用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置的制造方法
【专利说明】用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置
[0001]本发明涉及一种用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置并且涉及喷射水的预热，本发明还涉及一种用于在燃气和蒸汽涡轮设备中调节蒸汽温度的方法。
[0002]当前的燃气和蒸汽涡轮设备被设计用来使现有的钢基管材承受直至容许极限负荷的较高蒸汽温度。此外，这些设备附加地需要相当大程度的操作灵活性，例如日常快速启动，从而造成管材附加的相当大的负荷。
[0003]为确保，在所有可能的操作状态中，废热蒸汽发生器(AHDE)的出口处的蒸汽温度不超过最大容许的或工艺上所要求的温度，在废热蒸汽发生器的过热部分中设置蒸汽温度调节装置。该蒸汽温度调节装置按照混合原理作用，亦即，冷介质与待调节的热介质(通常是蒸汽)混合。
[0004]在发电站中，针对这种类型的蒸汽温度调节建立了喷射冷却器的概念。
[0005]喷射冷却器系统在燃气和蒸汽涡轮设备的废热蒸汽发生器中常规结构方案和布置导致喷射冷却器和以下压力系统较高的负荷，此负荷随后在此造成损伤。
[0006]典型的损伤是例如:
[0007]喷射冷却器的喷射嘴中的裂缝
[0008]冷却器的喷射架的破裂
[0009]冷却器保护层中的裂缝和翘曲
[0010]管道中的裂缝
[0011]喷射下游路线上的腐蚀
[0012]这些损伤基本上归因于两个原因:热冲击和液滴冲蚀。
[0013]随着蒸汽温度和市场对燃气和蒸汽涡轮设备灵活性要求的提高，损伤概率也大大增加。
[0014]在目前常规的喷射系统的的结构方案中，筒式锅炉或强制循环炉(Zwangsdurchlaufkessel)的存在与否无关紧要。在给水阀和给水调节阀之间提取喷射水并且通过喷射水管道将该喷射水导引至喷射冷却器。为了在非主动的喷射中不过多地冷却喷射水，存在循环管道，该循环管道将喷射水再次反馈回给水调节阀下游的废热炉的预热器部分(“喷射水反馈装置”)。
[0015]确保在喷射冷却器中雾化水所必须的预压的方式是，在给水调节阀和喷射部分之间存在压降。这样的压差也是用于具有循环管道的所述保温系统的驱动。
[0016]对于此布置，在喷射部位处出现极大的喷射介质(给水)和蒸汽之间的温度差O300K)。热冲击的危险被提高。此外，相比于蒸汽非常冷的喷射水导致，必须明显更大地延长必要的用于在喷射冷却器下游的蒸汽流中消散水滴的路线，以消除液滴冲蚀的危险。
[0017]实现喷射区域上和周围状况的改善的可能方式是，在更高的温度下提取喷射水。由此可以明显改善热冲击的危险和液滴冲蚀的问题。
[0018]为了能持续保持用于喷射水的必要的预压，还必须移动调节阀。
[0019]备选地，代替调节阀的移动可以使用称作“夹管阀”的阀。在此，将附加的节流阀嵌接到节能系统(给水预热系统)的主管道(给水管道)中，以便形成必要的用于喷射的预压。
[0020]但是，这两种可能性具有一个明显的缺点。废热蒸汽发生器的全部压力件直至调节阀或夹管阀必须被设计成用于显著更高的压力(泵零位输送高度)。由此造成了由大为增多的材料使用而导致的显著更高的成本，由显著增加的重量而导致的支承结构强度的加强。
[0021]因此本发明所要解决的技术问题是，改进所述的设备和所述方法，从而以较低的成本减少热冲击和液滴冲蚀的成因并由此减少更昂贵和更重大的损失的出现。
[0022]根据本发明，该技术问题通过根据权利要求1的装置和根据权利要求5的方法来解决。本发明有利的扩展设计在各从属权利要求中定义。通过在用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置中(该蒸汽温度调节装置具有给水管道、布置在给水管道中的给水调节阀、和沿供给水流动方向在给水调节阀上游从给水管道分支的且通入喷射冷却器的喷射水管道)将喷射水预热器接入喷射水管道中，来实现所期望的更高的喷射水温度，而不必设计用于较高压力的节能件。
[0023]若不需要喷射水(例如在设备满载时就属于这种情况)有利的是，喷射水反馈装置从喷射水管道分支并且沿给水流动方向在布置于给水管道中的给水预热面的下游通入给水管道。通过该反馈管道将热的给水再次反馈回到给水系统。由此确保，喷射水在喷射冷却器上游被高度预热较高的温度并且在调节部位处与蒸汽的温度差较小。
[0024]以适宜的方式，将喷射水预热器布置在废热蒸汽发生器的废气通道中，在此喷射水预热器可以设计成，使得喷射水借助小的附加加热面加热至接近沸点的水平，最后可以进一步被传送至喷射冷却器，从而即使在最大的喷射水需求的情况下也可能显著提高给水温度。
[0025]在此有利的是，喷射水预热器就废气的流动方向而言平行于烟气温度区内的给水预热面布置，该烟气温度区即使在流动停滞时也不会导致蒸发。因此防止了喷射水的不期望的蒸发。
[0026]相同的优点在根据本发明的用于在燃气和蒸汽涡轮设备中调节蒸汽温度的方法中获得，据此将喷射水从给水管道分支，然后预热并且预热后输入至少一个喷射冷却器。
[0027]有利的方式是，喷射水以与废气热交换放热方式在废热蒸汽发生器中被预热，之后将该喷射水输入喷射冷却器。
[0028]此外，有利的是，喷射水就废气的流动方向而言在废热蒸汽发生器中平行于给水被预热。
[0029]此外有利的是，将反馈的喷射水沿给水流动方向在给水预热面下游导入给水管道。
[0030]通过所建议的改变，冷却器上的蒸汽温度与喷射水之间的温度差相对目前可用的标准线路减小>150K。这导致热冲击的危险被明显降低。
[0031]因为在喷射冷却器之后液滴的消散同时与喷射水温度在很大程度上相关，所以因液滴更快的消散而显著降低在喷射冷却器下游的管件中的液滴冲蚀的危险。因为液滴的消散在更短的路线上进行，所以这也影响相应压力件的构造。
[0032]因为位于主线路中的节能加热面不必被设计用于增大的压力，所以该