用于发电厂的辅助蒸汽生成器系统 |
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| 申请号 | CN201280066966.4 | 申请日 | 2012-12-04 | 公开(公告)号 | CN104302975A | 公开(公告)日 | 2015-01-21 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | H.埃德尔曼; M.莱西格; M.萨特尔伯格; A.西里夫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于 发电厂 的辅助 蒸汽 生成器系统(1)，该辅助蒸汽生成器系统带有包括 凝结 物管道(3)和给 水 管道(16)的水-蒸汽回路(2)，其中在凝结物管道(3)内连接有凝结物 泵 (4)且在给水管道(16)内连接有给水泵(5)，且其中在凝结物泵(4)和给水泵(5)之间连接有压 力 存储容器(6)，且其中在水-蒸汽回路(2)上在压力存储容器(6)后在分支 位置 (7)处连接有给水 抽取 管道(8)。根据本发明，给水抽取管道(8)连接在压力存储容器(6)上且在给水抽取管道(8)内连接有加热设备(9)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于发电厂的辅助蒸汽生成器系统(1)，该辅助蒸汽生成器系统带有包括凝结物管道(3)和给水管道(16)的水-蒸汽回路(2)，其中在所述凝结物管道(3)内连接有凝结物泵(4)且在所述给水管道(16)内连接有给水泵(5)，且在所述凝结物泵(4)和所述给水泵(5)之间连接有压力存储容器(6)，且其中在所述水-蒸汽回路(2)上在所述压力存储容器(6)后在分支位置(7)处连接有给水抽取管道(8)，其特征在于，所述给水抽取管道(8)连接在所述压力存储容器(6)上且在所述给水抽取管道(8)内连接有加热设备(9)。 |
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| 说明书全文 | 用于发电厂的辅助蒸汽生成器系统技术领域背景技术[0002] 常规的带有水-蒸汽回路的发电厂为附加的过程，尤其是运行方式或运行状态需要附加的蒸汽，所述附加蒸汽可能不能通过原来的蒸汽生成过程提供。此特殊运行状态尤其包括非稳定的运行状态、运行停止、部分载荷运行或启动和停止过程。因此，例如在运行停止时，为维持压力或为给水箱保温以及为蒸汽涡轮机的关闭蒸汽供给，需要辅助蒸汽。通过原来的蒸汽生成过程可产生的蒸汽在此可能不能或不完全足以用于给水箱的压力保持或发电厂设备的另外的辅助系统的运行。 [0003] 为应对此问题，在根据现有技术的常规发电厂设备的水-蒸汽回路中集成了附加的辅助蒸汽生成器。此辅助蒸汽生成器是燃烧化石燃料的锅炉，所谓的辅助蒸汽锅炉。所述辅助蒸汽生成器通常以气体或油料运行，或也以另外的化石燃料运行。 [0004] 在构建发电厂设备时，此类辅助蒸汽生成器尤其由于其在水-蒸汽回路中的和与辅助蒸汽生成器系统的昂贵且复杂的连接而是较高的投资。由于复杂的连接，所述辅助蒸汽生成器具有大的位置需求。此外，所述辅助蒸汽生成器在构建时要求附加的批准成本。因为辅助蒸汽生成器尤其为特殊运行而提供，所以其在发电厂设备的正常运行中不需要，但仍导致了持续的成本和效率损失，因为所述辅助蒸汽生成器必须被电保温或通过来发电厂设备的自水-蒸汽回路的蒸汽保温。所述辅助蒸汽生成器也导致了定期的且并非不显著的维护费用。 发明内容[0005] 本发明所要解决的技术问题是给出一种辅助蒸汽生成器系统，通过所述辅助蒸汽生成器系统避免了现有技术中的缺点，且尤其可明显地降低投资成本。此外，本发明所要解决的技术问题是给出一种用于辅助蒸汽生成的方法，通过所述方法避免了现有技术中的缺点。 [0006] 针对辅助蒸汽生成器系统的技术问题通过一种用于发电厂的辅助蒸汽生成器系统解决，该辅助蒸汽生成器系统解决包括带有凝结器管道的水-蒸汽回路，其中在凝结物管道内连接有凝结物泵且在给水管道内连接有给水泵。此外，在管道内在凝结物泵和给水泵之间连接有压力保持容器，且在水-蒸汽回路上的压力存储容器后在分支位置处连接有给水抽取管道。根据本发明，现在给水抽取管道与压力存储容器连接且在给水抽取管道内连接有加热设备。 [0007] 提供了发电厂的给水箱作为压力存储容器，因此所述给水箱现在满足了如下功能，存储用于水-蒸汽回路的凝结物或给水且此外提供辅助蒸汽以用于为发电厂提供蒸汽或饱和蒸汽。为此加热设备构造为，使得通过所述加热设备可加热给水，使得在压力存储容器内在相应的压力降低之后可产生蒸汽。 [0008] 通过本发明实现，给水箱或压力存储容器即使在无足够的过程蒸汽的特殊运行状态中也可保持在需要的压力和相应的温度上，而不需要附加的辅助蒸汽生成器。以此，给水箱用作热存储器(“Ruths存储器”)。为此，给水箱根据提高的要求如需要构造为比不具有附加的压力存储的功能时更大。 [0009] 通过本发明，发电厂中的辅助蒸汽生成可明显更不复杂地实现，因为可省去附加的蒸汽生成和燃烧化石燃料的辅助蒸汽生成器。因此，一方面由于对辅助系统更低的位置需求而具有优点；另一方面，通过本发明降低了能量消耗。常规的辅助锅炉必须电保温或通过蒸汽保温，且也具有高的停机损失。因为给水容器现在此外用作能量存储器，所以给水容器因此总是热的。因此，可省去用于保温的附加的系统和管道。因为通过本发明降低了复杂性，所以此外降低了维修成本且明显提高了可使用性。 [0010] 在压力存储容器内存储的蒸汽也可有利地用于供给辅助蒸汽消耗器。为此，发电厂包括另外的辅助蒸汽消耗器，其中压力存储容器通过蒸汽管道与辅助蒸汽消耗器连接。 [0011] 压力存储容器内的如蒸汽压力和蒸汽温度的蒸汽参数为此根据要供给的辅助蒸汽消耗器调节。该调节通过加热器、凝结物反馈器或给水泵和/或节流阀进行。在辅助蒸汽生成器系统的有利的扩展中，在给水抽取管道中在加热设备和压力存储容器之间连接有压力保持阀，通过所述压力保持阀将加热设备和压力保持阀之间的压力升高至，使得运行压力足够高于各运行温度下的介质的蒸汽压力。 [0012] 在辅助蒸汽生成器系统的优选的构造中，给水抽取管道连接在水-蒸汽回路的凝结物管道上，且在给水抽取管道内在加热设备前连接有循环泵。通过循环泵，可间接地通过通过量、加热和相应地的压力降低阀调节来调节蒸汽参数。根据发电厂的构造，此外可有利的是将给水抽取管道连接在给水泵的获取位置处或给水泵后方。为此，要求特殊构造的给水泵。 [0013] 在辅助蒸汽生成器系统的特别有利的实施形式中，加热设备是电加热设备。通过本发明，可尤其降低发电厂的投资成本，因为通过使用用于辅助蒸汽生成器的电加热的加热设备，可省去耗费且昂贵的辅助蒸汽生成器。如果本发明使用在太阳能发电厂中，则可通过使用电加热设备实现完全的“可再生能量生产”。因为电加热的加热设备无排放地工作，所以考虑更低的用于太阳能发电厂的批准成本。通过省去燃烧化石燃料的辅助蒸汽生成器，不需要用于存储和分配燃料的燃料系统。 [0014] 辅助蒸汽生成器系统有利地使用在燃气涡轮机和蒸汽涡轮机发电厂中。但另外的燃烧化石燃料的蒸汽发电厂设备中也可使用辅助蒸汽生成器系统的优点。特别有利地，还在带有太阳能加热的蒸汽生成的CSP(Concentrating Solar Power)蒸汽发电厂中使用辅助蒸汽生成器系统。 [0015] 针对辅助蒸汽生成的方法的本发明的技术问题通过一种用于在发电厂过程中辅助蒸汽生成的方法解决，在此建议了连接在水-蒸汽回路中的存储器，来自水-蒸汽回路的凝结物输送到所述存储器内。凝结物在存储器内存储、混合和除气，且然后作为给水从存储器中导出，且从已导出的给水中抽取部分流。根据本发明，现在在加热过程中加热部分流，且又将其引导回到存储器内。 [0017] 将部分流加热到足够地低于或高于沸点的温度。通过将加热的部分流返回到存储器内，提高存储器内的压力。以此，存储器附加地可用作用于过程蒸汽的压力存储器。 [0018] 因为因此可省去用于过程蒸汽的附加的压力存储器和其他耗费且昂贵的辅助蒸汽生成器，所以通过根据本发明的方法，尤其是降低发电厂过程的投资成本。此外，通过根据本发明的方法，可更不复杂地实现辅助蒸汽生成过程。在有利的构造中，为此从存储器抽取蒸汽且将其提供给发电厂过程的辅助蒸汽过程。 [0019] 蒸汽在此可通过不同的方法产生。在一个优选的实施形式中，在加热过程中首先将给水的部分流加热直至几乎处于给水的沸点以下，且在存储器内通过给水的减压膨胀输送和汽化给水的部分流。给水被加热到的温度距沸点的距离在此足够大，使得在引入到存储器内之前还不出现蒸发。在此，有利的是通过泵过程将被加热的给水输送到存储器内。泵过程在此尤其由循环泵和必要时阀组成。 [0020] 在替代的实施形式中，在加热过程中将给水的部分流加热直至给水的沸点或高于所述沸点，其中形成蒸汽以便建立压力且蒸汽在存储器内通过利用蒸汽和给水之间的压力差被输送。在此，可省去附加的泵。 [0021] 特别有利的是在加热设备内电加热给水的部分流。以此可实现无排放的蒸汽生成。 [0022] 用于辅助蒸汽生成的方法有利地当发电厂处于非稳定运行状态时、停机时、或处于部分载荷或处于启动/关闭运行时运行，以向发电厂过程提供充足的辅助蒸汽。发电厂过程在此包括优选带有水-蒸汽回路的燃气或蒸汽涡轮机过程，其中用于辅助蒸汽生成的方法集成在燃气和蒸汽涡轮机过程的水-蒸汽回路中。 [0024] 本发明的实施例在下文中根据示例解释。其中各图为： [0025] 图1是用于发电厂的辅助蒸汽生成器系统， [0026] 图2是用于发电厂过程的用于辅助蒸汽生成的方法。 具体实施方式[0027] 在图1中图示了如可集成在燃烧化石燃料的发电厂或太阳能发电厂中的辅助蒸汽生成器系统1。发电厂包括水-蒸汽回路2，对所述水-蒸汽回路2，在此仅示出了凝结物管道3的部分。 [0028] 在凝结物管道3中，基本上连接有凝结物泵4、压力存储容器6，且在给水管道16中连接有给水泵5。通过凝结物泵4将凝结物输送到压力存储容器6内。在压力存储容器中将凝结物除气、混合和存储，然后将所述凝结物通过给水泵5又通过给水管道16泵送到水-蒸汽回路2内。 [0029] 根据本发明，现在建议了给水抽取管道8，所述给水抽取管道8在分支位置7上连接在压力存储容器6和给水泵5之间的给水管道16上。在此处未图示的实施例中，给水抽取管道8直接连接在给水泵5上或连接在给水泵5后方。 [0030] 给水抽取管道8将给水管道16与压力存储容器6连接。在给水抽取管道8内，基本上连接有循环泵13和加热设备9。通过加热设备9可加热所抽取的给水的部分流。此外，在给水抽取管道8内连接有用于控制部分流的阀。在加热设备9和压力存储容器6之间连接有压力阀12，通过所述压力阀12将压力存储容器内的压力可调节地保持。 [0031] 通过分开的循环泵13，从压力存储容器6获取一定量的给水，将其置于压力下且在电加热器9内加热直至距沸点温度足够的距离，且然后通过压力阀12或调节装置在压力存储容器内减压膨胀。通过将被加热的且处于较高的压力的给水减压膨胀到压力存储容器6的压力，进行了部分蒸发(Teilausdampfung)。 [0032] 在循环泵13后方在给水抽取管道8上连接有返回管道14。因此，通过所述循环泵13和循环泵的最小量管道14创造一个回路，通过所述回路实现了给水的循环。 [0033] 为导出蒸汽，在压力存储容器6上连接有蒸汽管道11。蒸汽管道11将压力存储容器6与辅助蒸汽消耗器10连接。为调节或节流蒸汽，在蒸汽管道11内连接有马达驱动的或气压驱动的调节阀。因此，辅助蒸汽消耗器仅从压力存储容器6中获得所需的辅助蒸汽。 [0034] 此外，水-蒸汽回路2的凝结物管道3的部分具有平衡管道15，所述平衡管道15将凝结物管道13的在凝结物泵4和压力存储容器6之间的部分与给水抽取管道8的在压力存储容器6和循环泵13之间的部分连接。在平衡管道中可连接马达驱动的或气压驱动的调节阀。 [0035] 图2示出了如可集成在燃烧化石燃料的发电厂过程或太阳能发电厂过程中的用于辅助蒸汽生成的方法。在此图示了用于具有凝结物23的形式的给水24的水-蒸汽回路2的部分，如凝结物在发电厂过程中的凝结之后出现。 [0036] 方法基本上包括存储器22和加热过程26。首先，将来自水-蒸汽回路2的凝结物23供给到存储器22。在存储器22内将凝结物23或给水24存储、混合且除气。然后，又将其导出且引导到水-蒸汽回路2内以用于汽化。 [0037] 现在，从导出的给水24抽取部分流25且将其提供到加热过程26。在加热过程中，将给水24加热且又将其引导回到存储器22内。为将部分流25输送回到存储器22内提供泵送过程29。 [0038] 通过在加热过程26中加热给水24，在存储器22内产生了蒸汽27，所述蒸汽27现在可从存储器22提供到辅助蒸汽过程。 [0039] 通过从存储器22提供蒸汽27，可省去燃烧化石燃料的附加的辅助蒸汽生成器。 |
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