专利名称：用来导通处于高温高压下的介质的构件和方法
技术领域：
本发明涉及一种构件，它设计成用来导通处于高温压力下的、具有高温的高温介质，本发明还涉及一种相应的方法。
在Karl Strauss的发电站技术，第三版，Springer出版社Berlin 1997年出版，第303页
图12.2中描述了一种用来产生电能的发电站蒸汽透平装置。借助于一给水泵给一蒸发器供水。在那里产生的蒸汽在一分离容器中与水分离并输送给一高压蒸汽透平。从高压蒸汽透平中出来的蒸汽在一中间过热器中重新被加热并输送给一中压蒸汽透平。接着从中压蒸汽透平中出来的蒸汽又输送给一低压蒸汽透平，最后在冷凝器内重新凝结成水。水回输到一供水容器内，从那里它重新输送给蒸发器。导通处于高温和高压下的蒸汽的构件例如是蒸汽透平和蒸发器或中间过热器之间的管道，还有蒸汽透平壳体、分离容器、装在管道内的阀门、用来根据载荷改变蒸汽流动方向的旁通站、或者还有未详细示出的用于从加热过程中逸出的蒸汽集汽箱。
EP-0075072A1中描述了一种用来隔开不同压力、介质和/或温度的多壳壁。其壁壳相互间隔一定距离设置，在中间空腔内存在相互不同的压力、介质和/或温度。
WO-A-99/00620则公开了一种高温法兰连接装置。一承受热负荷的高温连接法兰的内部区域被一空腔所包围，此空腔可通入冷却介质，以冷却高温连接法兰。
在日本专利摘要第07233900号中介绍了一种带一内管和一同心包围内管的外管的气体管道。其中内管有处于高压下的高温废气流过。为了防止内管内的高温气体温度下降，在内管和外管之间的环形腔内设有一由两层组成的隔热体。隔热体由一贴在外管内壁上的固体隔热层以及一在隔热层和内管外表面之间的环形腔内的静态空气层组成。这里空气层的压力可以通过向环形腔输入压缩空气或从环形腔中放出空气进行调整。
由德国专利文献DE 3421067A1可知一种用于高压蒸汽透平的新汽流入装置。此流入装置具有两条输入管，它们可由蒸汽透平的内壳体和外壳体隔开并同心设置，形成一中间空腔。具有较低温度和较低压力的冷蒸汽作为在内输入管内的新汽这样地引入内外圆管之间，使得作用在内外圆管壁上的压力差以及两个圆管壁的温度减小。在这里冷蒸汽借助于一取出口作为部分卸载蒸汽从蒸汽透平的中间级中取出并输送给中间空腔，使得内输入管得到冷却。
本发明的目的是提供一种构件，它特别适合于导通处于高温高压下的介质。本发明的另一个目的是提供一种导通处于高温高压下的介质的方法。
本发明有关构件方面的目的通过这样一种构件来实现，该构件设计成用来导通处于高压下的、具有高温的高温介质，并且它具有一高温区和一至少部分包围高温区的低温区。高温区通过一隔墙与低温区隔开。低温区具有一输入管接头，它用来在一至少相当于高温压力的低温压力下输入与高温介质相比温度更低的低温介质。隔墙在高温情况下只承受低于一最大压力的压力，对低温介质没有影响，其中最大压力小于高温压力。所谓高温压力通常是在高温区内的压力，而低温压力则是在低温区内的压力。
低温压力优选在构件固定不动运行时至少像高温压力一样大。
本发明从这样的考虑出发，对于在一构件内有待导通的高温介质的较高温度和/或较高的压力不能任意通过这样的方法提高，即通过提高承受压力的壁厚给构件赋予更高的强度。在金属构件壁时这种厚壁在制造时造成严重的问题，在浇注金属壁时并恰巧是在昂贵的耐高温材料时造成再也无法承受的费用。现在本发明选取一条初看起来荒谬的道路，使另一种介质，也就是低温介质同样在很高的，通常甚至更高的压力下通过构件。其中在低温区内的低温介质包围里面流通高温介质的高温区。隔墙将高温区与低温区隔开。低温区又由一外壁围成。由此隔墙和围成低温区的外壁所起作用得到一定程度的分工。隔墙主要用来承受由高温介质产生的热负荷。它必须具有能相应地忍受高温介质温度的耐高温材料。但是通过以下方法隔墙完全不受高温压力的载荷，即在低温区内低温介质以一反压力作用在隔墙上。也就是说低温介质对于隔墙起支承介质的作用。围成低温区的外壁在可以接受的壁厚的情况下适合于承受甚至比高温压力更高的压力，因为低温介质较低的温度与高温介质相比不损害外壁的强度。因此外壁不仅可以做得比较薄，而且可以由不必具备耐高温性的材料制成。
因此本发明一方面可以得到费用方面的优点，其中隔墙可以节省材料，外壁可以采用较便宜的材料。但是更重要的意义是，在保持迄今的壁厚不变的情况下可以使高温介质在高得多的压力或在高得多的温度下通过构件。
构件优选与一安全阀这样地连接，使得在安全阀作用下低温压力和高温压力之间可以不超过一预先规定的压差。
因为在利用本发明的优点的情况下，隔墙在高温时不受低温介质的影响只承受低于一定压力的压力，此压力低于高温压力，可以采取措施防止隔墙受到高温压力的全部载荷。通过安全阀相应地避免，在低温压力和高温压力之间产生不允许的过大压差。
优选在一阀门之前在高温区内设一蓄压器，它在阀门切换或调整过程时减小压力冲击的形成。
低温区优选与一用于低温介质的蓄压器这样地连接，使得在低温区内不超过一可预先规定的最大卸压速度。在例如出现故障时低温介质产生突然的压降，在这种情况下通过蓄压器保证，低温介质内的压力只能缓慢下降。这里蓄压器设计成这样，使得所形成的卸压速度慢于在高温介质内出现的卸压速度。因此高温介质内的压力可以大致像低温介质内的压力一样快或更快地下降。因此不会导致低温压力和高温压力之间的压差超出允许的最大压差，而危及隔墙稳定性。
构件优选具有一与输入管接头隔开的低温介质输出管接头，使得可以建立低温区内低温介质的连续流通。当低温介质在低温区内连续流通时不会导致低温介质显著的温升，这种温升在一定条件下损害隔墙或封闭低温区的外壁的强度。
隔墙最好具有隔热措施。通过隔热措施减少高温介质的热损失。因为通过低温介质对隔墙的冷却，如果没有隔热措施，这种热损失与不带低温介质的普通结构相比可能会不希望地高。隔热措施可以例如在外侧加在隔墙上，也就是说与低温区邻接。但是隔热措施也可以例如由隔墙内侧上的涂层构成，也就是说与高温区邻接，或者做成隔墙内部的中间层。
高温区优选做得相对于低温区可热运动。特别是高温介质刚刚流入高温区并由此使高温区加热时造成高温区可观的热膨胀。对于低温区不存在这种热膨胀，因为它维持在低温介质的温度上。通过在高温区内装入合适的膨胀补偿器，例如在隔墙内的波纹管形壁区，高温区可以设计成能热运动，使它不致造成不允许的过高热应力。
构件最好做成管道，其中高温区通过内管、低温区通过外管构成。因此内管的管壁是隔墙或隔墙的一部分，而外管的管壁是围成低温区的外壁。
其次内管最好沿管道轴线可运动地支承在外管上。为了特别是在管子很长时内管的稳定性，内管需要支承。通过可沿管道轴线运动的支承确保前面提到过的高温区相对于低温区的热运动结构。
在一种优选的实施形式中，内管尤其通过径向环绕的环加强，防止凹陷。因为隔墙，也就是内管壁，根据上面的说明由于低温介质的支承作用做得比较薄，内管的加强可能是有利的。这种加强最好通过径向装在内管上的环绕环来实现，在另一种优选的结构中它这样地埋入装在内管上的隔热层内，使它不致对低温介质造成更大的流动阻力。
构件优选做成一阀门。正是在形状复杂的构件，如阀门有大的壁厚时会造成大的工艺问题。特别是当壁厚超过一定值时，阀壁的浇铸很困难。通过借助于分成一高温区和一低温区来解决降低壁厚这个问题。
高温介质优选是蒸汽或超临界水。其次低温介质最好也是蒸汽。它也可以是水。构件尤其是蒸汽透平装置的一个部件。蒸汽透平装置的部件经受特别高的温度和压力。已经采用贵重的特种钢，以满足由高温和高压提出的复合要求。在金属的温度为620℃时目前所采用的材料(例如10％的铬钢)达到其使用极限，并且只剩下很小的强度值。对于导通蒸汽的、承受高压的构件这导致部分地高得不成比例的壁厚。因此如上面解释过的那样，达到了阀门壳体和透平壳体可浇铸性的极限。其次大的壁厚意味着大的材料费用，从而还有管道的高成本。早在到达材料使用极限之前，对于承受压力所需要的壁厚已经变得非常大。正是对于阀门壳体和来自加热过程的蒸汽的汇集器，低于620℃的金属温度可能便已达到工艺可制造性的极限，例如由于有限的可铸造性和由于厚壁构件较差的不稳定特性。
构件优选是一用于来自于加热过程的蒸汽的收集容器，一用来产生和加热蒸汽的蒸汽锅炉、一用来将水从蒸汽中分离出去的分离容器或一蒸汽透平壳体。
构件优选与一蒸汽锅炉这样地连接，使得低温介质可输送给蒸汽锅炉，并可在那里通过加热转变成高温介质。因此在这种实施形式中低温介质就是高温介质，其中低温介质输送给加热过程，而高温介质从加热过程中输出。也就是说已经由锅炉加热过的高温介质被正好即将要加热介质所包围。例如在一种蒸汽透平设备中输送给蒸汽锅炉的供应水可以作为低温介质包围在蒸汽锅炉中由供应水产生的作为高温介质的新汽。同样待输送给一中间加热过程的蒸汽也可以包围在中间加热过程中已被加热的蒸汽。这里不仅满足温度条件，也就是说，低温介质温度低于高温介质，而且低温介质具有不低于高温介质的压力，因此可以用作隔墙的支承介质。因此最好是这样一种结构，其中外管将供水泵与蒸汽锅炉连通，内管将蒸汽锅炉与蒸汽透平部分连通。同样最好是这样的结构，其中外管将第一压力区的蒸汽透平部分，而内管将蒸汽锅炉与一比第一压力区低的第二压力区的蒸汽透平部分连通。
本发明有关方法方面的目的通过这样一种方法来实现，这种方法在一高温区内导通一处于高温压力下的、具有高温的高温介质，其中高温区被低温介质绕流，这种低温介质具有比高温介质低的温度和一低温压力，这种低温压力至少为高温压力的一半这么大。最好低温压力至少和高温压力一样大。
这种方法的优点与上述构件的优点一样。
下面借助附图对本发明的实施例作进一步的详细说明。这些附图都是部分示意性地、不按比例表示的示图，其中图1示出按现有技术的蒸汽透平装置，图2示出带有被较冷的支承蒸汽包围的、用来导通热蒸汽的构件的蒸汽透平装置，图3示出一带有内管和外管的管道的横截面，图4和图5示出相应于图3的各自带有不同隔热措施的内管，图6为带有加强内管的管道的纵剖面图，图7为带有波纹管形膨胀补偿器的内管的纵剖面图，图8和图9示出带有可热运动的密封件的内管，图10-12示出带有得到支承的内管的管道的横截面，图13为一可轴向运动的内管支承的局部剖视图，图14和图15示出按有利于流动制作的内管支承的横截面，图16示出一轴向固定的内管支承，图17示出图16所示内管支承的剖面，图18示出带有内管和外管、支承和膨胀补偿器的管道，图19示出带有内管和外管的弯曲成直角形的管道，图20示出带有内管和外管的分叉管道，
图21示出一过热器集汽箱的横截面，图22为一过热器集汽箱的输入管的放大图，图23为图22所示输入管的正视图，图24示出过热器集汽箱输入管的另一种实施形式，图25为一过热器集汽箱的可热运动结构的纵剖视图，图26为一蒸汽透平阀门的纵剖视图，和图27为一高压蒸汽透平的纵剖视图。
在不同的附图中相同的附图标记具有相同的含义。
图1表示一蒸汽透平装置80。一供水水箱18与两个并联的供水泵19和分别连接在各供水泵19后面的一单向阀20连接。连接在单向阀20后面的管道汇总成供水管23。供水管23通向一高压预热器21。在高压预热器21的前后设有旁通阀22，用这两个旁通阀高压预热器21可以绕行。高压预热器21和蒸发器加热表面和燃料节省器加热表面1连接。蒸发器和燃料节省器加热表面1与新汽过热器加热表面2连接。新汽过热器加热表面与一新汽过热器集汽箱3连接。一新汽管4从新汽过热器集汽箱3通向一新汽阀门5和一高压转送站24。一管道从新汽阀门5通向一高压透平6。一低温中间过热管7从高压透平通向中间过热器加热表面8。中间过热器加热表面8与一中间过热器集汽箱9连接。一高温中间过热器管10从中间过热器集汽箱9通向一低压旁通站25和一截止阀11。截止阀11与一中压透平12相连。一溢流管13从中压透平12通向低压透平14。一管道从低压旁通站25也通向低压透平14。此外低压透平14与一冷凝器15连接。冷凝器15与一冷凝水泵16相连。冷凝水泵16与一低压预热器17连接。低压预热器17与供水水箱18连接。
在蒸汽透平装置80运行时，供水从供水水箱18通过供水泵19输送到高压预热器21，并在那里预热。这样预热的供水经过供水管23输送给蒸发器和燃料节省器加热表面1和新汽过热器加热表面2，并在那里被加热。产生的蒸汽或被过临界加热的水汇集在过热器集汽箱3内。所产生的新汽经过新汽管4被输送给高压透平6。从高压透平6出来的蒸汽输送给中间过热器加热表面8，并在那里被重新加热。中间过热的蒸汽积聚在中间过热器集汽箱9内，并接着输送给中压透平12。继续降压和冷却的蒸汽从中压透平12经过溢流管13输送给低压透平14。完全冷却和卸荷的蒸汽从低压透平到达冷凝器15，并在那里被冷凝成水，冷凝水通过冷凝水泵16在低压预热器17内被加热，并回输到供水水箱18内。输送给蒸汽透平6，12，14的蒸汽推动一共同的、附图中未详细示出的蒸汽透平轴旋转。用这样产生的旋转能驱动发电机27，以产生电能。旁通站24、25用来根据载荷转接蒸汽。
在蒸汽透平装置80中蒸汽在高温高压情况下输送。例如在高温中间过热管10中的蒸汽具有600至620℃的温度、压力为约55bar。低温中间过热管7在约60bar的压力情况下输送约400℃的蒸汽。压差来自于锅炉的压力损失，其中这里未示出的锅炉含有加热表面1、2、8。在新汽管4内的新气温度约为600℃，压力约为250至300bar。在供水管23内的水具有约350℃的温度，比新汽压力还高40至50bar的压力。这种高温高压对于导通蒸汽的构件要求很大的壁厚和用昂贵的、高耐热钢制造。例如用铬含量为10％的铬钢制造。在图1中所示的按照现有技术的结构中，构件具有一唯一的承受压力和温度的壁。由此所必需的厚壁构件不仅可制造性(可铸造性)差而且还会造成高的材料费用，此外它还限制允许的温度变化速度，例如在起动或负荷变换时。
图2表示一相应于图1的蒸汽透平装置80，但是其中对于承受特别高的压力和温度的构件采用一种全新的方案。例如新汽管4作为内管装在一外管内(参见图3)，其中外管构成供水管23。相应地高温中间过热器管10是内管，它被作为外管的低温中间过热器管7所包围。通过这种结构，高温介质，如新汽或中间过热蒸汽被低温介质、如供给水或有待过热的蒸汽所包围。其中低温介质分别具有高于高温介质的压力。因此各个内管可以做得具有薄的壁厚，因为各低温介质用作支承内管的支承介质。各外管的壁同样可以做得较薄或由比较便宜的材料制成，因为不会由于高温造成对强度的损害。相应地过热器集汽箱3，9或阀门5，11或旁通站24，25做成这样，使得各待导通的高温介质被一低温介质所包围。对于在某些情况下必要的低温介质的进一步冷却在适当的位置设有用来喷入水的喷嘴29，以进一步冷却低温介质。为此过热集汽箱3，9、旁通站24，25和阀门5，11分别设有用于低温介质的出口28，使得可以调整一定的低温介质流。外管，也就是说供水管23或低温中间过热器管7分别配备有一低温介质的蓄压器30，因此低温介质内不会出现突然的压降。这造成高温介质内存在的高温压力和低温介质内存在的低温压力之间过大的压差，这使得各个内管承受超过允许的载荷。其次通过一安全阀保证，在高温压力和低温压力之间不会形成不能允许的高压差。下面对各个构件的结构作较详细的说明。
图3表示一管道69的横截面。内管70被隔热层68包围。隔热层68用外壳100包裹。内管70的壁与隔热层68和外壳100一起构成一隔墙58。隔墙58被一外管72间隔一定距离地、与管道轴线同心地包围。在隔墙58和外管72之间形成一用来导通低温介质61的低温区56。内管70包围一它里面导通高温介质50的高温区54。管道59特别是蒸汽透平装置的蒸汽管，其中高温介质50和低温介质61是蒸汽，或者低温介质也可以是水。外壳100具有通孔102，它用于隔热层68的压力平衡和/或排水。低温介质61优选处于一至少像高温介质50高温压力一样大的压力之下。因此隔墙58得到支承并卸压。因此隔墙58，也就是说特别是内管70的内管壁可以做得比较薄。但是也可以在保持比较大的隔墙58厚度的情况下对于高温介质50调到一更高的高温压力或更高的温度。外管72只承受较小的热负荷，因此不会由于材料的极限温度出现强度问题。因而外管72也可以做得比较薄。也可以采用价格较便宜的材料。
但是在保持普通的壁厚的情况下也可以采用较大的管道横截面，由此减少低温介质61还有高温介质50中的扰流损失。
图4表示内管70隔热层68的另一种结构。这里隔热层68做成内管70的内部涂层。图5表示隔热层68另一种可以考虑的布置结构。这里隔热层68作为一中间层内置在内管70的壁内。
图6表示内管70的一个纵剖面。该内管被一隔热层68所包围。内管70用径向环绕的加强环74包围。由此尽管内管70做得比较薄，也能避免凹陷。加强环74内置在隔热层68内，因此对于在旁边流过的低温介质61不会造成更高的流动阻力。
图7至9分别表示一内管70的纵剖面，它设有用来接受热膨胀的结构。为此在图7中内管70上一体形成一波纹管形的膨胀补偿器200。在图8和9中在对准轴向并径向环绕的槽204内设有可热运动的密封件206。固定元件207将密封件206分别固定在与槽204相对的一侧上。由于内管70的分体结构它可以作热膨胀，其中密封通过可在槽204内运动的密封件206实现。
图10至12分别表示一由一内管70和一外管72构成的管道69的横截面。内管70分别相对于外管72加以支承，以承受内管70可能的管子力或重力，以及调整管道69的振动特性。为此支承元件300这样地固定在导向元件302内，使得可以作轴向和径向的热运动。为了减小低温介质61的流动阻力比较合理的是尽可能减少支承的数量。其中对于小的流动阻力图12所示实施形式特别优先。
图13放大表示一带有支承元件300的内管支承，该支承元件固定在一导向元件302内。图14和15在一垂直于支承元件300的剖面中表示导向元件302的有利于流动的结构。
图16中表示用于内管70的轴向固定装置318。一固定螺栓322嵌入一内管凸台320内。固定螺栓322穿过外管72，并通过一盖323固定在外管72的外侧上。图17在一剖视图中表示内管凸台320的有利于流动的结构。
图18在一纵剖视图中表示管道69的一个局部，此管道由一内管70和一外管72构成。内管70用支承300支承在外管72上，并轴向固定在一固定部位318上。内管70上的膨胀补偿器200使内管70可以相对于外管72热运动。
图19表示一弯曲成直角的管道69的纵剖面。管道69热膨胀的起始点500在其最大曲率区内。
在图20中以一纵剖视表示一分叉管道69。这里热膨胀的起始点500是分叉点。
图21表示过热器集汽箱3的横截面。一个内部容器601构成一高温区54，它被一由外容器603构成的低温区56包围。
图22表示一管道凸出部600的局部视图。过热蒸汽经过一段管道602通入高温区54。管道602由内壁608围成。外壁604经过内壁608使低温区56通向外部。一种可能的制造方法可以通过在内壁608上沿焊缝A焊上一附加物606，接着焊上外壁610的半壳D和C(参见图23)进行。
图24表示另一种加工可能性，其中附加物606通过螺钉连接620固定。高温区54和低温区56之间的密封通过一可轴向安装的、允许热运动的密封件622实现。
图25中以一纵剖视图表示过热器集汽箱3的一个可热运动的结构。
图26表示一蒸汽透平阀门5的纵剖视图。蒸汽透平阀门5由一快速关闭阀704和一调节阀706构成。阀杆700使快速关闭阀704相对于快速关闭阀阀座710开启和关闭。过热蒸汽54通过输入管714经过开启的快速关闭阀704到达调节阀706，并根据调节阀706开启程度的不同通过一输出管716从蒸汽透平阀门5中输出。蒸汽透平阀门5的输入管区域被制成双层壁形，使一用于过热蒸汽51的高温区54被一用于低温介质、特别是蒸汽的低温区56包围。这带来已经详细说明过的关于构件壁厚方面的优点。特别是在壁结构复杂的阀门5中由于壁厚减小得到更好的可铸造性。低温介质的输出孔28可以有利地与蒸汽透平的另一部分连接，使这个蒸汽透平部分得到冷却。为了保证阀体合理地流通，在此不断地通过输出口28从外围内引出一定量的外围介质，并引入另一蒸汽透平部件(未示出)的待冷却区。从外围内的引出设计成这样，即，使得可以排除低温介质的滞留。进入待冷却区的输入管必须做成这样，即，使得在透平快速关闭时(例如由于负载减小)不会使透平产生非预期的功率(也就是说不引起透平非预计的高速运转)。此外必须排除，在载荷较小时(也就是说较少地混入过热蒸汽)在蒸汽膨胀过程中出现不许可的蒸汽含湿量。
图27以纵剖视图表示一高压蒸汽透平6。一外壳体804包围一内壳体802。在内壳体802和外壳体804之间留出一空隙803，它里面引入低温介质。这里低温介质具有比过热蒸汽高的压力，过热蒸汽在内壳体802内流动并通过未示出的叶片组使轴808转动。由此得到对于内壳体802的支承作用，从而使它可以做得更薄。此外由于上面提到的优点外壳体804可以做成薄壁的和/或由比较便宜的材料制造。
下面讨论在不同运动状态下对于所推荐的蒸汽透平装置构件结构的要求。A)额定运行和功率变化因为在固定运行时除通过锅炉给水泵以外不进行其他的压力升高，所以从给水泵出发沿流动方向压力只会降低。因为在规定的质量流量＞0的情况下在供给水和新汽之间以及低温中间过热器和高温中间过热器管之间始终出现压力损失，所以满足高温压力小于低温压力的条件。
在质量流量减小时(例如较少的供水输入)贮存量部分被排空，在这个过程中同样可以期待遵循上述条件。质量流量迅速均匀的提高可能导致压差一定的加大，它必须通过铺设环绕的管道加以弥补。
一个受到节流的调节阀的快速打开导致在它前面的管道内的压力下降。如果环绕管道的铺设应该由这种负荷下降来确定，那么为了使压力下降变慢可以在阀附近设置一蓄压器。这个措施对于阀的快速部分关闭引起的载荷下降也是有利的。B)低载/高压换气考察在低载时的中间过热器管在功率降低到低载时(也就是说蒸汽质量流量下降时)不仅低温中间过热器管内的压力，而且高温中间过热器管内的压力也下降。其次这两个压力之间的压差也减小，因为在质量流量较小时锅炉压力损失也减小。因此高温中间过热器管的应力减小。然而在低载时高压废汽温度提高(高压换气)。在按现有技术的结构中也是这种情况，这必须由低温中间过热器管承担。在这种情况下不能通过低温中间过热器蒸汽有效地对高温中间过热器壁或其他防护对象(集汽箱、截止阀壳体)进行冷却。如果一定的防护对象需要持续的冷却(用于在低载时在长时间加热后很快地消耗功率的情况下不能足够快地被重新冷却的厚壁构件或用于旋转构件的低温蒸汽)，那么不管是对于在高压废汽流中的中央装置还是局部在多个防护对象前都可以进行喷射冷却(也就是说通过向蒸汽内喷入水)。也可以设想，为了冷却，采用(本来就已经存在的)高压旁通站；在低载时它可以略微打开，流过的蒸汽可以通过喷射水被冷却。在高压废汽混入水以后达到整个废蒸汽的冷却；在混合以后管道可以向防护对象拐弯。C)快速关闭，用快速关闭测试阀门在快速关闭时出现短暂的压力冲击，它由流动的突然减速引起。压力冲击的强度主要由蒸汽的质量流量、位于快速关闭阀之前的管道长度、蒸汽在管道内的声速和阀的关闭时间确定。环绕构件的铺设必须弥补这种情况的短暂压力升高。可以通过紧靠阀门之前设一蓄压器减小强力冲击的强度。在阀门测试情况下阀门内流过特别大的蒸汽质量流量；但是可以期望高温压力比正常运行时有一定的提高。在此后可能出现的快速关闭时出现较大的压力冲击。这种情况对于环绕构件和蓄压器的尺寸选择应该是决定性的。D)旁通运行在旁通运行时，通过使滞留的蒸汽通过旁通站引出，绕过分透平装置。由此实现，回输给锅炉的用于锅炉(冷却中间过热器加热表面)以及用于低温中间过热器管/低温中间过热器部件的蒸汽压力和温度足够低。E)锅炉安全阀的动作锅炉具有供水侧、新汽、低温中间过热器和高温中间过热器侧的安全阀。在一个安全阀开启时可以通过开启相应的安全阀防止出现不允许的压差(高温介质和低温介质的安全阀保障各自的最大压力并共同保障最大压差)。F)供水预热的中断在供水预热器损坏时(例如热交换器不密封时)可以将它关掉并绕行它。与此相关的供水温度的急剧下降导致有供给水流过的构件的不稳定的热应力，在对其设计时必须加以考虑。因为热应力随着壁厚和流动速度加大会增大，所以应该力求使供水减速流过厚壁构件(供水主流不受分流的包围)。G)供水泵中断这对于整个发电站是一个重大的事故，因为例如不再能保证锅炉加热面的冷却。在这种情况下止回装置防止供给水通过泵回流；因此阻挡了在供水管内的压力下降，此供水管在包围它的新汽管的压力作用之下。因此在这种故障情况下也能可靠地经受住考验。H)锅炉闭锁机构关闭已经提到过，应该监测高温压力和低温压力之间的压差，并通过防护装置(安全阀)防护。在静止状态关闭的并且因故障而无法重新打开的闭锁机构在起动时会导致高的压差，从而造成(按规定不可闭锁的)防护装置的动作。
权利要求
1.一种设计成用来导通处于高温压力下的、具有高温的高温介质(50)的构件，它具有一高温区(54)和一至少部分包围高温区(54)的低温区(56)和一将高温区(54)与低温区(56)隔开的隔墙(58)，其中，低温区(56)具有一管接头，用以输入一相对于高温介质(50)温度较低的、处于一至少相当于高温压力的低温压力之下的低温介质(61)，并且其中，隔墙(58)在没有低温介质(61)作用时在高温情况下最多只能承受一最大压力，此最大压力小于高温压力。
2.按权利要求1所述的构件，它与一安全阀(26)这样地连接，使得通过安全阀(26)的作用低温压力和高温压力之间不可能超过一规定的压差。
3.按权利要求1或2所述的构件，其中，低温区(56)与一用于低温介质(61)的蓄压器(30)这样地连接，使得低温区(56)内的压降不超过一规定的最大速度。
4.按权利要求1至3所述的构件，它具有一与输入隔开的用于低温介质的输出(28)，使得可以出现低温介质(61)在低温区(56)内的连续流通。
5.按权利要求1至4所述的构件，其中，隔墙(58)具有一隔热层(68)。
6.按权利要求1至5所述的构件，它具有一高温区(54)和低温区(56)可相对热运动的结构。
7.按权利要求1至6所述的构件，它被制成管道(69)，其中，高温区(54)由一内管(70)构造，低温区(56)由一外管(72)构成。
8.按权利要求7所述的构件，其中，内管(70)沿管道轴线(73)可运动地支承在外管(72)上。
9.按权利要求7或8所述的构件，其中，内管(70)尤其通过径向环绕的环(74)被加强，以防止凹陷。
10.按权利要求1至6所述的构件，它做成阀门。
11.按权利要求1至10所述的构件，其中，高温介质(50)是蒸汽或超临界水。
12.按权利要求1至10所述的构件，其中，低温介质(61)是蒸汽或水。
13.按权利要求11或12所述的构件，它做成蒸汽透平装置(80)的一个部件。
14.按权利要求13所述的构件，它被制成用于特别是从加热过程中逸出的高温介质(50)的集汽箱。
15.按权利要求13所述的构件，它被制成用来产生或加热蒸汽的蒸汽锅炉。
16.按权利要求13所述的构件，它被制成分离容器。
17.按权利要求13所述的构件，它被制成蒸汽透平壳体。
18.按权利要求13、14、16或17所述的构件，它与一蒸汽锅炉这样地连接，使得低温介质(61)可输入蒸汽锅炉，并可在那里通过加热转变成高温介质(50)。
19.按权利要求13和7所述的构件，其中，外管(72)将一供水泵(19)与蒸汽锅炉，内管(70)将蒸汽锅炉与一蒸汽透平部分流通连接。
20.按权利要求13和7所述的构件，其中，外管(72)将第一压力区的蒸汽透平部分与蒸汽锅炉，内管(70)将蒸汽锅炉与一相对于第一压力区压力较低的第二压力区的蒸汽透平部分流通连接。
21.一种用来导通一处于高温压力下的、具有高温的在高温区(54)内的高温介质(50)的方法，其特征在于高温区(54)被低温介质(61)环流，此低温介质具有低于高温介质(50)的温度和至少为高温压力一半这么大的低温压力。
22.按权利要求21所述的方法，其中，低温压力在稳态区内至少像高温压力一样大。
全文摘要
本发明涉及一种用来导通处于高温压力下的过热高温介质(50)的构件。该构件的低温区(56)包围一高温区(54),在该高温区内导通高温介质(50)。在低温区(56)内导通处于至少为高温压力一半的,尤其是等于或高于高温压力的压力之下的低温介质(61)。从而使得将低温区(56)与高温区(54)隔开来的隔墙(58)获得卸载,并由此在总体上得到制造具有较小壁厚的构件的可能性。
文档编号F01D25/28GK1365422SQ00810921
公开日2002年8月21日 申请日期2000年6月28日 优先权日1999年6月30日
发明者德特莱夫·哈杰 申请人:西门子公司