專利名稱：蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
此類蒸發(fā)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的組成部分包括一個水-蒸汽鼓，一個傳熱部分和連接管道。水從汽鼓中輸送到傳熱部分，水在傳熱部分被部分蒸發(fā)，由此產(chǎn)生的水—蒸汽混合物被輸送回汽鼓中，在這里蒸汽與水分離，并且分離出的蒸汽被干燥。蒸發(fā)系統(tǒng)上的其他連接部分用于補(bǔ)給水的供應(yīng)和蒸汽的抽出。
傳統(tǒng)意義上，水-蒸汽鼓是一個直徑相對較大的容器，因?yàn)槠涔δ艿男枰?，它必須被裝滿。在設(shè)計(jì)水-蒸汽鼓時，除了別的因素之外，要確保其含有所需的最少量的水，當(dāng)供應(yīng)至汽鼓的補(bǔ)給水短暫停頓時，可確保鍋爐的蒸汽生成。在設(shè)計(jì)水-蒸汽鼓時，除了別的因素之外，還要確保其含有所需的最小體積的蒸汽，使其有容納水-蒸汽分離器和蒸汽干燥器的空間，從而確保蒸汽抽出時的純度；還要為水位變化留出空間，水位的變化是為了補(bǔ)償當(dāng)鍋爐啟動、關(guān)閉或者其負(fù)荷有其他變化時容納在傳熱部分中的水量的波動。
相對較大的直徑以及相對較高的壓力導(dǎo)致壁厚相對較大，這限制了與鍋爐的負(fù)荷變化有關(guān)的瞬時容許溫度(allowable tempreturetransients)。
從EP-B-0158891中知道這樣一種方法，其中一臺高壓蒸汽渦輪機(jī)、一臺水-蒸汽預(yù)分離器、一臺水-蒸汽二次分離器和一臺再熱器沿流向串聯(lián)連接。從高壓蒸汽渦輪機(jī)中排出的飽和蒸汽首先流過預(yù)分離器，然后流過二次分離器，最后流過再熱器。分離出的水從兩個分離器被引到水預(yù)熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以這樣一種方式——即減小壁厚，從而允許蒸發(fā)系統(tǒng)的負(fù)荷較快地變化——來設(shè)計(jì)已知蒸發(fā)系統(tǒng)的分離和干燥裝置。
從如權(quán)利要求1的前序部分所述的蒸發(fā)系統(tǒng)出發(fā)，利用權(quán)利要求1的特征部分的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)這一目的。
本發(fā)明的基礎(chǔ)是將分離水和蒸汽的功能以及干燥分離出的蒸汽的功能分開并分配給直徑相對較小的各種容器，并與為使水-蒸汽體積最小而優(yōu)化設(shè)計(jì)的傳熱部分相結(jié)合。在一個水平平面上有一個或多個并聯(lián)連接的水平容器，它們含有所需的最少量的水和體積相對較小的蒸汽。在傳熱部分產(chǎn)生的水-蒸汽混合物首先被輸送到這些水平容器，水和蒸汽在此實(shí)現(xiàn)首次分離。隨后，分離出的濕蒸汽被輸送到一個或多個并聯(lián)連接的垂直容器，蒸汽的最終干燥發(fā)生在這里。垂直容器中的水位足夠高，能產(chǎn)生必需的壓力，從而迫使分離出的水回流到蒸發(fā)系統(tǒng)，或者流到另一個合適的系統(tǒng)。干燥蒸汽例如可抽到一個過熱器中。
因?yàn)槿萜鞯谋诤褫^小，所以該系統(tǒng)能適應(yīng)瞬時高溫，從而也適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的快速變化。
除了容器的壁厚相對較小之外，還應(yīng)提及其他的優(yōu)點(diǎn)。水平容器和垂直容器的數(shù)目可以獨(dú)立選擇，因此，可根據(jù)其功能對容器作獨(dú)立設(shè)計(jì)。作為一種可能的設(shè)計(jì)方案，從垂直容器中抽出的水可以輸送回蒸發(fā)系統(tǒng)，而所需的壓力可通過垂直容器和水平容器之間的水位差實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，因?yàn)槠渲睆降脑?，垂直容器對系統(tǒng)含水量的貢獻(xiàn)很小，即使其數(shù)目與水平容器得數(shù)目相比很大。因此，垂直容器中的水位可適應(yīng)鍋爐負(fù)荷快速變化，而對水平容器的水位只有較小的副作用。


本發(fā)明的一個實(shí)施例如附圖所示，并在下面對其進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖示意性地給出了一種水-蒸汽分離器。
具體實(shí)施例方式
帶有傳熱系統(tǒng)(未示)的工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)用于產(chǎn)生水-蒸汽混合物，該蒸發(fā)系統(tǒng)帶有一個水-蒸汽分離器。此水-蒸汽分離器包括一個水平容器1和多個內(nèi)部構(gòu)件，水平容器1含有所需的最小體積的水，內(nèi)部構(gòu)件用于實(shí)現(xiàn)水和蒸汽的首次分離。這些內(nèi)部構(gòu)件未在圖中給出，因?yàn)樗鼈兪浅Ｒ?guī)的內(nèi)部構(gòu)件。內(nèi)部構(gòu)件迫使水-蒸汽混合物進(jìn)入容器1中，水-蒸汽混合物在容器1中減速并一次或多次改變流向，從而將混合物分離成水和濕蒸汽?？捎门c容器1結(jié)構(gòu)相似的多個容器來代替容器1，這些容器可以安放在一個水平面上，并且并聯(lián)連接。容器1中的水位保持在低水位LL和高水位HL之間的某個地方，這取決于鍋爐的操作模式，例如啟動操作或正常運(yùn)行。
管道3、4、5連接到容器1上。管道3把水從容器1輸送到傳熱部分，管道4把水-蒸汽混合物從傳熱部分輸送回容器1，而補(bǔ)給水通過管道5供至容器1。
水-蒸汽分離器還包括一個垂直容器2(與水平容器1分開設(shè)置)，蒸汽的最終干燥發(fā)生在這里。將濕蒸汽沿切線方向引入到容器2中，迫使其沿螺旋軌跡向下流動，可使?jié)裾羝罱K干燥?？纱孢@種旋風(fēng)分離裝置的是，或者說除了這種旋風(fēng)分離裝置之外，還可以在容器2內(nèi)安裝一個除霧器。容器1的上部通過管道6連接到容器2上，在容器1中分離出的濕蒸汽通過管道6被輸送到容器2。容器1的下部和容器2通過管道7連在一起，在容器2中分離出的水通過管道7被輸送回容器1。管道8被連接到容器2的上部，通過該管道干燥蒸汽從容器2中抽出?？捎枚鄠€與容器2的結(jié)構(gòu)相似的容器來代替一個容器2，這些容器可以安放在一個水平平面上，并且并聯(lián)連接。
引入到容器2中的水位WL可以高于容器1中的當(dāng)前水位(其中，后者的水位被控制在水位LL和HL之間的某個地方，這取決于鍋爐的操作模式)，這會產(chǎn)生足夠的壓力，以迫使分離出的水通過管道7從容器2到容器1直接回流到蒸發(fā)系統(tǒng)中。當(dāng)輸送濕蒸汽的管道6內(nèi)的壓降變化時，例如作為鍋爐負(fù)荷變化的結(jié)果，容器2中的水位WL會快速適應(yīng)，而不會對容器1中的當(dāng)前水位產(chǎn)生太大的副作用。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生水-蒸汽混合物的傳熱系統(tǒng)，用于將水和蒸汽從水-蒸汽混合物中分離出來的裝置，以及用于干燥分離出的濕蒸汽的裝置，其特征在于至少一個水平容器(1)容納有所需的最少量的水、體積相對較小的蒸汽和用于水和蒸汽的首次分離的內(nèi)部構(gòu)件；至少一個垂直容器(2)容納有用于將濕蒸汽干燥到預(yù)定值的內(nèi)部構(gòu)件，并且垂直容器(2)內(nèi)的水位(WL)在某一范圍內(nèi)，該水位要高得足以產(chǎn)生必需的壓力，從而迫使分離出來的水從垂直容器(2)中回流到蒸發(fā)系統(tǒng)中；水平容器(1)和垂直容器(2)通過管道(6)相互連接，分離出來的濕蒸汽通過此管道從水平容器(1)輸送到垂直容器(2)；水平容器(1)與管道(4)連接，管道(4)用于將水輸送到水平容器(1)中；垂直容器(2)與管道(8)連接，管道(8)用于將干燥的蒸汽從垂直容器(2)中抽出。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，幾個水平容器(1)并聯(lián)連接和/或幾個垂直容器(2)并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求1或2的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，垂直容器(2)內(nèi)的水位(WL)高于水平容器內(nèi)的水位。
4.如權(quán)利要求1-3中的任何一項(xiàng)所述的蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，至少一個水平容器(1)與管道(3)至少一處相連，并且與管道(4)也有至少一處相連，水通過管道(3)從水平容器(1)輸送到蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱部分，水-蒸汽混合物通過管道(4)從蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱部分輸送回水平容器(1)。
全文摘要
一種工業(yè)鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)，包括一個用于產(chǎn)生水－蒸汽混合物的傳熱系統(tǒng)。至少一個水平容器用于水和蒸汽的首次分離；至少一個垂直容器容納有一水位，該水位要高得足以產(chǎn)生必需的壓力，從而迫使分離出來的水從垂直容器中回流到蒸發(fā)系統(tǒng)中。水平容器和垂直容器通過管道相互連接，分離出來的濕蒸汽通過此管道由水平容器輸送到垂直容器。水平容器與管道連接，該管道用于接收水；垂直容器與管道連接，該管道用于將干燥的蒸汽從垂直容器中抽出。
文檔編號F22B37/26GK1616882SQ200410087079
公開日2005年5月18日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者約翰尼斯·C·巴克斯 申請人:Nem有限公司