CN106642070A - 一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置及其系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置及其系统、方法，其中的用于汽轮机的汽汽混合减温装置包括第一输汽管、第二输汽管和汽汽混合装置；其中，该第一输汽管与该汽汽混合装置相连通，并且该第二输汽管在该汽汽混合装置的上游与该第一输汽管相连通；第一输汽管中流通有蒸汽，第二输汽管中流通有蒸汽，且第二输汽管中流通的蒸汽的温度小于第一输汽管中流通的蒸汽的温度。其可达到调节蒸汽温度的目的，并可避免减温后的蒸汽中存在水态。

Description

一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置及其系统、方法

技术领域

本发明涉及蒸汽减温领域，尤其涉及一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置及其系统、方法。

背景技术

蒸汽轮机发电所需的蒸汽需满足一定参数要求才能实施正常的发电作业，当进入蒸汽轮机的蒸汽温度过高时，则会导致蒸汽轮机无法正常运行，因此，需要对进入蒸汽轮机之前的蒸汽进行降温处理。

现有技术中，通常采用向高温蒸汽喷水的方式对高温蒸汽降温，获得所需温度的蒸汽，但由于高温蒸汽与水的混合不均，易导致混合后的蒸汽中存有水态，该状态的蒸汽进入汽轮机会严重影响汽轮机的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置，其可避免降温后的蒸汽中存有水态，并可获得所需温度的蒸汽。

本发明的目的还在于提供一种用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其可避免降温后的蒸汽中存有水态，并可获得所需温度的蒸汽。

本发明的目的还在于提供一种用于汽轮机的汽汽混合减温方法，其可避免降温后的蒸汽中存有水态，并可获得所需温度的蒸汽。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置，包括第一输汽管、第二输汽管和汽汽混合装置；其中，

所述第一输汽管与所述汽汽混合装置相连通，并且所述第二输汽管在所述汽汽混合装置的上游与所述第一输汽管相连通；

所述第一输汽管中流通有蒸汽，所述第二输汽管中流通有蒸汽，且所述第二输汽管中流通的蒸汽的温度小于所述第一输汽管中流通的蒸汽的温度。

进一步地，所述第一输汽管的管壁与所述第二输汽管的管壁呈一体结构，并使得所述第一输汽管的内部与所述第二输汽管的内部相连通；所述第一输汽管的内径与所述第二输汽管的内径的比值为a，0.5≤a≤1。

进一步地，所述第二输汽管延伸至所述第一输汽管的内部，所述第二输汽管形成有出汽口，并且所述出汽口的开口方向与所述第一输汽管内蒸汽的流动方向一致；所述第二输汽管的内径与所述第一输汽管的内径的比值为a，0<a<0.5。

进一步地，所述第二输汽管上设置有流量控制构件。

本发明提供的一种用于汽轮机的汽汽混合减温系统，包括上述任一项所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置、取热-换热装置、蒸汽输出管及汽轮机；其中，所述第一输汽管的进汽端与所述取热-换热装置的出口相连；所述汽汽混合装置的出汽端与所述蒸汽输出管相连通；所述蒸汽输出管的出汽端与所述汽轮机的进汽端相连。

进一步地，还包括蒸汽供给装置，所述第二输汽管的进汽端与所述蒸汽供给装置相连。

进一步地，所述蒸汽输出管的出汽端上设置有温度监测构件。

进一步地，所述第二输汽管上设置有温度监测构件和压力监测构件。

进一步地，所述第一输汽管上设置有温度监测构件和压力监测构件。

本发明提供的一种用于汽轮机的汽汽混合减温方法，包括：测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值；

通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等。

进一步地，所述通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等，具体为：

根据所述蒸汽输出管的出汽端的理想蒸汽温度值和理想蒸汽压力值获得所述蒸汽输出管出汽端的理想蒸汽焓值h；

实时测量第一输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力，并计算所述第一输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₁；并测得所述第一输汽管中蒸汽的流量q₁；

实时测量所述第二输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力；并计算所述第二输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₂；并测得所述第二输汽管中蒸汽的流量q₂；

调节所述第二输汽管中蒸汽的流量使得

与现有技术相比，本发明提供的用于汽轮机的汽汽混合减温装置，通过设置流通有温度相对较低的蒸汽的第二输汽管，并将第二输汽管中的温度相对较低的蒸汽与第一输汽管中的温度相对较高的蒸汽通过汽汽混合装置充分混合，即将第二输汽管中的低温蒸汽与第一输汽管中的高温蒸汽混合，在避免混合后的蒸汽存有水态的同时，还可达到降低第一输汽管中的高温蒸汽的温度的目的，从而获得所需温度的蒸汽。

在进一步的技术方案中，当第一输汽管的内径与第二输汽管的内径的比值a，0.5≤a≤1时，将第一输汽管的管壁与第二输汽管的管壁设置为一体结构，并使得两者的内部相连通。从而保证第一输汽管中的高温蒸汽和第二输汽管中的低温蒸汽充分混合。

在进一步的技术方案中，当第一输汽管的内径与第二输汽管的内径的比值a，0<a<0.5时，将第二输汽管延伸至第一输汽管的内部，并使得第二输汽管上的出汽口的开口方向与第一输汽管内蒸汽的流动方向一致。从而保证两股蒸汽的充分混合。

在进一步的技术方案中，通过在第二输汽管路上设置流量控制构件，可实时调节第二输汽管中低温蒸汽的流量，便于根据第一输汽管中高温蒸汽的温度变化，调节第二输汽管中低温蒸汽的流量，进而获得所需温度的混合蒸汽。

与现有技术相比，本发明提供的用于汽轮机的汽汽混合减温系统，将取热-换热装置作为第一输汽管中的高温蒸汽的供给来源，将低温蒸汽与高温蒸汽混合，便于获得的所需温度的蒸汽，并可避免含水态的蒸汽进入汽轮机对汽轮机的运行造成影响。

在进一步的技术方案中，将第二输汽管的进汽端与蒸汽供给装置相连，通过蒸汽供给装置向整个系统提供低温蒸汽，利用该低温蒸汽达到降低高温蒸汽的目的。

在进一步的技术方案中，通过在蒸汽输出管的出汽端设置温度监测构件，可以实时监测蒸汽输出管输出的蒸汽的温度，便于确定其输出的蒸汽的温度是否符合所需蒸汽温度。

在进一步的技术方案中，通过在第二输汽管上设置温度监测构件和压力监测构件，便于实时监测第二输汽管中的低温蒸汽的温度和压力。

在进一步的技术方案中，通过在第一输汽管上设置温度监测构件和压力监测构件，便于实时监测第一输汽管中的高温蒸汽的温度和压力。

与现有技术相比，本发明提供的用于汽轮机的汽汽混合减温方法，利用该用于汽轮机的汽汽混合减温方法可通过调节第二输汽管中的蒸汽流量调节蒸汽输出管的出汽端的蒸汽温度，从而获得所需温度的蒸汽。

在进一步的技术方案中，通过调节第二输汽管中蒸汽的流量使得可以据此判断第二输汽管中蒸汽的流量是否调节合适。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1、图2为本发明实施例二提供的用于汽轮机的汽汽混合减温装置的结构示意图。

图3为本发明实施例三提供的用于汽轮机的汽汽混合减温系统的结构示意图。

图4、图5为本发明实施例四提供的用于汽轮机的汽汽混合减温方法的流程图。

附图说明：

1-第一输汽管，2-第二输汽管，3-汽汽混合装置，4-取热-换热装置，5-蒸汽输出管，6-蒸汽供给装置

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，因第二输汽管中流通的蒸汽的温度小于第一输汽管中流通的蒸汽的温度，可将第一输汽管中流通的蒸汽定义为高温蒸汽，将第二输汽管中流通的蒸汽定义为低温蒸汽。

实施例一

本实施例中提供的一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置，包括第一输汽管、第二输汽管和汽汽混合装置；其中，该第一输汽管与该汽汽混合装置相连通，并且该第二输汽管在该汽汽混合装置的上游与该第一输汽管相连通；该第一输汽管中流通有蒸汽，第二输汽管中流通有蒸汽，且该第二输汽管中流通的蒸汽的温度小于该第一输汽管中流通的蒸汽的温度。

现有技术中，通常采用向高温蒸汽喷水的方式对高温蒸汽降温，获得所需温度的蒸汽，但由于高温蒸汽与水的混合不均，易导致混合后的蒸汽中易存有水态，该状态的蒸汽进入汽轮机会严重影响汽轮机的正常运行。

因此，本实施例提供的用于汽轮机的汽汽混合减温装置，通过在第二输汽管中流通有低温蒸汽，并将第一输汽管中流通的高温蒸汽与第二输汽管中流通的低温蒸汽通过汽汽混合装置混合后再输出，从而达到降低高温蒸汽温度的目的，进而获得所需温度的蒸汽；且该混合后的蒸汽中不含有水态，不会对汽轮机造成影响。

实施例二

如图1、2所示，本实施例中提供的一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置，包括第一输汽管1、第二输汽管2和汽汽混合装置3；其中，该第一输汽管1与该汽汽混合装置3相连通，并且该第二输汽管2在该汽汽混合装置3的上游与该第一输汽管1相连通；该第一输汽管1中流通有蒸汽，第二输汽管2中流通有蒸汽，且该第二输汽管2中流通的蒸汽的温度小于该第一输汽管1中流通的蒸汽的温度。

如图1所示，其中的第一输汽管1的管壁与第二输汽管2的管壁可呈一体结构，并使得该第一输汽管1的内部与该第二输汽管2的内部相连通；且该第一输汽管1的内径与该第二输汽管2的内径的比值为a，0.5≤a≤1。当第一输汽管1的内径与第二输汽管2的内径的比值a，0.5≤a≤1时，此种结构的第一输汽管1的内径与第二输汽管2的内径可理解为相近，此时，可将第一输汽管1的管壁与第二输汽管2的管壁设置为一体结构，从而保证第一输汽管1中的高温蒸汽和第二输汽管2中的低温蒸汽充分混合。

另外，如图2所示，第二输汽管2还可延伸至第一输汽管1的内部，该第二输汽管2形成有出汽口，且该出汽口的开口方向与第一输汽管1内蒸汽的流动方向一致；且第二输汽管2的内径与第一输汽管1的内径的比值为a，0<a<0.5。当第二输汽管2的内径与第一输汽管1的内径的比值a，0<a<0.5时。此时，可理解为第一输汽管1的内径较大于第二输汽管2的内径，将第二输汽管2延伸至第一输汽管1的内部，该第二输汽管2形成有出汽口，并将该出汽口的开口方向与第一输汽管1内蒸汽的流动方向一致，从而保证第二输汽管2中的低温蒸汽与第一输汽管1中的高温蒸汽充分混合，从而获得所需温度的蒸汽。

再者，该第二输汽管2上还可设置流量控制构件，通过该流量控制构件可调节第二输汽管2中的低温蒸汽的流量，便于根据第一输汽管1中的高温蒸汽的温度及所需混合后蒸汽的温度调节第二输汽管2中低温蒸汽的流量。

实施例三

如图3所示，本实施例提供了一种用于汽轮机的汽汽混合减温系统，包括实施例一或实施例二中所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置、取热-换热装置4、蒸汽输出管5及汽轮机；其中，第一输汽管1的进汽端与该取热-换热装置4的出口相连，汽汽混合装置3的出汽端与蒸汽输出管5相连通，蒸汽输出管5的出汽端与该汽轮机的进汽端相连。

因此，本实施例将低温蒸汽与从取热-换热装置4取热后获得的高温蒸汽混合后，达到降低从取热-换热装置4取热后获得的高温蒸汽的温度的目的，便于获得所需温度的蒸汽；并可避免混合后的蒸汽存在水态，从而避免含水态的蒸汽进入汽轮机对汽轮机的运行造成影响。

在本实施例其中一个实施方式中，其中的取热-换热装置4可为固体储热装置，将固体储热装置的出口与第一输汽管1的进汽端相连。水吸收固体储热装置储存的热量，产生高温蒸汽，该高温蒸汽输送至第一输汽管1中，第一输汽管1中的高温蒸汽与该第二输汽管2中的低温蒸汽进行混合，从而达到降低高温蒸汽的目的。

在本实施例其中一个实施方式中，其中的取热-换热装置4也可为熔融盐储热单元和换热单元构成的整体结构。其中，换热单元中流通有水介质，将换热单元的出口与第一输汽管1的进汽端相连。熔融盐储热单元中的高温熔融盐介质输送至换热单元中，换热单元中的水介质与高温熔融盐换热，温度升高，获得高温蒸汽，将该高温蒸汽输送至第一输汽管1中，第一输汽管1中的高温蒸汽与第二输汽管2中的低温蒸汽进行混合，从而达到降低高温蒸汽的温度的目的。

另外，在本实施例其中一个实施方式中，该光热电站中的蒸汽配置系统还可包括汽水分离装置，其中的取热-换热装置4包括第一储热单元和第二储热单元；其中，该汽水分离装置的入口端与第一储热单元相连，该汽水分离装置的出口端与第二储热单元相连，且该汽水分离装置的出口端与第二输汽管的进汽端相连。即从第一储热单元取热后的蒸汽通过汽水分离装置进行汽水分离，将分离的水储存在汽水分离装置中，分离出的蒸汽中的一部分进入第二储热单元进行进一步的取热，获得较高的温度，并流通至第一输汽管1中；分离出的蒸汽中的另一部分则进入第二输汽管2中，通过该第二输汽管2中的温度相对较低的蒸汽与第一输汽管1中的温度较高的蒸汽进行混合，从而调节第一输汽管1中的蒸汽的温度。

本实施例的用于汽轮机的汽汽混合减温系统还包括蒸汽供给装置6，其中，第二输汽管2的进汽端与蒸汽供给装置6相连，利用该蒸汽供给装置6向第二输汽管2输送低温蒸汽，利用该低温蒸汽达到降低高温蒸汽的目的。其中的蒸汽供给装置6可为上述描述的取热-换热装置4中的可以供给低温蒸汽的结构，也可为汽轮机，将第二输汽管2的进汽端可与汽轮机的抽汽端相连，利用汽轮机抽汽端的温度较低的蒸汽输送至第二输汽管2中，利用该低温蒸汽实施对从取热-换热装置4取热利用后的高温蒸汽进行降温，从而调节进入汽轮机之前的蒸汽的品质。

其中的蒸汽输出管5的出汽端上可设置温度监测构件，通过该温度监测构件可实时监测蒸汽输出管5的出汽端的蒸汽的温度，根据该温度值判断该蒸汽输出管5的出汽端的蒸汽的温度是否满足所需温度值，并根据该温度值与所需理想温度值的差异调整第二输汽管2中的低温蒸汽的流量。另外，在第二输汽管2上也可设置温度监测构件和压力监测构件，通过该温度监测构件和压力监测构件实时监测第二输汽管2中低温蒸汽的温度和压力，为调节第二输汽管2中的低温蒸汽的流量提供参考。再者，也可在第一输汽管1上设置温度监测构件和压力监测构件，通过该温度监测构件和压力监测构件实时监测第一输汽管1中的高温蒸汽的温度和压力，为调节第二输汽管2中的低温蒸汽的流量提供参考。

实施例四

如图4、5，本实施例提供了一种用于汽轮机的汽汽混合减温方法，包括：步骤S1：测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值；步骤S2：通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等。

首先预设一个所需蒸汽的理想蒸汽温度值，并实时测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值，根据该蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值的差异，调节第二输汽管中的蒸汽流量使得蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等。

若测得的蒸汽输出管的出汽端的实际温度值与理想蒸汽温度值不同，则说明蒸汽输出管的出汽端的温度值仍未达到所需要求的蒸汽温度，需要对该蒸汽的温度进行调节。当蒸汽输出管的出汽端的蒸汽温度值小于理想蒸汽温度值时，需减少第二输汽管中的蒸汽流量，进而使得第一输汽管中的高温蒸汽与第二输汽管中的低温蒸汽混合后产生所需温度的蒸汽。当蒸汽输出管的出汽端的蒸汽温度值大于理想蒸汽温度值时，则需增加第二输汽管中的蒸汽流量，进而使得第一输汽管中的高温蒸汽与第二输汽管中的低温蒸汽混合后产生所需温度的蒸汽。该种调节方法需要通过测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值，当该蒸汽温度值与理想蒸汽温度值相等时，才表明调节合适。为提高该调节方法的精确性，下述给出了更为具体的调节方法。

步骤S2：通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等，具体为：

步骤T1：根据蒸汽输出管的出汽端的理想蒸汽温度值和理想蒸汽压力值获得蒸汽输出管的出汽端的理想蒸汽焓值h。

步骤T2：实时测量第一输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力，并计算第一输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₁；并测得第一输汽管中蒸汽的流量q₁。

步骤T3：实时测量第二输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力；并计算第二输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₂；并测得第二输汽管中蒸汽的流量q₂。

步骤T4：调节第二输汽管中蒸汽的流量使得

当蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值相等时，根据能量守恒，h₁×q₁+h₂×q₂＝h×(q₁+q₂)，即第一输汽管中的蒸汽能量与第二输汽管中的蒸汽能量之和与蒸汽输出管中的蒸汽能量相等。在反复调节第二输汽管中的蒸汽流量值时，当满足时，即可表示此时第二输汽管中的蒸汽流量调节合适。由于从调节第二输汽管中的蒸汽流量值至该蒸汽与第一输汽管中的高温蒸汽混合并输送至蒸汽输出管这一过程需要一定的时间，若通过测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值，判断其是否调节合适具有一定的滞后性。因此，根据能量守恒的原则调节第二输汽管中的蒸汽流量较为精确快速。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于汽轮机的汽汽混合减温装置，其特征在于，包括第一输汽管、第二输汽管和汽汽混合装置；其中，

所述第一输汽管与所述汽汽混合装置相连通，并且所述第二输汽管在所述汽汽混合装置的上游与所述第一输汽管相连通；

所述第一输汽管中流通有蒸汽，所述第二输汽管中流通有蒸汽，且所述第二输汽管中流通的蒸汽的温度小于所述第一输汽管中流通的蒸汽的温度。

2.根据权利要求1所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置，其特征在于，所述第一输汽管的管壁与所述第二输汽管的管壁呈一体结构，并使得所述第一输汽管的内部与所述第二输汽管的内部相连通；所述第一输汽管的内径与所述第二输汽管的内径的比值为a，0.5≤a≤1。

3.根据权利要求1所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置，其特征在于，所述第二输汽管延伸至所述第一输汽管的内部，所述第二输汽管形成有出汽口，并且所述出汽口的开口方向与所述第一输汽管内蒸汽的流动方向一致；

所述第二输汽管的内径与所述第一输汽管的内径的比值为a，0<a<0.5。

4.根据权利要求1至3其中任一项所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置，其特征在于，所述第二输汽管上设置有流量控制构件。

5.一种用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其特征在于，包括上述权利要求1至4中任一项所述的用于汽轮机的汽汽混合减温装置、取热-换热装置、蒸汽输出管及汽轮机；其中，

所述第一输汽管的进汽端与所述取热-换热装置的出口相连；

所述汽汽混合装置的出汽端与所述蒸汽输出管相连通；

所述蒸汽输出管的出汽端与所述汽轮机的进汽端相连。

6.根据权利要求5所述用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其特征在于，还包括蒸汽供给装置，所述第二输汽管的进汽端与所述蒸汽供给装置相连。

7.根据权利要求5或6所述的用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其特征在于，所述蒸汽输出管的出汽端上设置有温度监测构件。

8.根据权利要求7所述的用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其特征在于，所述第二输汽管上设置有温度监测构件和压力监测构件。

9.根据权利要求8所述的用于汽轮机的汽汽混合减温系统，其特征在于，所述第一输汽管上设置有温度监测构件和压力监测构件。

10.一种用于汽轮机的汽汽混合减温方法，其特征在于，包括：

测量蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值；

通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等。

11.根据权利要求10所述的用于汽轮机的汽汽混合减温方法，其特征在于，

所述通过调节第二输汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽输出管的出汽端的实际蒸汽温度值与理想蒸汽温度值趋于相等，具体为：

根据所述蒸汽输出管的出汽端的理想蒸汽温度值和理想蒸汽压力值获得所述蒸汽输出管的出汽端的理想蒸汽焓值h；

实时测量第一输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力，并计算所述第一输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₁；并测得所述第一输汽管中蒸汽的流量q₁；

实时测量所述第二输汽管的出汽端的蒸汽的温度和压力；并计算所述第二输汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₂；并测得所述第二输汽管中蒸汽的流量q₂；

调节所述第二输汽管中蒸汽的流量使得