直流式蒸汽生成器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的直流式蒸汽生成器，并且涉及根据权利要求5所要求保护的用于操作这一类型的直流式蒸汽生成器的方法。
[0002]具体地，本发明涉及用于发电厂设施的直流式或者强制流动式蒸汽生成器，其具有长方形横截面的燃烧腔室，燃烧腔室的每个燃烧腔室壁包括基本上竖直设置的蒸发器管，蒸发器管经由管网以气密方式连接到彼此，并且流介质可以从底部到顶部流动通过蒸发器管。这里，对形成燃烧腔室壁的所述蒸发器管的加热导致流介质一次性完全蒸发。这里，原则上，直流式蒸汽生成器的蒸发器管可以部分地或者在整个长度上以竖直或者垂直和/或螺旋或者盘旋方式设置。这里，直流式蒸汽生成器可以被设计为强制流动式蒸汽生成器，流介质的流动这里由馈送栗推动。
【背景技术】
[0003]纯竖直蒸发器管概念的本质优势是燃烧腔室悬浮装置的简单构造、低的制造和组装花费、以及相对大的维护方便性。与具有盘旋管的燃烧腔室壁相比，以这一方式，投资成本可以被极大地减少。然而，由于设计，具有垂直管的这一类型的蒸发器管概念的温度不平衡与具有盘旋管的燃烧腔室相比大得多。虽然盘旋缠绕的蒸发器管几乎贯穿燃烧腔室的所有加热区域，并且因此可以实现令人满意的加热均衡性，但是垂直管的单独燃烧腔室管仍然在从上游的蒸发器入口集管到下游的蒸发器出口集管的相应加热区域中。因此，强加热的燃烧腔室区域中的管(例如在燃烧器附近，要不然在具有长方形横截面的燃烧腔室的中间壁区域中)在整个管长度上经历连续的附加的加热。弱加热的燃烧腔室区域中的管(特别地，具有长方形横截面的燃烧腔室的角落壁管)相比之下在整个管长度上经历较少的加热。在具有盘旋蒸发器管的设计中，对单独管或者管组的附加加热或者较少加热处于低个位数百分比范围内。在具有垂直管的设计的情形下，相比之下，关于单独蒸发器管的平均热量吸收，已知大得多的附加加热和较少加热。因此，在具有垂直管的燃烧腔室壁的情形下的基本挑战在于控制单独蒸发器管之间的所述大的加热不平衡的能力。
[0004]解决上面描述的问题的非常有效的并且已经在DE4 431 185 A1中公开的方法是根据被称为“低质量流量”设计的垂直管设计。在这一方法中，目标是垂直管中的造成单独蒸发器管的正吞吐量特性的最低可能质量流密度。具体地，这意味着具有较多加热的管具有更高的吞吐量，而具有较少加热的管具有更低的吞吐量。因此，高得不被允许的温度不平衡的出现可以仅通过有针对性地应用物理定律的方式而被有效地抵消。然而，由于对设施效率程度的要求在过去的几年中持续上升，并且因此现场蒸汽温度和压力同样地连续增加，并且此外，越来越大的负载范围也必须通过发电厂设施的方式来覆盖，所以有必要进一步开发所述“低质量流量”设计。
[0005]新开发的材料的使用和在处理期间和发电厂设施的操作期间管理这些材料的能力附加地使得有必要再一步减少可能的温度不平衡。
[0006]将明显的是，将质量流分布分到单独的燃烧腔室壁区域并且因此分到蒸发器管的不同组，并且接着有针对性地对其进行操纵。具体地，这意味着具有高加热的壁区域优选地将具有比较大的通流速率，而具有低加热的壁区域将具有对应较低的通流速率。为了这一目的，燃烧腔室必须被分为有代表性的壁区域以便将不同的加热区域考虑在内。这通过入口和出口集管的分段方式进行。这里，每个集管分段被分配到具有代表性加热的壁区域。在入口区域中，每个集管分段被提供有专用给水供应线路。通过选取所述供应线路的合适几何配置的方式，或者通过在所述供应线路的区域中安装附加的孔板的方式，将整个给水质量流分到单独的集管分段可以根据相应的加热情况有针对性地执行。
[0007]然而，几何上适于彼此的供应线路或孔板具有决定性的劣势，即它们的节流动作随负载而改变。因此，蒸发器中的质量流分布和关联的蒸发器出口处的温度不平衡仅可以针对归于系统的限定的负载范围进行优化。此外，供应线路和孔板两者都仅在精确地知道燃烧腔室周界上的热量分布的情形下可以有针对性地设计并且适于彼此。如果然后在发电厂设施的操作期间出现的热量分布与在供应线路或者孔板的设计计算中所使用的分布不同，则在最不利的情形下，温度不平衡甚至会上升。在有或者没有孔板的情况下，经由对供应线路的几何适配进一步确保设计的构思因此在某些环境下甚至是相反的。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供经改善的直流式蒸汽生成器，并且提供用于操作这一类型的直流式蒸汽生成器的对应方法。
[0009]这一目的是借助于具有权利要求1所述的特征的直流式蒸汽生成器和具有权利要求5所述的特征的方法实现的。
[0010]本发明的优势在于如下事实:燃烧腔室壁的蒸发器管在每种情形下都根据它们的加热程度通过入口集管(其被设置在上游)而组合，以形成加热较多的管组和加热较少的管组;并且至少一个控制阀门被提供在对应的给水供应区域中，以用于对给水的质量流的受控节流并且因此对流过蒸发器管的流介质的受控节流;并且用于测量来自蒸发器管的流介质的出口温度的温度测量装置被提供在出口集管(其被设置在下游)的区域中，以便确定用于至少一个控制阀门的控制变量；由于如上事实，从而具有垂直管的燃烧腔室的温度不平衡可以以低花费在发电厂设施的整个负载范围内有效地被最小化，甚至在直流式蒸发器的设计几乎未改变的情形下也是如此。在最有利的情形下，仅一个作为控制配件的附加控制阀门和对应控制概念将被提供用于这一目的。这里，根据本发明的用于操作这一类型的直流式蒸汽生成器的方法提供如下内容，即加热较少的管组的给水供应通过如下方式而被减少:将至少一个控制阀门节流到加热较多的管组的出口温度等于加热较少的管组的出口温度或者处于相似水平的程度。
[0011]加热较多的管组和加热较少的管组中的每个管组优选地在每种情形下都被分配到入口集管之一和出口集管，并且每个出口集管具有温度测量装置之一。这里，温度测量装置优选地被安装在从出口集管发出的线路中，因为混合温度在这里被测量。
[0012]具体地，在角落壁区域中具有显著较少加热的管组的基本上长方形的燃烧腔室的情形下，如果四个角落壁区域中的每个角落壁区域都具有专用给水供应线路(在每种情形下都具有一个专用控制阀门)则可以是有利的。直流式蒸汽生成器的具有垂直管的蒸发器壁的出口处的温度分布的进一步均衡可以借助于所述升级实现，如果需要的话，所述升级还可以以模块化方式执行。在这些情况下，甚至可以想到的是，向直流式蒸汽生成器装备从入口到出口的完整通路中的管，其结果是，迄今为止所提供的换向集管可以被免除。对于动态稳定而言可能需要的压力均衡这里可以借助于便宜得多的压力均衡集管实现。
[0013]对根据本发明的直流式蒸汽生成器或者强制流动式直流式蒸汽生成器的其它有利开发可以从其它从属权利要求中得出。
【附图说明】
[0014]现在将使用下图通过示例的方式解释本发明，其中:
[0015]图1图解式地示出了具有长方形燃烧腔室的直流式蒸汽生成器的根据本发明的实施例的横截面，并且
[0016]图2图解式地示出了根据本发明的第二实施例。
【具体实施方式】
[0017]本发明基于如下概念:将流过燃烧腔室1中的蒸发器管的流介质的质量流分布分段为加热较多的管组10和加热较少的管组11，并且接着有针对性地操纵它们的通流速率。具体而言，这意味着具有高加热的壁区域应具有比较大的通流速率，而具有低加热的壁区域应具有对应较低的通流速率。为了这一目的，如图1和图2中通过示例的方式所示出的，完整的燃烧腔室1被分为具有不同加热区域的代表性壁区域E1至E4和Ml至M4。这里，这至少通过借助于(强制流动式)直流式蒸汽生成器的较低端部处的入口集管(未更详细示出)将蒸发器管分段为管组10和管组11的方式而进行。
[0018]在穿过燃烧腔室1的直流式蒸汽生成器的横截面(在图1中图解式地示出)中，可以看到十二个经分段的管组10和管组11。这里，每个燃烧腔室壁被分配了在角落处的两个入口集管分段和位于这两个入口集管分段之间的入口集管分段。这里，入口集管分段中的每个入口集管分段被分配到具有代表性加热的壁区域(这里为加热较少的角落壁区域E1至E4和加热较多的中间壁区域Ml至M4)，角落壁区域E1至E4在每种情形下被分配了两个邻近燃烧腔室壁的角落处的两个入口集管分段。这里，每个角落壁区域E1至E4被分配了给水供应线路S1至S4，以用于将给水供应到对应入口集管。这里，如图1所示，它们可以对应地从给水主供应线路20分支，并且可以在每种情形下经由对应入口集管分段向在每个角落壁区域中的邻近燃烧腔室壁的两个管组供应给水(通过图1中的箭头的方式指示)。这里，给水主供应线路20和给水供应线路S1至S4形成向角落壁区域的管组11的给水供应。如果控制阀门R接着被提供在给水主供应线路20中，则