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Technisches Gebiet
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Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf das technische Gebiet der Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage, insbesondere auf eine Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage.
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Hintergrundtechnik
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Bei einer Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage kommt es während des Starts, im Leerlauf und bei geringer Last zu einem geringen Dampfstrom, der nicht ausreicht, um die durch Reibung an den Laufrädern erzeugte Wärme abzuführen. Dadurch steigt die Abgastemperatur und die Temperatur im Abgaskessel an.
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Um die Temperatur des Abgassystems zu senken, eine übermäßige Verformung des Abgaskessels aufgrund hoher Temperaturen zu vermeiden, die Konsistenz der beweglichen und festen Teile der Dampfturbine zu gewährleisten und Vibrationen oder andere Zwischenfalle zu verhindern, ist in der Regel eine Sprühkühlungsvorrichtung am Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe installiert.
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Jedoch hat die Sprühkühlungsvorrichtung bei einer Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage im Betrieb unter Gegendruck kaum eine Wirkung, da der Einlassdampfstrom des Niederdruckteils der Turbine sehr gering ist und die Drehzahl des Niederdruckteils nur etwa 250 U/min beträgt. Dadurch beträgt die Temperatur des Niederdruckabgases nur etwa 60 ° C, während die Temperatur am Auslass der Kondensatpumpe (die Temperatur nach dem Zusammenfluss des Kondensats mit dem Speisewasser) nahezu 65 ° C beträgt. Daher hat die Spr ühkühlungsvorrichtung bei Betrieb unter Gegendruck praktisch keine Wirkung. Darüber hinaus f ührt die Verwendung von Kondensatwasser mit einer Temperatur von nahezu 65° C zu einer ineffizienten Kühlung und Energieverschwendung.
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Inhalt des Gebrauchsmusters
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Zum Lösen der obigen Probleme wird eine Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage vorgeschlagen.
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Eine Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage umfasst:
- eine Sprühkühleinrichtung, die mit einem Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe verbunden ist und Wasser aus dem Auslassrohr der Kondensatpumpe aufnimmt sowie Wasser auf die Austrittsvorrichtung sprüht;
- wobei das Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe zur Förderung von Kondensatwasser dient;
- eine Wärmetauschereinheit, die mit Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe verbunden ist und die Wärme des Kondensatwassers im Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe absorbiert.
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In einige Ausführungsbeispielen umfasst die Sprühkühleinrichtung:
- ein Einlassrohr, das mit dem Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe verbunden ist;
- eine Pumpe, die mit dem Einlassrohr verbunden ist;
- eine Düse, die mit dem Einlassrohr verbunden und in Richtung der Austrittsvorrichtung angebracht ist.
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In einige Ausführungsbeispielen umfasst die Wärmetauschereinheit:
- ein Wärmeaustauschrohr, dessen beide Enden mit dem Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe verbunden ist;
- einen Wärmeaustauscher, der am Wärmeaustauschrohr angebracht ist und zur Absorption der Wärme des Kondensatwassers im Wärmeaustauschrohr dient.
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In einige Ausführungsbeispielen umfasst die Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage:
- das erste elektrische Steuerventil, das an dem Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe angebracht ist und zur Steuerung des Durchflusses im Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe dient;
- das zweite elektrische Steuerventil, das am Wärmeaustauschrohr angebracht ist und zur Steuerung des Durchflusses im Wärmeaustauschrohr dient.
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In einige Ausführungsbeispielen ist das erste elektrische Steuerventil zwischen dem Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe und dem Verbindungsstück zum Wärmeaustauschrohr angebracht.
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In einige Ausführungsbeispielen umfasst die Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage:
- einen Temperatursensor, der am Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe angebracht ist, wobei sie die Temperatur des Kondensatwassers misst, wenn die Temperatur den voreingestellten Wert überschreitet, sendet der Sensor ein elektrisches Signal aus, um das erste elektrische Steuerventil zu schließen und das zweite elektrische Steuerventil zu öffnen.
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In einige Ausführungsbeispielen umfasst die Wärmetauschereinheit:
- ein Einlaufrohr, dessen beide Enden jeweilig mit der Kesselzulaufleitung und dem Wärmeaustauscher verbunden sind;
- ein Auslaufrohr, dessen beide Enden jeweilig mit dem Wärmeaustauscher und der Kesselzulaufleitun verbunden sind.
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Die vorteilhaften Wirkungen des vorliegenden Gebrauchsmusters besteht darin:
- durch die Installation der Wärmetauschereinheit wird zunächst die Temperatur des Kondensatwassers im Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe abgeführt und es der Sprühkühleinrichtung zu ermöglich, kälteres Kondensatwasser zuzuführen, um die Kühlwirkung bei der Sprühkühleinrichtung zu verbessern. Gleichzeitig kann die Sprühkühleinrichtung auch bei Betrieb der Dampfturbine unter Gegendruckbedingungen weiter abgekühlt werden, wenn die Niederdruck-Auslasstemperatur nur etwa 60°C beträgt. Dann ermöglicht die Einrichtung des ersten elektrischen Steuerventils, des zweiten elektrischen Steuerventils und des Temperatursensors eine Echtzeitüberwachung der Kondensattemperatur im Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe. Bei hoher Kondensattemperatur wird das Kondensatwasser durch den Wärmeaustauscher gekühlt, während bei niedriger Kondensattemperatur das Kondensatwasser direkt über das Auslassrohr der Kondensatpumpe der Sprühkühleinrichtung zugeführt wird, um die Kontrolle des Systems durch das Personal zu erleichtern. Danach ermöglichen das Einlaufrohr und das Auslaufrohr die Wärmeaufnahme des Kondensatwassers durch den Wärmeaustauscher und die Rückführung der Wärmeenergie in die Kesselzulaufleitung, wodurch die Energieeffizienz verbessert wird.
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Illustration der beigefügten Zeichnungen
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- 1 ist eine Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
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In den Zeichnungen bezeichnen die Nummern die folgenden Komponenten:
- 1, Sprühkühlvorrichtung; 2, Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe; 31, Wärmeaustauschrohr; 32, Wärmeaustauscher; 33, Einlaufrohr; 34, Auslaufrohr; 41, das erste elektrisches Steuerventil; 42, das zweite elektrisches Steuerventil; 43, Temperatursensor.
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Spezifische Ausführungsformen
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Im Folgenden wird anhand der Figuren in den Ausführungsbeispielen des Gebrauchsmusters die technische Lösung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel nur einen Teil der Ausführungsbeipiele des Gebrauchsmusters dar. Basierend auf den Ausführungsbeispielen in dieser Gebrauchsmusteranmeldung fallen alle anderen Ausführungsbeispiele, die von Fachleuten auf diesem Gebiet ohne schöpferische Tätigkeit entwickelt wurden, ebenfalls in den Schutzumfang dieses Gebrauchsmusters.
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In der vorliegenden Beschreibung ist zu beachten, dass die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorderes Ende“, „hinteres Ende“, „beide Enden“, „eines der Enden“ und ähnliche Angaben zur Richtung oder Lage auf den in der Figur gezeigten Richtungen oder Lagen basieren. Diese dienen lediglich zur Beschreibung der vorliegenden Anmeldung und Vereinfachung der Beschreibung und sollen nicht als Anweisung oder Andeutung verstanden werden, dass die betreffende Vorrichtung oder Komponente eine bestimmte Ausrichtung haben muss, in einer bestimmten Ausrichtung konstruiert oder betrieben werden muss. Daher dürfen sie nicht als Einschränkung der vorliegenden Anmeldung betrachtet werden. Darüber hinaus dienen die Begriffe „erste“ und „zweite“ lediglich der Beschreibung des Zwecks und dürfen nicht als Anweisung oder Andeutung einer relativen Bedeutung verstanden werden.
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In der vorliegenden Beschreibung ist zu beachten, dass die Begriffe „angebracht“, „ausgestattet mit“, „verbinden“ usw. in einem weit gefassten Sinne zu verstehen sind, so kann zum Beispiel „verbinden“ eine feste Verbindung, eine abnehmbare Verbindung oder eine integrierte Verbindung sein; es kann eine mechanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung sein; es kann eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung über ein Zwischenmedium sein; es kann eine Verbindung innerhalb von zwei Komponenten sein. Für Fachleute in diesem Fachgebiet ist es möglich, die spezifische Bedeutung dieser Begriffe in der vorliegenden Anmeldung entsprechend den konkreten Umständen zu verstehen.
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Wie in dem Stand der Technik beschrieben, kommt es bei einer Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage während des Starts, im Leerlauf und bei geringer Last zu einem geringen Dampfstrom, der nicht ausreicht, um die durch Reibung an den Laufrädern erzeugte Wärme abzuführen. Dadurch steigt die Abgastemperatur und die Temperatur im Abgaskessel an. Um die Temperatur des Abgassystems zu senken, eine übermäßige Verformung des Abgaskessels aufgrund hoher Temperaturen zu vermeiden, die Konsistenz der beweglichen und festen Teile der Dampfturbine zu gewährleisten und Vibrationen oder andere Zwischenfalle zu verhindern, ist in der Regel eine Sprühkühlungsvorrichtung am Ausgangsleitungshauptrohr der Kondensatpumpe installiert. Jedoch hat die Sprühkühlungsvorrichtung bei einer Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage im Betrieb unter Gegendruck kaum eine Wirkung, da der Einlassdampfstrom des Niederdruckteils der Turbine sehr gering ist und die Drehzahl des Niederdruckteils nur etwa 250 U/min beträgt. Dadurch beträgt die Temperatur des Niederdruckabgases nur etwa 60°C, während die Temperatur am Auslass der Kondensatpumpe (die Temperatur nach dem Zusammenfluss des Kondensats mit dem Speisewasser) nahezu 65°C beträgt. Daher hat die Sprühkühlungsvorrichtung bei Betrieb unter Gegendruck praktisch keine Wirkung.
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Zum Lösen der obigen Probleme wird in der vorliegenden Anmeldung eine Sprühkühlvorrichtung für die Kombinationszyklus-Wärmekraftanlage vorgeschlagen, wie in 1 dargestellt, sie umfasst hauptsächlich eine Spr ü hk ü hleinrichtung 1, einen Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe, eine Wärmetauschereinheit und eine Steuereinheit.
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Im Einzelnen umfasst die Sprühkühleinrichtung 1:
- ein Einlassrohr, das aus 316L Edelstahl besteht und mit dem Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe verbunden ist;
- eine Pumpe, die eine ABC-123 Zentrifugalpumpe ist. Sie besteht aus Edelstahl und ist mit dem Einlassrohr verbunden;
- eine Düse, die aus hitzebeständiger Legierung besteht und mit dem Einlassrohr verbunden ist. Sie ist in Richtung der Austrittsvorrichtung angebracht, um Wasser zur Abkühlung der Austrittsvorrichtung zu sprühen;
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Im Einzelnen besteht das Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe aus Kohlenstoffstahl mit einem Durchmesser von 150 mm, um das Kondensatwasser zu transportieren.
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Im Einzelnen umfasst die Wärmetauschereinheit:
- ein Wärmeaustauschrohr 31, das aus 316L Edelstahl mit einem Durchmesser von 25 mm besteht und an beiden Enden mit dem Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe verbunden ist.
- einen Wärmeaustauscher 32, der ein DEF-456 Plattenwärmeaustauscher ist. Er besteht aus Kupferlegierung unsd ist auf dem Wärmeaustauschrohr 31 angebracht und dient zur Absorption der Wärme des Kondensatwassers im Wärmeaustauschrohr 31.
- ein Einlaufrohr 33, das aus 316L Edelstahl mit einem Durchmesser von 50 mm besteht und an einem Ende mit der Kesselzulaufleitung verbunden ist und am anderen Ende mit dem Wärmeaustauscher 32 verbunden ist, um das Kondensatwasser zuzuführen.
- ein Auslaufrohr 34, das aus 316L Edelstahl mit einem Durchmesser von 50 mm besteht und an einem Ende mit dem Wärmeaustauscher 32 verbunden ist und am anderen Ende mit der Kesselzulaufleitung verbunden ist, um das durch den Wärmeaustauscher 32 behandelte Kondensatwasser zur Kesselzulaufleitung zurückzuführen.
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Im Einzelnen umfasst die Steuereinheit:
- das erste elektrische Steuerventil 41, das ein GHI-789 elektrisches Steuerventil is und aus Edelstahl besteht. Es ist zwischen dem Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe und dem Verbindungsstück zum Wärmeaustauschrohr 31 angebracht und dient zur Steuerung des Durchflusses im Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe.
- das zweite elektrische Steuerventil 42, das ein JKL-012 elektrisches Steuerventil ist und aus Edelstahl besteht. Es ist am Wärmeaustauschrohr 31 angebracht und dient zur Steuerung des Durchflusses im Wärmeaustauschrohr 31.
- einen Temperatursensor 43, der ein Thermoelement-Temperatursensor ist und am Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe angebracht ist und die Temperatur des Kondensatwassers misst. Wenn die Temperatur den voreingestellten Wert (50°C) überschreitet, sendet der Sensor ein elektrisches Signal aus, um das erste elektrische Steuerventil 41 zu schließen und das zweite elektrische Steuerventil 42 zu öffnen.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die Installation der Wärmetauschereinheit zunächst die Temperatur des Kondensatwassers im Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe abgeführt und es der Sprühkühleinrichtung 1 zu ermöglich, kälteres Kondensatwasser zuzuführen, um die Kühlwirkung bei der Sprühkü hleinrichtung 1 zu verbessern. Gleichzeitig kann die Sprühkühleinrichtung 1 auch bei Betrieb der Dampfturbine unter Gegendruckbedingungen weiter abgekühlt werden, wenn die Niederdruck-Auslasstemperatur nur etwa 60°C beträgt. Zweitens ermöglicht die Einrichtung des ersten elektrischen Steuerventils 41, des zweiten elektrischen Steuerventils 42 und des Temperatursensors 43 eine Echtzeitüberwachung der Kondensattemperatur im Ausgangsleitungshauptrohr 2 der Kondensatpumpe. Bei hoher Kondensattemperatur wird das Kondensatwasser durch den Wärmeaustauscher 32 gekühlt, während bei niedriger Kondensattemperatur das Kondensatwasser direkt über das Auslassrohr 2 der Kondensatpumpe der Sprühkühleinrichtung 1 zugeführt wird, um die Kontrolle des Systems durch das Personal zu erleichtern. Drittens ermöglichen das Einlaufrohr 33 und das Auslaufrohr 34 die Wärmeaufnahme des Kondensatwassers durch den Wärmeaustauscher 32 und die Rückführung der Wärmeenergie in die Kesselzulaufleitung, wodurch die Energieeffizienz verbessert wird.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung der technischen Lösung des vorliegenden Gebrauchsmusters dienen und nicht einschränkend sind. Obwohl das beste Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben wurde, sollten Fachleute auf diesem Gebiet verstehen, dass sie die technische Lösung des vorliegenden Gebrauchsmusters ändern oder gleichwertig ersetzen können, ohne den Geist und den Schutzumfang der technischen Lösung des vorliegenden Gebrauchsmusters zu verlassen.
