[发明专利]化石燃料加热的蒸汽发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蒸汽发电站的化石燃料加热的蒸汽发生器，其具有多个由流动路线形成的、在多个压力级中被流动介质M流过的节能器-，蒸发器-和过热器加热表面，其中，在高压级中溢流管道在入口侧与流动路线连接并且导引至布置在中压级中的就流动介质而言在过热器加热面前方并且在流动路线中的喷射阀。

背景技术

化石燃料加热的蒸汽发生器借助通过化石燃料的燃烧产生的热量产生过热的蒸汽。化石燃料加热的蒸汽发生器大多使用在主要用于发电的蒸汽发电站中。蒸汽在此输送给蒸汽透平。

与蒸汽透平的不同压力级类似，化石燃料加热的蒸汽发生器也包括多个具有各自含水-蒸汽混合物的不同热状态的压力级。在第一(高)压力级中，流动介质首先在其流动路线上流过利用余热预热流动介质的节能器，然后流过蒸发器和过热器热表面的不同级。在蒸发器中流动介质蒸发，之后可能的剩余湿气在分离装置中分离并且其余留下的蒸汽在过热器中进一步加热。之后过热的蒸汽流入蒸汽透平的高压部分中，在此减压并且输送给蒸汽发生器的后续压力级。在此，蒸汽再次加热并且输送给蒸汽透平的下一个压力件。

由于不同的外部因素，传递给过热器的热功率会强烈地波动。因此，经常需要调节过热温度。这一般既在高压级中又在用于中间过度加热的中压级中大多通过在各过热器加热表面的前方或后方喷射供给水冷却来实现，亦即，溢流管道从流动介质的主流中分支并且导引至在此相应布置的喷射阀。喷射在此一般通过与在各压力级的过热器的出口处的预设温度额定值的温度差来调节。

现代的发电站不仅需要高的效率，而且需要尽可能灵活的工作方式。其中包括特别短的起动时间和高的负荷变化速度以及在联合电网中补偿频率干扰的可能性。为了满足该要求，发电站必须能够在几秒内提供例如5%和更多的剩余功率。

发电厂在数秒范围内的这种功率变化仅通过蒸汽发生器与蒸汽透平协调的共同作用实现。化石燃料加热的蒸汽发生器可以为之作出的贡献是利用其存储器，即，蒸汽存储器但也包括燃料存储器以及快速地改变调节参数供给水、喷射水、燃料和空气。

这例如可以通过打开至少部分节流的、蒸汽透平的阀或所谓的分级阀发生，由此降低在蒸汽透平前方的蒸汽压力。由此，释放来自前置的化石燃料加热的蒸汽发生器的蒸汽存储器的蒸汽并且输送给蒸汽透平。通过该措施在几秒内就可以实现功率的提高。

但永久地节流蒸汽透平的阀以便维持储备总是导致效率损失，因此为了经济的运行方式节流度应当保持绝对必要地小。此外，一些结构形式的化石燃料加热的蒸汽发生器，那么例如强制对流式蒸汽发生器可能具有比例如自然对流式蒸汽发生器明显更小的存储器体积。存储器大小的区别在上述方法中影响发电厂的功率变化时的特性。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供过一种前述类型的化石燃料加热的蒸汽发生器，其中，不会过分损害蒸发过程的效率。同时能够实现在短时间内与化石燃料加热的蒸汽发生器的结构形式无关地提高功率而不用对整个系统进行侵害性的结构改动。

该技术问题按本发明解决，方式是溢流管道具有两个输入管道，其中第一条输入管道就流动介质而言在高压预热器的前方分支而第二条输入管道在高压预热器的后方分支。

在此，本发明从这种考虑出发，喷射供给水可以进一步有助于快速改变功率。通过在过热器的区域内附加的喷射可以提高即蒸汽质量流。在此通过控制技术触发喷射，方式是减少在各压力级的出口处的温度额定值。在此喷射水的焓水平越高，就需要越多的喷射质量流来达到新要求的温度额定值。因此，由喷射水的更高的焓水平获得了一个相比之下更大的蒸汽量。

可以这样提高焓，方式是水不在进料泵本身上，亦即，在高压预热器之前引流，而是在高压预热器之后才引流。若在这种线路布置中减少温度额定值，这也就是说具有相比之下更大的蒸汽量并因此导致更大的功率释放。当然在此要注意，在整个负荷范围内喷射水具有到蒸汽的沸点曲线足够的距离并因此具有令人满意的过度冷却。刚好在中间过度加热时，在下部负荷范围内完全可行的是，在高压预热器后方的焓就喷射水期望的过度冷却而言可能是太大的并且在喷射装置开启的情况下在喷射位置处可能形成湿蒸汽。该蒸汽会在不利的情况下阻塞喷射阀，因此可以不维持喷射质量流。

对应这种情形的方式是，喷射水的焓可以按需要调节。这可以通过在高压预热器后方引流的喷射水与很少份额的、在高压预热器前方引流的喷射水混合来实现，使得可以以这种方式调节期望的喷射水的焓。为此，两条输入管道分别从就流动介质而言高压预热器的前方导引至溢流管道，从就流动介质而言高压预热器的后方导引至中间过度加热的喷射阀。