用于组合循环内燃活塞式发动机电厂的冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于组合循环内燃活塞式发动机电厂的冷却装置，其包括内燃活塞式发动机和锅炉系统，该锅炉系统连接成接收内燃活塞式发动机中产生的热量。
【背景技术】
[0002]EP1028233 A2公开了一种组合循环电厂，该组合循环电厂包括至少一个多缸燃烧发动机单元，其废气注入废气锅炉产生蒸汽。所述蒸汽在汽轮机中被用来发电。该装置还包括汽轮机和与之附接的发电机、冷凝器、可用于冷却所述发动机的传热器以及给水箱。
[0003]利用内燃发动机的组合循环发电厂是公知的。这种发电厂借助发动机耦合发电机和由发动机废气热量产生的蒸汽驱动的汽轮发电机两者来发电。
[0004]在现有技术的组合循环发电厂中，一个废气锅炉被布置成连接发动机的废气通道。所产生的蒸汽被导向汽轮机，该汽轮机被设置为驱动发电机发电。汽轮机所用的低压蒸汽通常依靠向周围环境传递热量的压缩单元进行压缩。
[0005]本发明的一个目的是提供一种用于组合循环内燃活塞式发动机电厂的冷却装置，依靠该装置热流可能被有效控制。
【发明内容】
[0006]本发明的目的通过这样一种冷却装置而基本上得以实现，该冷却装置用于组合循环内燃活塞式发动机电厂，该组合循环内燃活塞式发动机电厂包括内燃活塞式发动机和包括汽轮机-发电机组的锅炉系统，所述冷却装置包括冷却流体回路，该冷却流体回路设置有:用于冷却所述冷却流体回路中的流体的第一传热装置以及用以从所述发动机接收热量的第二传热装置；冷凝器传热装置，该冷凝器传热装置用以冷凝所述锅炉系统中的蒸汽；以及第三传热装置，该第三传热装置用以从所述发动机接收热量。本发明的特征在于:在所述冷却流体回路中，所述第一传热装置、所述第二传热装置、所述冷凝器传热装置和所述第三传热装置全部串联连接。
[0007]以这种方式，在组合循环内燃活塞式发动机电厂中的热流可以被有效控制。第一传热装置、第二传热装置、冷凝器传热装置和第三传热装置的实际顺序或先后可以根据具体的应用而变化。
[0008]根据本发明的一个实施方式，所述传热装置的所述冷却流体回路是闭合回路。
[0009]根据本发明的另一个实施方式，所述第一传热装置被布置成从所述冷却流体向所述冷却装置周围的外界空气传递热量而不向所述空气进行质量传递。
[0010]用于从发动机接收热量的第三传热装置在实践中可以利用多种可能的将发动机连接至冷却装置的方式应用。
[0011]根据本发明的又一个实施方式，所述第二传热装置被布置成从所述发动机的燃烧空气传递热量给所述冷却流体回路中的冷却流体。
[0012]根据本发明的又一个实施方式，所述冷凝器传热装置被布置成冷凝所述锅炉系统中的蒸汽并将热量传递给所述冷却流体回路中的冷却流体，所述冷凝器传热装置被布置在所述第二传热装置的下游。
[0013]根据本发明的又一个实施方式，所述冷凝器传热装置在所述冷却流体回路中被布置在所述第一传热装置和所述第二传热装置之间。
[0014]根据本发明的又一个实施方式，所述第三传热装置包括在所述冷却流体回路中串联连接的润滑油传热单元、燃烧空气传热单元和发动机套传热单元。
[0015]根据本发明的又一个实施方式，所述第三传热装置包括与所述冷却流体回路并联连接的润滑油传热单元、燃烧空气传热单元和发动机套传热单元。
[0016]根据本发明的又一个实施方式，所述第二传热装置设置有温度控制系统以控制从燃烧空气到冷却流体的传热率。
[0017]根据本发明的又一个实施方式，所述第三传热装置设置有温度控制系统以控制从燃烧空气、润滑油和发动机到冷却流体的传热率。
[0018]根据本发明的又一个实施方式，所述冷却装置包括预加热器传热装置，该预加热器传热装置在该预加热器传热装置的第二侧连接到所述锅炉系统，该预加热器传热装置位于所述冷凝器传热装置的下游，以从所述发动机传递热量给冷凝器并因而预加热所述冷凝器。在这种情况下，预加热器有利的是发动机专用预加热器。优选的是，所述预加热器传热装置被布置成通过发动机套传热单元从发动机套传递热量给所述冷凝器。
[0019]根据本发明的又一个实施方式，所述冷却装置包括一组第一传热装置，所述一组第一传热装置包括多于一个相互并联连接的第一传热装置。
[0020]根据本发明的又一个实施方式，所述冷却装置包括一组第二传热装置，所述一组第二传热装置包括多于一个相互并联连接的第二传热装置，每个所述第二传热装置被布置成从单独的发动机接收热量；并且所述冷却装置包括一组第三传热装置，所述一组第三传热装置包括多于一个并联连接的第三传热装置，每个所述第三传热装置被布置成从单独的发动机接收热量。
[0021]根据本发明的又一个实施方式，所述一组第一传热装置通过第一歧管连接到所述一组第二传热装置，使得选定的第一数量的第一传热装置能被操作(即，被使用)并且选定的第二数量的第二传热装置能被操作。
[0022]根据本发明的又一个实施方式，所述一组第二传热装置通过第二歧管连接到冷凝器传热装置，使得在所述选定的第二数量的第二传热装置中受热的冷却流体能被导向所述冷凝器传热装置。。
[0023]根据本发明又一个实施方式，所述冷凝器传热装置通过第三歧管连接到所述一组第三传热装置，使得在所述冷凝器传热装置中受热的冷却流体能被导向选定的第三数量的第三传热装置。
[0024]借助本发明，汽轮机输出可被最大化并且电厂寄生负载最小化。另外，借助本发明，水的消耗被最小化，与使用冷却水塔对比尤其如此。
[0025]与传统的冷却塔和空冷冷凝器相比，本方案的另外的一个益处是即使在极低的外界温度条件下也可确保最佳的性能，这是因为可以选择适宜环境的冷却流体，例如在回路中使用防冻方案是可行的。另外，这个方案相比使用冷却塔和空冷冷凝器的方案需要更小的电厂占地。
【附图说明】
[0026]接下来，本发明将通过参考相应的典型的示意性的附图来描述，其中
[0027]图1示出了根据本发明的一个实施方式的组合循环内燃活塞式发动机电厂；
[0028]图2示出了根据本发明的另一个实施方式的组合循环内燃活塞式发动机电厂；
[0029]图3示出了根据本发明的又一个实施方式的组合循环内燃活塞式发动机电厂；
[0030]图4示出了根据本发明的另一个实施方式的组合循环内燃活塞式发动机电厂；和
[0031]图5示出了根据本发明的另一个实施方式的组合循环内燃活塞式发动机电厂。
【具体实施方式】
[0032]图1示意性绘出了组合循环内燃活塞式发动机电厂10。所述组合循环电厂包括相互连接的内燃发动机100和锅炉系统200。废气通道102与锅炉系统200连接以便来自发动机的废气在锅炉中被冷却而借助废气中的热量产生蒸汽。
[0033]锅炉系统200包括蒸汽产生单元202、汽轮机-发电机组204、冷凝器传热装置206、冷凝器预热器208和给水箱210，带有循环泵214的管道212连接它们并且形成循环处理。蒸汽产生单元202包括例如以公知方式照此布置的一个或多个节热器202.1、一个或多个蒸发器202.2、一个或多个过热器202.3以及一个或多个汽包202.4。
[0034]内燃发动机100可以为公知的发动机。典型的这种发动机需要设有这样的系统，借助该系统热量可以被从发动机传走。由于本发明的操作，所述系统被分成低温传热装置104和高温传热装置106，它们在这里以非常示意的方式示出。发动机与发电机108耦合。有利地，低温传热装置104适合于冷却发动机的燃烧空气。高温传热装置106有利地适合于冷却润滑油、发动机套以及部分燃烧空气。所述发动机机械地耦合到发电机108。
[0035]组合循环电厂通常设置有冷却装置12，其为锅炉系统200和内燃发动机100共用。冷却装置12包括冷却流体回路20，其供在组合循环电厂10中执行所需的热传递操作。冷却装置12设置有第一传热装置14，它适于冷却冷却流体回路20中的流体。第一传热装置14可以以多种方式实施，只要能够以不发生冷却流体至大气的质量传递的方式从冷却流体中提取热量即可。优选的第一传热装置14是所谓的散热器，冷却流体通过传递热量给周围空气而在该散热器中被冷却。冷却流体以它在回路20中的最高温度被导向第一传热装置14并且被冷却到最低温度。冷却流体的循环借助泵17、19或类似装置得以维持