[發明專利]具有液體冷卻的發電機的蒸汽發電設備

在審

• 申請號: 201480060630.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105705736A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 埃斯特班·格勞索拉雷恩;克里斯蒂安·耶克爾;馬里奧·克貝;馬蒂亞斯·科瓦爾斯基;克里斯托夫·萊曼;安德雷·馬什金;奧爾加·普洛特尼科瓦;卡羅琳·席爾德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;H02K9/19
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術領域

本發明涉及一種具有液體冷卻的發電機的蒸汽發電設備。

背景技術

在用于產生電能的蒸汽發電設備中流體、尤其水在液體/蒸汽回路中 循環。液體/蒸汽回路具有蒸汽發生器、蒸汽輪機和冷凝器，其中在蒸 汽發生器中將液態水轉變成水蒸汽。水蒸汽隨后在蒸汽輪機中減壓，其 中蒸汽輪機驅動蒸汽發電設備的發電機。術語蒸汽輪機在此與渦輪機設 施同義地使用，所述渦輪機設施通常具有多個渦輪機，其中第一、第二 渦輪機等對應于蒸汽的壓力降稱作為高壓渦輪機、中壓渦輪機和低壓渦 輪機。在水蒸汽從蒸汽渦輪機中排出之后將水蒸汽在冷凝器中液化，所 述冷凝器在冷凝物收集容器中接收在此產生的水并且再次輸送給鍋爐。 在此，流體流動經過液體/蒸汽回路的各個組成部分之間的管路。

具有水冷的發電機的蒸汽發電設備除了上述液體/蒸汽回路之外還 能夠具有多個用于循環流體、尤其液體并且更尤其水的單獨的回路。在 此，發電機中的冷卻液體回路用于提供具有低溫的冷卻液體、在冷卻器 中傳輸熱量并且導出冷卻液體。除了完全水冷的發電機之外，氣體冷卻 的發電機也具有用于冷卻的單獨的水回路。為了運行用于冷卻發電機的 液體回路，必須在外部提供冷卻液體和能量，由此降低蒸汽發電設備的 效率。

US2006/0185366A1公開了一種熱電廠。EP2518283A1描述了一 種膨脹系統。

在從冷凝器到蒸汽發生器的路徑上通過預熱器連續地提高水或液 體的溫度。液體/蒸汽回路的具有預熱器的部段也稱作為預熱路段。預 熱的優點是節約能量進而改進效率，因為不必在蒸汽發生器中加熱過冷 的水。此外，在給蒸汽發生器饋送熱水時所述蒸汽發生器的材料不經受 過強的溫度變化。為了對液體進行預熱例如使用蒸汽能量，其方式是： 從蒸汽輪機、尤其從中壓和/或低壓渦輪機中放出蒸汽并且在相應的換 熱器中冷凝。然而通過蒸汽提取降低了發電設備功率，因為更少的蒸汽 被提供用于驅動渦輪機。

發明內容

本發明的目的是進一步提高蒸汽發電設備的效率。

所述目的借助權利要求1的特征來實現。為此優選的設計方案在其 他的權利要求中說明。

根據本發明的蒸汽發電設備具有液體/蒸汽回路、發電機和發電機的 液體冷卻裝置，所述液體/蒸汽回路具有用于將液體轉化成蒸汽的蒸汽 發生器、蒸汽輪機和用于將蒸汽轉化成液體的冷凝器，其中液體冷卻裝 置經由旁路狀的流動路徑與液體/蒸汽回路連接，通過所述旁路狀的流 動路徑，液體可以從液體/蒸汽回路處分出的方式朝液體冷卻裝置流動 并且可從液體冷卻裝置處會聚地朝向液體/蒸汽回路流動。

尤其將液體理解為水。換而言之，水的一部分在液體/蒸汽回路中分 出并且用于直接冷卻發電機，其中尤其將直接冷卻發電機理解為冷卻發 電機的靜止部分和更尤其將其理解為冷卻發電機定子棒。從發電機起在 預熱路段的適當的部位處將所述水再次向回泵送到回路中。對于本領域 技術人員而言已知的是：為了發電機的耐腐蝕性必須相應地處理水。

優選地，根據本發明的蒸汽發電設備在液體/蒸汽回路中此外具有： 一個或多個預熱器，在所述預熱器中預熱液體；過熱器，在所述過熱器 中使生成的蒸汽在進入到高壓渦輪機中之前過熱；一個或多個中間加熱 器，在所述中間加熱中使部分減壓的蒸汽在進入到中壓或低壓渦輪機之 前再次過熱；和在蒸汽發生器上游的至少一個饋送液體泵，所述饋送液 體泵在液體進入到蒸汽發生器中之前將液體置于高壓上。此外優選的 是，根據本發明的蒸汽發電設備在液體/蒸汽回路中具有除氣器用于從 冷凝物中除去和導出不可冷凝的氣體，如氮氣、二氧化碳和氧氣。

本發明是有利的，因為對于冷卻發電機而言通過旁路狀的流動路徑 節省了需單獨運行的冷卻水回路。本發明此外是有利的，因為水在冷卻 發電機時所吸收的熱量能夠用于在水進入到蒸汽發生器中之前對其進 行預熱。由此，能夠通過能量源進行預熱，否則所述能量源的熱能可能 未被利用地作為廢熱輸出給周圍環境。由此對于預熱而言不需要常規量 的蒸汽，其中所述常規量的蒸汽必須從蒸汽輪機中放出。由此，更多的 蒸汽被提供用于獲取能量。換而言之，發電機的廢熱用于在液體/蒸汽 回路中的蒸汽發生器上游提高水的溫度的使用引起能量節約、材料節約 和發電設備總效率的改進。

附圖說明

下面，根據所附的示意圖詳細闡述本發明。附圖示出：