CN104093942A - 水/蒸汽循环和用于操作其的方法 - Google Patents

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Abstract

一种水/蒸汽循环包括蒸汽发生器、蒸汽涡轮、水冷式冷凝器(13)以及给水泵，其中冷凝器(13)在冷凝器外壳(28)内包括带有内部空气冷却器(21)的至少一个管束(18)，其由吸入管线(23)连接至外部喷射器/真空泵(25)。为了在不使用辅助蒸汽情况下减少水/蒸汽循环(10)启动时的冷凝器抽空时间，带有机动化隔离阀(27)的附加抽空管线(26)将外部喷射器/真空泵(25)与冷凝器外壳(28)相连接。隔离阀(27)的动作由控制器(29)控制。

Description

水/蒸汽循环和用于操作其的方法
技术领域
本发明涉及发电厂的技术。它涉及根据权利要求1的前序部分的水/蒸汽循环。它还涉及用于操作这种水/蒸汽循环的方法。
背景技术
如图1的示意图所示，热发电厂的水/蒸汽循环通常包括蒸汽发生器11、蒸汽涡轮12、冷凝器13以及给水泵15。可能为联合循环发电厂CCPP的热回收蒸汽发生器的蒸汽发生器11通过加热给水而产生蒸汽，给水由给水泵15泵送至蒸汽发生器11。产生的蒸汽用于驱动蒸汽涡轮12，该蒸汽涡轮可具有高压、中压和低压级。离开蒸汽涡轮12的蒸汽由水冷式冷凝器13利用其内部的冷却水回路14转变回为给水。为了保持水/蒸汽回路10以良好效率且无故障地运转，必须永久性地从该循环移除通过泄漏、密封等进入循环的空气和/或惰性气体。这通常通过从蒸汽分离那些气体(特别是在冷凝器13中)并将它们泵离(例如，利用外部喷射器/真空泵)而实现。
图3(见文献CH 423819、EP 0325758A1、EP 0384200A1以及EPO 841527A2)中显示了典型的水冷式冷凝器13的构造。冷凝器13在冷凝器壳体28内包括多个分开的管束18，其平行地布置以允许通过进口段17进入冷凝器的蒸汽16与流过每一管束18的管19的冷却水紧密热接触。冷凝蒸汽收集到布置在管束18下方的热井24中，且然后通向给水泵15。
在每一管束18的内部提供空腔20，该空腔20包含空气冷却器21以用于将待泵离的气体与剩余的蒸汽最终分开。空气冷却器21经由内部管道22和公共吸入管线23连接至喷射器/真空泵25。
在现有技术中，典型地，使用辅助蒸汽来密封冷凝器，并且使用电动真空泵在启动之前抽空冷凝器。然而，这些部件昂贵且不可靠。
另一方面，如果不使用这样的附加部件，那么吸入侧压力损失降低喷射器/真空泵25的性能，并且显著增加循环启动期间冷凝器的抽空时间。图2以图表形式显示在抽空期间冷凝器13处(曲线A)和喷射器/真空泵25的进口处(曲线B)的作为时间t的函数的压力p。由图表可以很容易看出，存在从冷凝器13到喷射器/真空泵25的大约25％的显著压降△p。由于这种泵的质量流粗略地与吸入压力成正比，所以抽空时间与压降△p成反比。结果，25％的压降造成抽空时间比没有压降时延长33％。
对于图3所示类型的冷凝器，压力主要有两个原因：一方面，空气冷却器21具有小孔(例如每一个有数百个直径7.5mm的孔)，这造成了显著的流阻。另一方面，冷凝器的内部管道22造成附加的限制。
文献DE 4422344A1公开了一种冷凝器，其包括底部通向集流室的冷凝室、以及布置于冷凝室的侧面的附加真空室。真空室也在底部通向集流室并与冷凝室以壁分开。该壁具有用于弯管(syphon)的通路。冷凝室在冷凝器外壳内包括带有内部空气冷却器的若干管束，空气冷却器经由管道系统连接至真空室，其用于将未冷凝的气体抽空出冷凝室。真空室本身经由抽空管线与外部真空泵连接。弯管形成开放储器，其从冷凝室导向冷凝蒸汽内收集冷凝物。通过由真空泵通过弯管抽空冷凝室而实现冷凝器的快速启动。一旦冷凝室与真空室之间的压力梯度降低或冷凝器的正常操作开始，弯管便提供流的自然停止。
DE 4422344A1中公开的冷凝器比之前描述的标准冷凝器更加复杂且更加昂贵。
发明内容
本发明的目标是避免已知冷凝器抽空结构和方法的缺点并提供水/蒸汽循环和操作方法，其使吸入侧压力损失最小化以使喷射器/真空泵性能最大化，并且在不使用辅助蒸汽情况下使发电厂快速启动所需的冷凝器抽空时间最小化。
通过根据权利要求1的水/蒸汽循环和根据权利要求3的操作方法，可以达到这个和其他目的。
本发明的水/蒸汽循环包括蒸汽发生器、蒸汽涡轮、水冷式冷凝器以及给水泵，其中冷凝器在冷凝器外壳内包括带有内部空气冷却器的至少一个管束，其由吸入管线连接至外部喷射器/真空泵，且其中为了在不使用辅助蒸汽的水/蒸汽循环的启动时减少冷凝器抽空时间，附加的抽空管线带有隔离阀以在正常操作期间停止通过所述管线的流，利用冷凝器外壳与外部喷射器/真空泵相连接。根据本发明，隔离阀为机动化的并由控制器控制。
本发明的优点是冷凝器是未改变的基准。唯一的改变是用于布置附加抽空管线的外壳上某处的喷嘴。
根据本发明的实施例，附加抽空管线在喷射器/真空泵附近连接至吸入管线。
根据本发明的用于操作水/蒸汽循环的创造性方法包括以下步骤：
a) 在水/蒸汽循环的启动时，至少通过附加抽空管线由喷射器/真空泵抽空冷凝器；
b) 通过关闭所述附加抽空管线内部的隔离阀而停止穿过附加抽空管线的流，其中隔离阀为机动化的，并且隔离阀的动作由控制器控制；以及
c) 开始水/蒸汽循环的正常操作。
附图说明
现在通过不同的实施例并且参照附图来更接近地解释本发明。
图1显示了基本的水/蒸汽循环的简图；
图2以图表显示在图3的冷凝器的抽空期间在冷凝器和抽空泵的入口处作为时间的函数的气压；以及
图3显示根据本发明的实施例的冷凝器/抽空泵构造。
具体实施方式
根据本发明，如在图3的虚线圆中可见，在冷凝器13与喷射器/真空泵25之间提供附加的抽空或吸入管线26。附加的抽空或吸入管线26用于使水冷式冷凝器13的抽空管道(包括冷凝器内部构件)中的压力损失最小化。该附加管线26终止于冷凝器外壳28以及喷射器/真空泵25的吸入凸缘(入口)附近。此外，机动化的隔离阀27安装于该管线中，以停止正常操作期间的流。由此，隔离阀27的操作由控制器29控制。
在操作中，在水/蒸汽循环10的启动时，在隔离泵27打开的情况下至少通过附加抽空管线26(和任选地剩余的抽空管道)由喷射器/真空泵25抽空冷凝器13中的第一可用蒸汽。当压力足够低时，通过关闭隔离阀27而停止穿过附加抽空管线26的流，并且水/蒸汽循环10启动。
因此，没有昂贵的附加设备也可实现减少的抽空时间。特别地，在启动之前不需要辅助蒸汽供应以密封及抽空冷凝器(辅助锅炉将花费将近一百万欧元)。此外，用过的冷凝器是几乎未改变的基准，不会造成很多附加费用。
附图标记
10  水/蒸汽循环
11  蒸汽发生器(例如HRSG)
12  蒸汽涡轮
13  冷凝器(水冷)
14  冷却水回路
15  给水泵
16  蒸汽
17  进口段
18  管束
19  管
20  空腔
21  空气冷却器
22  内部管道
23  吸入管线
24  热井
25  喷射器/真空泵
26  抽空管线(附加)
27  隔离阀(机动化)
28  冷凝器外壳
29  控制器
△p  压降。

Claims (3)

1. 一种水/蒸汽循环(10)，包括蒸汽发生器(11)、蒸汽涡轮(12)、水冷式冷凝器(13)以及给水泵(15)，其中所述冷凝器(13)在冷凝器外壳(28)内包括带有内部空气冷却器(21)的至少一个管束(18)，其由吸入管线(23)连接至外部喷射器/真空泵(25)，并且为了在不使用辅助蒸汽情况下减少所述水/蒸汽循环(10)启动时的冷凝器抽空时间，附加抽空管线(26)将外部喷射器/真空泵(25)与所述冷凝器外壳(28)相连接，并且隔离阀(27)设在所述附加抽空管线(26)内，以在正常操作期间停止穿过所述管线的流，其特征在于，所述隔离阀(27)为机动化的并由控制器(29)控制。
2. 根据权利要求1所述的水/蒸汽循环，其特征在于，所述附加抽空管线(26)在所述喷射器/真空泵(25)附近连接至所述吸入管线(23)。
3. 一种用于操作根据权利要求1至2中的一项所述的水/蒸汽循环(10)的方法，包括以下步骤：
a) 在所述水/蒸汽循环(10)的启动时，至少通过所述附加抽空管线(26)由所述喷射器/真空泵(25)抽空所述冷凝器(13)；
b) 通过关闭在所述附加抽空管线(26)内的隔离阀(27)而停止穿过所述附加抽空管线(26)的流，其中所述隔离阀(27)是机动化的，并且所述隔离阀(27)的动作由控制器(29)控制；以及
c) 开始所述水/蒸汽循环(10)的正常操作。
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