高效给水加热器 |
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申请号 | CN200880008971.3 | 申请日 | 2008-03-19 | 公开(公告)号 | CN102016411B | 公开(公告)日 | 2016-03-16 |
申请人 | 努特-艾瑞克森公司; | 发明人 | 约瑟夫·E·施罗德; 尤里·M·雷希特曼; | ||||
摘要 | 一种用于 蒸汽 发生器 的给 水 加热器(10)通过以下部件传送给水:外部 热交换器 (12),允许使用 碳 钢 给水管的除气器(14),第一加热器(16),用于将一部分蒸汽形式的给水传送到除气器(14)的 蒸发 器 部分(18)和汽包(17),以及第二加热器(20)。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于余热回收蒸汽发生器的给水加热器系统,所述余热回收蒸汽发生器具有包括入口和出口以及它们之间的内部排放流动路径的壳,所述给水加热器系统包括: |
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说明书全文 | 高效给水加热器[0001] 对于相关申请的交叉引用 [0002] 本发明要求2007年3月22日提交的名称为“高效给水加热器”的美国临时申请60/896,437的优先权,该申请在此通过引用并入本文。 技术领域背景技术[0004] 在美国,天然气代表一种重要的发电燃料。天然气燃烧很少产生排放,并在全国很多地方可用。而且,将天然气转化成电能的设备效率高,与水电方案以及燃煤设备相比,天然气设备的构建相对容易和廉价。在典型的设备中,天然气在汽轮机中燃烧,使得汽轮机的转子旋转并向与转子相连的发电机提供动力。汽轮机废气—基本上是空气、二氧化碳和蒸汽—在大约1200°F(649℃)时离开汽轮机,并且是一种重要能源。为了利用这种能源,典型的复合循环式燃气发电设备还具有余热回收蒸汽发生器(HRSG),热废气通过余热回收蒸汽发生器产生向汽轮机提供动力的蒸汽,汽轮机进而向其他发电机提供动力。废气在低至150°F(66℃)时离开HRSG。 [0005] 汽轮机和HRSG在回路中工作,该回路还包括冷凝器和给水泵。由HRSG产生的蒸汽通过汽轮机然后进入冷凝器,蒸汽在冷凝器中冷凝为液态水。泵将水传输到大约100°F(38℃)或可能温度更低的HRSG。水在给水加热器或节热器处进入HRSG,给水加热器或节热器使水温升高,用于随后转变为在同样作为HRSG一部分的蒸发器或过热器内的蒸汽。 [0006] 给水通常需要利用除气器进行除气以从给水中除去溶解气体,从而防止系统腐蚀。进入除气器的给水需要大约为20°F,这低于除气器正常工作的工作温度。由于温度可根据应用而改变,因此图1中所示的温度仅是示例性的。 发明内容[0009] 图1是用于余热回收发生器的现有技术的给水加热器结构的示意图;和[0010] 图2是根据本发明的用于余热回收蒸汽发生器的给水加热器的结构的示意图。 [0011] 在各附图中,对应的附图标记始终表示对应的部件。 具体实施方式[0012] 以下的详细描述通过实例和非限制方式例示本发明。这些描述使本领域技术人员能够清楚地作出和利用本发明,其中描述了一些实施例、适应方案、变例、替代方案、以及本发明的使用,包括目前所认为的实现本发明的最佳实施方式。 [0013] 图2显示出本发明的实施例,其整体上被称为用于余热回收蒸汽发生器(HRSG)的高效给水加热器10。图2中的虚线框从改进的角度将与图1的现有技术中例示的虚线框中的部件相比较的部件圈出。外部热交换器12加热进入的给水,优选地从大约105°F加热到大约192°F,然后给水从外部热交换器12流入用于从给水中除氧的除气器14。给水从除气器14流过外部热交换器12以使给水冷却,优选地从大约227°F冷却到大约140°F。泵15将给水传输到第一级加热器16,加热器16将给水从大约140°F加热到大约227°F。 来自第一级加热器16的指定部分的给水流到汽包17和给水蒸发器18,汽包17和给水蒸发器18将给水以蒸汽形式传送到除气器14。来自第一级加热器16的剩余部分的给水流过将给水从大约227°F加热到大约353°F的第二级加热器20,然后流到LP(低压)蒸发器 22。 [0014] 通过这种方式,只有经除气的水流过给水加热器部分。因此,给水加热器的管可包括碳钢或其他合适材料,而不是更高成本的高合金材料。在加热器线圈中使用碳钢管以替代高合金管的这种节省,抵消了为HRSG增加给水蒸发器、泵和外部热交换器所致的成本。这样还避免了与某些高合金加热器管相关的应力腐蚀破裂。 [0015] 此外,汽包17和给水蒸发器18可利用诸如磷酸盐或苛性碱之类的固态碱进行化学处理,由此降低流动加速腐蚀的可能性。流动加速腐蚀在未进行固态碱化学处理的情况下是低压蒸发器中的主要问题。电力研究院(EPRI)(一个进行公众关注的能源和环境研究的独立非盈利中心)在其最近的HRSG水化学指南中建议使用固态碱。如果不采用固态碱对给水蒸发器18进行化学处理,则给水蒸发器的循环可以经过除气器14,并且可省略分立的汽包17。 [0017] 尽管图2显示出给水加热器10具有第一加热器16和第二加热器20,但本领域技术人员应认识到,也可使用其他结构。例如,给水加热器10可仅包括第一级加热器16或仅包括第二级加热器20。 [0018] 与图1中所示的现有技术相比,本发明的HRSG不需要在进入的给水与蒸发器工作温度之间的温度差,这是因为给水已在除气器14内进行了除气。因此,先前方法所需的20°F可被降低到0°F。此外,与之前可能通过在给水进入蒸发器22下游之前利用给水加热器10将低压给水预加热至饱和的情况相比,蒸发器22可产生更低压的蒸汽。 [0019] 在一些蒸汽发生器中,所述给水加热器被称为“节热器”或“给水预热器”,在某些情况,“给水加热器”或“给水预热器”或“节热器”的使用取决于该装置相对于泵的位置。在此表述的“给水加热器”不仅表示上述名称的装置,而且还表示蒸汽发生器中沿从最后的锅炉或蒸发器出来的气流的方向位于下游的给水预热器和节热器。 [0020] 给水加热器10比用于从汽轮机排出的气体中吸热的HRSG更加实用。实际上,在各种广泛应用中给水加热器可以与蒸汽发生器一起使用,包括从任意类型矿物燃料的燃烧中吸热的应用和从废弃物焚烧得到的气体中吸热的应用。 [0021] 在不背离本发明范围的情况下,可对以上结构进行改变,在以上描述中包含的或在附图中显示的所有内容,应被认为是示例性的而不是限制性的。 |