒸汽喷入装置的成本就越高。致力于达到大约720℃的蒸汽温度。这种高温度要求使用特殊的材料，例如镍基的材料。镍基的材料是具有大约40-50重量百分比的镍含量的材料。然而这种镍基的材料比较贵。另一方面，镍基的材料能够在热方面特别能够承受负荷。
发明内容
值得希望的是，能够使用比镍基的材料更有利的材料。在这里设置本发明，其任务是说明一种蒸汽动力设备，该蒸汽动力设备适合于高温并且能够比较有利地构造。
该任务通过一种用于产生电能的蒸汽动力设备得到解决，该蒸汽动力设备包括蒸汽涡轮机、蒸汽发生器和冷凝器以及新鲜蒸汽管路、废汽管路、旁通管路，所述新鲜蒸汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机与蒸汽发生器相互连接，所述废汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机与冷凝器相互连接，所述旁通管路在流动技术上将新鲜蒸汽管路与废汽管路相互连接，其中在旁通管路中设置旁通蒸汽冷却器，构造该旁通蒸汽冷却器用于冷却在旁通管路中能够流动的或者静止的蒸汽。
通过用旁通蒸汽冷却器冷却蒸汽，能够不用镍基材料构造冷却装置后面的组件。由此布置在旁通蒸汽冷却器后面的管路得到冷却，这使得旁通管路在热方面承受较少的负荷。通过较少的热负荷现在不再需要使用昂贵的镍基材料。
只要废汽管路通入中间过热器中，那么该废汽管路也称作冷的中间过热器管路。在中间过热器中将蒸汽加热到较高的温度。
有利的改进方案在从属权利要求中进行说明。
有利的是，通过喷入冷却介质例如冷凝物、蒸汽或者水和蒸汽形成的混合物来冷却旁通蒸汽冷却器中的蒸汽。使用冷凝物或者由水和蒸汽形成的混合物在蒸汽动力设备中是比较简单的，因为在蒸汽动力设备中提供所述冷却介质。由此将额外的管路的使用最小化。
所述旁通蒸汽冷却器有利地直接布置在从新鲜蒸汽管路通向旁通管路的第一支路后面。理想地，所述旁通蒸汽冷却器应该尽可能近地布置在第一支路后面，这具有以下优点，即能够进一步降低用于制造蒸汽动力设备的成本，因为避免使用昂贵的镍基材料。所述旁通蒸汽冷却器越靠近地安置在从新鲜蒸汽管路通向旁通管路的第一支路处，在第一支路到旁通蒸汽冷却器之间的镍基材料的需求就越少。
在另一有利的改进方案中，如此选择所述旁通蒸汽冷却器与高压旁通阀之间的距离，使得冷却介质与蒸汽完全混合。
冷却介质与蒸汽的完全混合引起旁通管路的有效冷却并且由此引起制造蒸汽动力设备时的成本进一步降低，因为可以使用较少的镍基材料用于旁通管路。
附图说明
示例性地根据附图对本发明进行详细解释。附图部分示意性地并且没有按比例地示出：
图1是按现有技术的蒸汽动力设备，
图2是按本发明的蒸汽动力设备。
相同的附图标记在不同的附图中具有相同的意义。
具体实施方式
图1示出了按现有技术的蒸汽动力设备1。该蒸汽动力设备1包括蒸汽发生器2、蒸汽涡轮机3以及冷凝器4，其中蒸汽涡轮机3包括高压部分涡轮机3a、中压部分涡轮机3b以及低压部分涡轮机3c。此外设置了新鲜蒸汽管路5，该新鲜蒸汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机3与蒸汽发生器2相互连接。在蒸汽涡轮机3后面布置了废汽管路6，该废汽管路在流动技术上将蒸汽涡轮机3与冷凝器4相互连接。在高压部分涡轮机3a与冷凝器4之间设置了中间过热器7。流入中间过热器7中的蒸汽被加热到较高的温度并且通过热的中间过热器管路8通向中压部分涡轮机3b。所述废汽管路6也可以称作冷的中间过热器管路9。在蒸汽涡轮机3前面布置快关以及调节阀10。在中压部分涡轮机3b前面同样布置快关以及调节阀11。所述新鲜蒸汽管路5在流动技术上通过旁通管路12与废汽管路6或者说冷的中间过热器管路9连接。在旁通管路12中布置高压旁通阀13。
所述热的中间过热器管路8在流动技术上通过中压旁通管路14与冷凝器4相互连接。在中压旁通管路14中布置中压旁通阀17。在起动、停止或者在蒸汽涡轮机3的涡轮机快关中，蒸汽从新鲜蒸汽管路5经由旁通管路12导入冷的中间过热器管路9中。为此，关闭快关以及调节阀10并且打开高压旁通阀13。因为流入旁通管路12的新鲜蒸汽的温度比较高，所以在进入冷的中间过热器管路9之前，用冷却单元16中的冷却介质15喷射蒸汽。蒸汽随后经由中间过热器7、热的中间过热器管路8朝中压旁通管路14通入冷凝器4中。为此，关闭快关以及调节阀11并且打开中压旁通阀17。在中压旁通阀17后面再用冷却单元19中的冷却介质18喷射蒸汽，由此冷凝器能够接收能量。因为蒸汽的温度和压力比较高，所以必须设置新鲜蒸汽管路5、旁通管路12、热的中间过热器管路9以及用于中间过热器7的压力和温度的中压旁通管路14。蒸汽温度越高，用于管路5、12、9、8、1、用于阀门17、13以及冷却单元16和19的成本就越高。
在图2中示出了按本发明的蒸汽动力设备1。与图1中示出的蒸汽动力设备1的区别在于，在旁通管路12和中压旁通管路14中布置了旁通蒸汽冷却器20或者说中压旁通蒸汽冷却器21。构造所述旁通蒸汽冷却器20以及中压旁通蒸汽冷却器21用于冷却在旁通管路12以及中压旁通管路14中能够流动的或者静止的蒸汽。借助于所述旁通蒸汽冷却器20以及中压旁通蒸汽冷却器21将冷凝物、蒸汽或者由水和蒸汽形成的混合物喷入流动的或者静止的蒸汽中。由此降低流动的或者静止的蒸汽的温度。输入蒸汽中的冷却介质22由此冷却所述蒸汽。将冷却介质22喷入旁通管路12以及中压旁通管路14中应该尽可能靠近地布置在第一支路23处或者说布置在第二支路24后面。如此选择旁通蒸汽冷却器20和高压旁通阀13之间的距离，使得蒸汽与冷却介质22完全混合。同样如此选择中压旁通蒸汽冷却器21与中压旁通阀17之间的距离，使得蒸汽能够与冷却介质22完全混合。
当所述新鲜蒸汽参数具有相应的值时，也许可以放弃冷却单元16或者说19。为此，所述新鲜蒸汽质量流量、新鲜蒸汽压力以及温度、水喷入量以及温度必须具有允许的值。一旦打开旁通阀13以及中压旁通阀17，就接通了旁通蒸汽冷却器20以及中压旁通蒸汽冷却器21。由此，有效地避免了冷却的旁通管路25或者说26中不允许的温度超越。
一旦关闭了旁通阀13，就运行旁通蒸汽冷却器20，直到旁通蒸汽冷却器20前面的温度低于管路25中所允许的温度。只要排水装置或者预热管路布置在冷却的旁通管路25和26中，就必须将所述旁通管路保持关闭，直到旁通蒸汽冷却器20和中压旁通蒸汽冷却器21前面的温度低于冷却的管路25或者说26中所允许的温度。

Claims (12)

1.用于产生电能的蒸汽动力设备（1），包括蒸汽涡轮机（3）、蒸汽发生器（2）和冷凝器（4）以及新鲜蒸汽管路（5）、废汽管路（6）、旁通管路（12），所述新鲜蒸汽管路在流动技术上将所述蒸汽涡轮机（3）与所述蒸汽发生器（2）相互连接，所述废汽管路在流动技术上将所述蒸汽涡轮机（3）与所述冷凝器（4）相互连接，所述旁通管路在流动技术上将所述新鲜蒸汽管路（5）与所述废汽管路（6）相互连接，
其特征在于，
在所述旁通管路（12）中设置旁通蒸汽冷却器（20），构造该旁通蒸汽冷却器用于冷却在所述旁通管路（12）中能够流动的蒸汽。
2.按权利要求1所述的蒸汽动力设备（1），
其中，所述蒸汽涡轮机（3）包括高压部分涡轮机（3a）、中压部分涡轮机（3b）以及低压部分涡轮机（3c）。
3.按权利要求2所述的蒸汽动力设备（1），
具有中间过热器（7），
其中，设置冷的中间过热器管路（9），该中间过热器管路在流动技术上将所述高压部分涡轮机（3a）的蒸汽出口与所述中间过热器（7）连接，
其中，所述旁通管路（12）在流动技术上将所述新鲜蒸汽管路（5）与所述冷的中间过热器管路（9）进行连接。
4.按权利要求2或3所述的蒸汽动力设备（1），具有热的中间过热器管路（8），该热的中间过热器管路在流动技术上将所述中间过热器（7）与所述中压部分涡轮机（3b）连接，
其中，设置了中压旁通管路（14），该中压旁通管路在流动技术上将所述热的中间过热器管路（8）与所述冷凝器（4）连接，
其中，在所述中压旁通管路（14）中设置了中压旁通蒸汽冷却器（21），构造该中压旁通蒸汽冷却器用于冷却在所述中压旁通管路（14）中能够流动的蒸汽。
5.按权利要求1到3中任一项所述的蒸汽动力设备（1），
其中，在所述旁通管路（12）中设置高压旁通阀（13）。
6.按权利要求4所述的蒸汽动力设备（1），
其中，在所述中压旁通管路（14）中设置中压旁通阀（17）。
7.按权利要求1到6中任一项所述的蒸汽动力设备（1），
其中，通过喷入冷却介质（22）例如冷凝物、蒸汽或者水和蒸汽形成的混合物来冷却所述旁通蒸汽冷却器（20）中的蒸汽。
8.按权利要求4所述的蒸汽动力设备（1），
其中，通过喷入冷却介质（22）例如冷凝物、蒸汽或者水和蒸汽形成的混合物来冷却所述中压旁通蒸汽冷却装置（21）中的蒸汽。
9.按权利要求1到3中任一项所述的蒸汽动力设备（1），
其中，所述旁通蒸汽冷却器（20）直接布置在从所述新鲜蒸汽管路（5）通向所述旁通管路（12）的第一支路（23）后面。
10.按权利要求4所述的蒸汽动力设备（1），
其中，所述中压旁通蒸汽冷却器（21）直接布置在从所述热的中间过热器管路（8）通向所述中压旁通管路（14）的第二支路（24）后面。
11.按权利要求5或6所述的蒸汽动力设备（1），
其中，选择所述旁通蒸汽冷却器（20）和所述高压旁通阀（13）之间的间距，使得所述冷却介质（15）能够与所述蒸汽完全混合。
12.按权利要求5或6所述的蒸汽动力设备（1），
其中，选择所述中压旁通蒸汽冷却器（21）之间的间距，使得所述冷却介质（22）能够与所述蒸汽完全混合。
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