[發(fā)明專利]用于借助工藝蒸汽耦合輸出預加熱蒸汽發(fā)電廠中的補充水的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380078041.6
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN105358909A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 英戈·阿斯曼;蒂姆·諾伊貝格
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: F22D1/50
• 分類號: F22D1/50;F01K9/00;F01K7/44;F01K7/40;B01D5/00;B01D19/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;丁永凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在蒸汽發(fā)電廠中將補充水輸送到水-蒸汽循環(huán)中和預加熱所述補充水的系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種用于在蒸汽發(fā)電廠中在水-蒸汽循環(huán)中將補充水脫氣的方法。

背景技術(shù)

在將工藝蒸汽/熱量耦合輸出到蒸汽發(fā)電廠中時，由于工藝蒸汽/冷凝物的泄露和損耗必須借助于持續(xù)地輸送補充水來再填充水-蒸汽循環(huán)。補充水通常是凈化的，然而是未脫氣的。例如，補充水包含溶解的雜質(zhì)氣體，必須將所述雜質(zhì)氣體在蒸汽動力工藝的脫氣機中再排出。為了提高工藝效率，必須將補充水在進入到脫氣機之前預加熱。

當前，將例如傳統(tǒng)的脫氣設備的補充水(也稱作Make-Up-Water)直接饋送到脫氣機中。這在技術(shù)上是簡單的并且少耗費的，然而在能量上是最不利的變型形式。

此外，能夠?qū)⒀a充水直接地饋送到渦輪機冷凝器或低壓預熱器中。然而，所述變型形式僅能夠用于較少量的補充水。

在圖2中示出用于將補充水輸送到水-蒸汽循環(huán)中的另一個傳統(tǒng)的系統(tǒng)。將出自傳統(tǒng)的冷凝器201的冷凝物通過傳統(tǒng)的冷凝泵202泵送到容器204中。附加地，在那里將補充水的質(zhì)量流m_z經(jīng)由傳統(tǒng)的輸送管路203混入。隨后，由其他的冷凝泵205將水混合物穿過水-蒸汽循環(huán)的傳統(tǒng)的加熱設備206、208泵送到傳統(tǒng)的脫氣設備209中。因為水混合物由于補充水部分而沒有被脫氣進而包含溶解的并且腐蝕性的介質(zhì)(例如氧氣)，所以全部容器、管路和配件，包括容器204直至傳統(tǒng)的脫氣設備必須由抗腐蝕的不銹鋼構(gòu)成。在傳統(tǒng)的脫氣設備209下游，將水輸送給傳統(tǒng)的蒸發(fā)器207。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，將用于蒸汽發(fā)電廠的水-蒸汽循環(huán)的補充水能量有效地并且成本有效地脫氣。

所述目的借助根據(jù)獨立權(quán)利要求的一種用于經(jīng)由在蒸汽發(fā)電廠中的水-蒸汽循環(huán)的額外的冷凝物-補充水預熱器輸送補充水的系統(tǒng)和一種用于在蒸汽發(fā)電廠中的水-蒸汽循環(huán)的在下游接入的脫氣機中將補充水脫氣的方法來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，描述一種在蒸汽發(fā)電廠中用于為水-蒸汽循環(huán)的預熱器和/或蒸發(fā)器輸送補充水的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有用于將水蒸氣冷凝成水的冷凝器、用于將水脫氣的脫氣設備、用于輸送補充水的輸送管路和換熱器。

用于將水蒸氣冷凝成水的冷凝器(為了更好的可區(qū)分性，在下文中稱作為“冷凝器”)能夠用出自蒸汽發(fā)電廠的渦輪機設施的水蒸氣供給。用于將水脫氣的脫氣設備與冷凝器耦聯(lián)，使得冷凝物的第一部分能夠輸送給脫氣設備。換熱器與冷凝器耦聯(lián)，使得冷凝物的第二部分能夠輸送給換熱器，其中換熱器與輸送管路耦聯(lián)，使得補充水能夠輸送給換熱器。換熱器構(gòu)建成，使得借助于冷凝物的第二部分能夠加熱補充水。換熱器與脫氣設備耦聯(lián)，使得已加熱的補充水能夠輸送給脫氣設備。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，描述一種在蒸汽發(fā)電廠中為水-蒸汽循環(huán)的蒸發(fā)器的補充水脫氣的方法。

蒸汽發(fā)電廠現(xiàn)今通常用于產(chǎn)生電能。蒸汽輪機運行所需要的水蒸氣在蒸汽鍋爐中由之前清潔的并且凈化的水產(chǎn)生。通過在過熱器中繼續(xù)加熱蒸汽，蒸汽的溫度和比體積增大。蒸汽從蒸汽鍋爐中經(jīng)由管線流動到蒸汽輪機設施中，在那里所述蒸汽將其之前吸收的能量的一部分作為動能提供給渦輪機設施。在渦輪機上耦聯(lián)有發(fā)電機，所述發(fā)電機將機械功率轉(zhuǎn)換成電功率。之后，減壓的且冷卻的蒸汽流入到冷凝器中，在那里所述蒸汽通過熱傳輸?shù)街車h(huán)境(例如出自河流的新鮮水)中冷凝并且作為液態(tài)水在冷凝器的最深的部位處聚集。所述水稱作為冷凝物。經(jīng)由冷凝泵和預熱器或加熱設備將水例如暫存到供給水容器中并且隨后經(jīng)由其他的冷凝泵再次輸送給蒸汽鍋爐或蒸發(fā)器。

在將水暫存在供給水容器中并且相應地輸送給蒸發(fā)器之前，將水輸送給脫氣設備，以便盡可能地去除有害的氣體、例如腐蝕性的氧氣或二氧化碳。

根據(jù)本發(fā)明的脫氣設備能夠借助于熱學脫氣方法或者借助于化學脫氣方法工作。在熱學脫氣方法的情況下，將熱能、例如出自渦輪機設施(的中壓區(qū)域)的排出蒸汽的熱能輸送給脫氣設備，使得將水在脫氣設備中“煮沸”進而加熱。由此，盡可能地去除有害的氣體、例如氧氣和二氧化碳。為了脫氣利用物理狀態(tài)，使得隨著溫度升高，氣體在液體中的可溶解性下降。

根據(jù)本發(fā)明一方面將出自冷凝器的冷凝物和之前在換熱器中已加熱的補充水輸送給脫氣設備。補充水是必要的，因為在水-蒸汽循環(huán)中，水或者水蒸氣由于泄露從水-蒸汽循環(huán)中逸出。這尤其涉及具有額外的熱消耗器的設施，即具有工藝蒸汽耦合輸出裝置的設施。