[發明專利]蒸汽動力設備

無效

• 申請號: 200980123797.1
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN102066698A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: N·皮佩爾;R·佩特
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01K17/00
• 分類號: F01K17/00;F01K7/18;F01K7/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊國治;梁冰

技術領域

本發明涉及一種蒸汽動力設備，該蒸汽動力設備包括中壓部分渦輪機、溢流管路、節流閥以及低壓部分渦輪機，所述中壓部分渦輪機具有包括多個級的第一支線和包括多個級的第二支線以及在第二支線中的用于抽取用于外部負載的蒸汽的蒸汽抽取管路，其中所述第一支線具有第一渦輪機出口管路并且第二支線具有第二渦輪機出口管路，其中所述溢流管路在流動技術上與第一渦輪機出口管路、第二渦輪機出口管路以及低壓部分渦輪機連接。

此外，本發明涉及一種用于向外部的蒸汽負載提供蒸汽的方法，其中中壓部分渦輪機設有第一支線和第二支線，并且通過第二支線經由蒸汽抽取管路向蒸汽負載提供蒸汽，其中來自第一支線的膨脹的蒸汽經由第一渦輪機出口管路并且來自第二支線的膨脹的蒸汽經由第二渦輪機出口管路通入溢流管路到達低壓部分渦輪機中。

背景技術

蒸汽渦輪機也稱作流體機械。此外，流體機械的稱呼通常理解為蒸汽和燃氣渦輪機、水力渦輪機以及離心式壓縮機。所述機械主要用于從流動介質中獲取能量，從而以此驅動其它機械例如發電機。

蒸汽渦輪機通常分為高壓部分渦輪機、中壓部分渦輪機和低壓部分渦輪機。在本申請中，高壓部分渦輪機理解為在輸入側用過熱的蒸汽進行加載的部分渦輪機，該蒸汽可能具有高達620℃的溫度以及高達300巴的壓力。前面所述的溫度和壓力數據僅僅是典型值。設計用于更高溫度和更高壓力的部分渦輪機同樣可以稱作高壓部分渦輪機。通常用過熱的蒸汽加載中壓部分渦輪機，該蒸汽具有大約620℃的溫度以及大約40到70巴的壓力。通常用從中壓部分渦輪機中流出的蒸汽加載低壓部分渦輪機。從低壓部分渦輪機中流出的蒸汽最后積聚在冷凝器中并且再次轉變為水。

通常在中間過熱器中加熱從高壓部分渦輪機中流出的蒸汽，并且該蒸汽流入中壓部分渦輪機中。

在學術界沒有統一地使用高壓、中壓以及低壓部分渦輪機的細分。因此，不能將蒸汽參數例如溫度和壓力用作高壓、中壓以及低壓部分渦輪機之間的唯一區分標準。用于識別中壓部分渦輪機的主要特征是，用從高壓部分渦輪機中出來的并且在中間過熱器中加熱到較高溫度的蒸汽加載所述中壓部分渦輪機。

在蒸汽動力設備中主要將蒸汽的熱能轉變為機械能，從而例如驅動渦輪發電機。然而也公開了蒸汽渦輪機不僅僅提供機械能，而且也為了特定的目的提供蒸汽。例如能夠從蒸汽渦輪機中抽取蒸汽，從而提供用于化學過程的過程蒸汽或者提供用于集中供暖的熱蒸汽。

通常必須在指定的壓力下提供這種蒸汽。已知在蒸汽設備中構造蒸汽渦輪機，從而在特定的級后面在抽取位置上抽取一定份額的蒸汽，提供該蒸汽用于其它目的。此外，使用剩余的蒸汽將熱能轉換為機械能。然而在蒸汽渦輪機運行時在部分載荷時或者在增加蒸汽抽取時抽取位置上蒸汽的壓力會降低。于是必須采取額外的措施，從而達到所要求的蒸汽壓力。

為了后面的過程從蒸汽渦輪機中抽取蒸汽能夠在以后的CO2分離的范圍內獲得重要意義。為此，希望在壓力處于3.5和5.5巴之間的范圍內時在中壓部分渦輪機的出口上處于蒸汽質量流的40％和60％之間的蒸汽需求。

已知具有兩個支線的中壓部分渦輪機的蒸汽動力設備（參見圖1），其中該中壓部分渦輪機具有第一支線和第二支線，并且第一支線和第二支線分別具有蒸汽抽取管路，如此構造所述第一支線和第二支線，從而向外部的蒸汽負載提供蒸汽。從第一支線和第二支線流出的蒸汽流入內部殼體和外部殼體之間的空間中，該空間與溢流管路和排出接頭連接，由此關于排汽系統實現了蒸汽渦輪機的對稱的結構。此外，所述第一支線具有第一渦輪機出口管路并且第二支線具有第二渦輪機出口管路。所述第一渦輪機出口管路和第二渦輪機出口管路通入溢流管路中，該溢流管路在流動技術上將中壓部分渦輪機與低壓部分渦輪機連接。在該溢流管路中布置了節流閥，該節流閥調節溢流管路中的壓力并且由此也調節蒸汽抽取管路中的壓力。經常在第二支線中最后的級后面使蒸汽抽取管路處于2和6巴之間。因為用于從溶劑中蒸出CO2所需的抽取量幾乎與發電廠的功率成正比，所以在另一功率范圍內所述節流閥在第二渦輪機出口管路中幾乎完全關閉。由此通過所述節流閥節流的蒸汽質量流以及流動技術上的損失明顯降低。優點在于，能夠構造這種沒有CO2分離的設備。通過以后用CO2分離進行的擴展，幾乎不會出現由節流引起的額外的損失。

然而這里的缺點是，在抽取時全部流入低壓部分渦輪機中的蒸汽被節流。由于所述節流損失明顯降低了蒸汽渦輪機的機械功率。

值得希望的是，提供合適的蒸汽而沒有產生導致較小機械功率的較大壓力損失。

發明內容