[发明专利]用于发电设备的启动前和停机后的准备的系统及方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及发电设备或蒸汽发生器，并且更具体地涉及发电设备或蒸汽发生器或锅炉的启动和停机的准备，特别是针对经历频繁的停机和启动的那些发电设备。

背景技术

用于发电设备的某些蒸汽发生器或锅炉经历频繁的停机和启动。例如，集中式太阳能发电设备取决于太阳能而在白天期间操作，而在夜晚(称为停机周期)停机。

此类集中式太阳能发电设备使用太阳能锅炉来用于产生蒸汽以操作蒸汽涡轮，继而又通过使用发电机来产生电力。大体上，除各种其它构件之外，太阳能锅炉可包括蒸发器区段和高温构件，如，过热器区段或再热器。蒸发器区段产生蒸汽，且将蒸汽供应至高温构件，如，过热器区段，过热器区段使蒸汽过热来供应过热蒸汽用于操作蒸汽涡轮。蒸发器或过热器区段中的各个均包括各种流体地连接的面板，其具有各种流体传送管，管垂直地布置在相应的顶部水平集管与底部水平集管之间，集管为厚壁的，且大体上绝热。这些面板通过将太阳光线聚焦于其上来被加热，这继而又加热待用于产生电力的流体。

在正常操作期间，高温构件如过热器区段的面板达到其最高温度，且在停机周期期间，高温构件失去热，且达到相对低于或高于在早晨启动发电设备所需的剩余温度。具体而言，过热器面板中的管在它们失去热至环境空气时达到环境温度。不同于过热器管，过热器的厚壁的且绝热的集管或歧管可不会损失热至环境空气。因此，在停机期间，集管或歧管在相对低于或高于启动所需的剩余温度下，且大体上处于相比于停机期间的环境温度管更高的温度。在白天期间，在发电设备的正常操作期间，蒸汽和过热器面板的温度从过热器构件入口区段(上游)增大至过热器出口区段(下游)，将过热器出口区段保持在较高温度下，且将过热器入口区段保持在相对较低温度下。因此，甚至在停机周期期间损失一些热之后，相比于过热器下游构件，过热器上游构件仍处于相对较低的剩余温度。在此情况下，由于来自于蒸发器区段的蒸汽的温度与过热器面板的集管和管的温度之间的较大差异，故在没有任何准备的情况下起动发电设备可导致各种问题，如，过热器面板的疲劳破坏，特别是集管和歧管。蒸汽与集管之间的该温差可在集管中生成穿过壁的温度梯度，从而引起热应力。

因此，存在平衡热应力，且改善过热器的过热器上游构件和下游构件的疲劳寿命来延长发电设备的总体寿命的需求。

发明内容

本公开内容描述了一种用于发电设备的启动前和停机后的准备的系统及方法，其将在以下的简要概述中提出，以提供本公开内容的一个或多个方面的基本理解，该系统和方法旨在克服所述缺陷，但包括其所有优点，同时提供了一些附加优点。本概述并非是本公开内容的宽泛综述。其既不旨在识别本公开内容的重要或关键元件，又不旨在界定本公开内容的范围。相反，本概述的唯一目的在于以简化形式呈现出本公开内容的一些构想、其方面和优点，以作为随后提出的更为详细的描述的前序。

本公开内容的一个目的在于描述一种系统及方法，其可平衡热应力和改善过热器的过热器上游构件和下游构件的疲劳寿命，以延长发电设备或蒸汽发生器的总体寿命。本公开内容的另一个目的在于描述一种便于使用且经济的系统和方法。本公开内容的各种其它目的和特征将从以下详细描述和权利要求清楚。

一方面，上文提到的和其它的目的可通过用于发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的系统来实现。在其它方面，上文提到的和其它的目的可通过用于发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的方法来实现。可使用此类系统和方法的发电设备的实例是经历频繁启动和停机的那些，如，太阳能操作的发电设备。尽管出于更好理解的目的而连同太阳能操作的发电设备描述了本公开内容，但本公开内容的范围将延伸至经历频繁启动和停机的所有此类发电设备。