[發明專利]用于發電設備的啟動前和停機后的準備的系統及方法

有效

• 申請號: 201410061206.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104005922B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: R.J.特達卡;W.P.鮑維二世;T.W.森博
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F22G7/00;F24J2/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴志軍

技術領域

本公開內容涉及發電設備或蒸汽發生器，并且更具體地涉及發電設備或蒸汽發生器或鍋爐的啟動和停機的準備，特別是針對經歷頻繁的停機和啟動的那些發電設備。

背景技術

用于發電設備的某些蒸汽發生器或鍋爐經歷頻繁的停機和啟動。例如，集中式太陽能發電設備取決于太陽能而在白天期間操作，而在夜晚(稱為停機周期)停機。

此類集中式太陽能發電設備使用太陽能鍋爐來用于產生蒸汽以操作蒸汽渦輪，繼而又通過使用發電機來產生電力。大體上，除各種其它構件之外，太陽能鍋爐可包括蒸發器區段和高溫構件，如，過熱器區段或再熱器。蒸發器區段產生蒸汽，且將蒸汽供應至高溫構件，如，過熱器區段，過熱器區段使蒸汽過熱來供應過熱蒸汽用于操作蒸汽渦輪。蒸發器或過熱器區段中的各個均包括各種流體地連接的面板，其具有各種流體傳送管，管垂直地布置在相應的頂部水平集管與底部水平集管之間，集管為厚壁的，且大體上絕熱。這些面板通過將太陽光線聚焦于其上來被加熱，這繼而又加熱待用于產生電力的流體。

在正常操作期間，高溫構件如過熱器區段的面板達到其最高溫度，且在停機周期期間，高溫構件失去熱，且達到相對低于或高于在早晨啟動發電設備所需的剩余溫度。具體而言，過熱器面板中的管在它們失去熱至環境空氣時達到環境溫度。不同于過熱器管，過熱器的厚壁的且絕熱的集管或歧管可不會損失熱至環境空氣。因此，在停機期間，集管或歧管在相對低于或高于啟動所需的剩余溫度下，且大體上處于相比于停機期間的環境溫度管更高的溫度。在白天期間，在發電設備的正常操作期間，蒸汽和過熱器面板的溫度從過熱器構件入口區段(上游)增大至過熱器出口區段(下游)，將過熱器出口區段保持在較高溫度下，且將過熱器入口區段保持在相對較低溫度下。因此，甚至在停機周期期間損失一些熱之后，相比于過熱器下游構件，過熱器上游構件仍處于相對較低的剩余溫度。在此情況下，由于來自于蒸發器區段的蒸汽的溫度與過熱器面板的集管和管的溫度之間的較大差異，故在沒有任何準備的情況下起動發電設備可導致各種問題，如，過熱器面板的疲勞破壞，特別是集管和歧管。蒸汽與集管之間的該溫差可在集管中生成穿過壁的溫度梯度，從而引起熱應力。

因此，存在平衡熱應力，且改善過熱器的過熱器上游構件和下游構件的疲勞壽命來延長發電設備的總體壽命的需求。

發明內容

本公開內容描述了一種用于發電設備的啟動前和停機后的準備的系統及方法，其將在以下的簡要概述中提出，以提供本公開內容的一個或多個方面的基本理解，該系統和方法旨在克服所述缺陷，但包括其所有優點，同時提供了一些附加優點。本概述并非是本公開內容的寬泛綜述。其既不旨在識別本公開內容的重要或關鍵元件，又不旨在界定本公開內容的范圍。相反，本概述的唯一目的在于以簡化形式呈現出本公開內容的一些構想、其方面和優點，以作為隨后提出的更為詳細的描述的前序。

本公開內容的一個目的在于描述一種系統及方法，其可平衡熱應力和改善過熱器的過熱器上游構件和下游構件的疲勞壽命，以延長發電設備或蒸汽發生器的總體壽命。本公開內容的另一個目的在于描述一種便于使用且經濟的系統和方法。本公開內容的各種其它目的和特征將從以下詳細描述和權利要求清楚。

一方面，上文提到的和其它的目的可通過用于發電設備的啟動前和停機后的準備中的至少一個的系統來實現。在其它方面，上文提到的和其它的目的可通過用于發電設備的啟動前和停機后的準備中的至少一個的方法來實現。可使用此類系統和方法的發電設備的實例是經歷頻繁啟動和停機的那些，如，太陽能操作的發電設備。盡管出于更好理解的目的而連同太陽能操作的發電設備描述了本公開內容，但本公開內容的范圍將延伸至經歷頻繁啟動和停機的所有此類發電設備。