CN1018574B - 余热蒸汽发生器 - Google Patents
余热蒸汽发生器Info
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Abstract
设有一个汽包(2)的立式余热蒸汽发生器，其汽包纳入一个由下降管(3)、蒸发器加热面(1)和上升管(4)构成的循环系统中，为了在不用循环泵的情况下实现水循环，下降管(3)通过下方管段(29)与蒸发器加热面(1)的引入集流器(7)相连，此外，上升管通过上部管段(9)可与汽包(2)的蒸汽空间(26)相连或通过管段(10)与汽包(2)的水空间(11)直接连接。
Description
本发明涉及一种设在燃气轮机之后的余热蒸汽发生器，其中设有至少一个汽包，该汽包纳入一个由至少一个下降管、至少一个蒸发器加热面和包含至少一个上升管的上升管系统构成的循环系统，该下降管向下延伸至一个低于蒸发器加热面的引入集流器的平面上，使水在进入引入集流器之前是自下向上流动，蒸发器加热面为水平设置，循环是自然循环。
余热蒸汽发生器一般有两种结构形式，即自然循环式或强制循环式。自然循环时，蒸发器管束垂直设置在一个水平的废气通道内并通过下降管和上升管与至少一个汽包相连。在这里能够水平或垂直设置过热器和省煤器加热面管或其它各种可能存在的加热面。
在强制循环结构中，过热器、蒸发器和省煤器加热面管或其他可能存在的加热面水平设置在垂直的废气通道内。蒸发器加热面通过下降管、循环泵和上升管与至少一个汽包相连。确保蒸发器中的水循环的循环泵，除在设备建立过程中占用投资和工作量之外，在运行过程中还是一个故障因素。
在1929年授权的美国专利US2，031，423中，公开了一种本文第一段中所述的这种型式的蒸汽发生器。那时，按常规制出的蒸汽发生器，其压力比现今的蒸汽发生器的压力低很多。在现代的设在燃气轮机之后的余热蒸汽发生器中，热量骤然加到蒸发器的加热面上，如果是采用按照US2，031，423的自然循环式蒸汽发生器的发电设备，热量就会在蒸发器管中造成汽泡，使管过热并损坏，或者使循环按错误方向进行。这一问题由US4，151，813的带有垂直设置加热面的蒸汽发生器的结构得以克服。
但是，带有垂直设置加热面的蒸发器要求很大的空间，因此，在要求有紧凑结构的蒸汽发生器的情况下，就不如带有水平设置加热面的蒸发器那么方便。
本发明的目的在于提供一种余热蒸汽发生器，这种余热蒸汽发生器设在燃气轮机之后，具备在没有循环泵的情况下确保水循环的优点，并且可加速启动阶段的水循环。
在本文开始所述型式的余热蒸汽发生器中，这项任务通过下列特征予以解决，即上升管系统中设有启动装置，以加速启动阶段的水循环。
为了在启动阶段加速水循环，按照发明的另一特征在下降管系统中设置了一个喷射器。在启动阶段，通过该喷射器按水流方向往下降管系统中供附加水。
按照发明的另一特征，在启动阶段，可通过一个设在上升管系统中并按水流方向向其供水的喷射管达到加速水循环的目的。
为了在启动阶段加速水循环，按照发明的另一派生特征，设置一个向上升管系统中供应蒸汽、水-蒸汽混合体、气体，如氮气或其它类似气体的装置。
最后一个加速启动阶段水循环的措施是，在蒸发器的引入和排出集流器之间设置一条可截止的连接管道。
下面，借助附图用实施例详细阐述本发明的其它细节。
图1示意示出本发明的余热蒸汽发生器的实施例。
做为发明对象的余热蒸汽发生器设有立式结构的蒸发器加热面1、一个汽包2、一个下降管系统3、一个上升管系统4以及一个附设给水泵6的给水管道5。在水路上，汽包2与下降管系统3相接。下降管系统3通过下方管段29通入引入集流器7，蒸发器加热面1的管子系统与引入集流器7相连。对“下方管段”的含义可做如下理解，即，下降管3下降至一个低于蒸发器加热面1的引入集流器7的平面上，结果是，
水在进入引入集流器之前是自下向上流动。因此，可把“下方管段”理解为一种水囊。蒸发器加热面1的出口侧与排出集流器8相接。上升管系统4通入上述集流器8并通过上方管段9与汽包2的蒸汽空间26相连或直接通过管道系统10与汽包2的水空间11相连。对“上方管段”的含义可做如下理解，即，蒸汽-水混合体从高于汽包2中水的液面的高度引入汽包。
给水泵6把水从给水箱或其它给水容器中抽出经过给水管道5补加给汽包中的水空间11。
为了加速启动阶段的水循环，可采用下列各种系统做为启动辅助手段：
按照第一个派生方案，是在下降管系统3内设一喷射器12，该喷射器通过一个设有截止机构14（譬如一个阀门、一个旋塞或其它类似构件）的管道13与给水管道5相接。由于从给水管道5中有一支水分流按下降管系统3内的流向流入下降管系统3，因此确保了在启动阶段时水循环的动态激励作用。
按照第二个派生方案，是在支流管道15中设置一个水泵16，该泵把下降管系统3与上升管系统4中的喷射器17连在一起。该泵按上升管系统的水流方向往上升管系统4中提供锅炉水，使启动阶段的水循环得到动态激励作用并在达到静态循环状态后，可通过关闭水泵16消除激励作用。
在本发明的范畴内，还具备一种把管道15和管道5连在一起的可能性，做到供应给水。在这种情况下可以去掉水泵16。当然也可从任何其它系统中取水。
按照第三种派生方案，可由一个设有截止机构19（如一个阀门、一个旋塞或其它类似构件）的管道18向上升管系统4内鼓入蒸汽、氮气或一种其它气体。通过这一措施可加强热虹吸效应并可确保启动阶段的循
环过程得到加速。
按照第四种派生方案，设置一个可通过截止机构21（如一个阀门、一个旋塞或其它类似构件）截止的管道22。该管道把蒸发器加热面1的引入集流器7和排出集流器8两者相连接起来。由于在蒸发器加热面1的至少一个引入集流器7和至少一个排出集流器8之间装设了一个这样的可截止的连接管道22，在形成第一批汽泡时，通过把这些经过加热的水直接导入上升管系统4，达到在启动阶段激励水循环的目的。
通过合理确定蒸发器加热面1、下降管系统3和上升管系统4的管子系统的尺寸规格，对改善启动阶段的水循环的热虹吸效应有积极作用。
此外，如图所示，采用肋管对蒸发器加热面1也有好处。
通过下方管段29、最好也通过上方管段9和/或直接把上升管系统4与汽包2的水空间11连通，可保持已知结构形式余热锅炉结构不变并在循环中省去循环泵。
把余热蒸汽发生器设在燃气轮机之后时，如图所示，蒸发器加热面1水平设在废气通道23中，一台或若干台燃气轮机的废气按箭头A方向进入该通道。在蒸发器加热面1的上方或下方也可水平设置过热器加热面24，其入口侧通过一个引入集流器30和一个管道25与汽包2的蒸汽空间26相连;其出口侧通过一个排出集流器31和一个设有截止机构28的管道27通向汽轮机。
Claims (6)
1、设在燃气轮机之后的余热蒸汽发生器，其中设有至少一个汽包，该汽包纳入一个由至少一个下降管、至少一个蒸发器加热面和包含至少一个上升管的上升管系统构成的循环系统，该下降管向下延伸至一个低于蒸发器加热面的引入集流器的平面上，使水在进入引入集流器之前是自下向上流动，蒸发器加热面为水平设置，循环是自然循环，其特征在于上升管系统(4)中设有启动装置，以加速启动阶段的水循环。
2、根据权利要求1所述的余热蒸汽发生器，其特征在于设置一个向上升管系统（4）中喷水的喷射器（17）。
3、根据权利要求1所述的余热蒸汽发生器，其特征在于设置一个向上升管系统（4）中喷入蒸汽、蒸汽-水混合体、如氮气之类的气体的装置，作为启动装置。
4、根据权利要求1所述的余热蒸汽发生器，其特征在于在蒸发器加热面（1）的引入集流器（7）和排出集流器（8）之间设置一个可截止的连接管道（22），作为启动装置。
5、根据权利要求1所述的余热蒸汽发生器，其特征在于上升管系统（4）通过上方管段（9）直接与汽包（2）的蒸汽空间（26）相连。
6、根据权利要求1所述的余热蒸汽发生器，其特征在于上升管系统（4）通过管段系统（10）直接与汽包（2）的水空间（11）连通。
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