用于組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠的冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠的冷卻裝置，其包括內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和鍋爐系統(tǒng)，該鍋爐系統(tǒng)連接成接收內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的熱量。
【背景技術(shù)】
[0002]EP1028233 A2公開(kāi)了一種組合循環(huán)電廠，該組合循環(huán)電廠包括至少一個(gè)多缸燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)單元，其廢氣注入廢氣鍋爐產(chǎn)生蒸汽。所述蒸汽在汽輪機(jī)中被用來(lái)發(fā)電。該裝置還包括汽輪機(jī)和與之附接的發(fā)電機(jī)、冷凝器、可用于冷卻所述發(fā)動(dòng)機(jī)的傳熱器以及給水箱。
[0003]利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的組合循環(huán)發(fā)電廠是公知的。這種發(fā)電廠借助發(fā)動(dòng)機(jī)耦合發(fā)電機(jī)和由發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣熱量產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽輪發(fā)電機(jī)兩者來(lái)發(fā)電。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)的組合循環(huán)發(fā)電廠中，一個(gè)廢氣鍋爐被布置成連接發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通道。所產(chǎn)生的蒸汽被導(dǎo)向汽輪機(jī)，該汽輪機(jī)被設(shè)置為驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)所用的低壓蒸汽通常依靠向周圍環(huán)境傳遞熱量的壓縮單元進(jìn)行壓縮。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠的冷卻裝置，依靠該裝置熱流可能被有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)這樣一種冷卻裝置而基本上得以實(shí)現(xiàn)，該冷卻裝置用于組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠，該組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠包括內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和包括汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組的鍋爐系統(tǒng)，所述冷卻裝置包括冷卻流體回路，該冷卻流體回路設(shè)置有:用于冷卻所述冷卻流體回路中的流體的第一傳熱裝置以及用以從所述發(fā)動(dòng)機(jī)接收熱量的第二傳熱裝置；冷凝器傳熱裝置，該冷凝器傳熱裝置用以冷凝所述鍋爐系統(tǒng)中的蒸汽；以及第三傳熱裝置，該第三傳熱裝置用以從所述發(fā)動(dòng)機(jī)接收熱量。本發(fā)明的特征在于:在所述冷卻流體回路中，所述第一傳熱裝置、所述第二傳熱裝置、所述冷凝器傳熱裝置和所述第三傳熱裝置全部串聯(lián)連接。
[0007]以這種方式，在組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠中的熱流可以被有效控制。第一傳熱裝置、第二傳熱裝置、冷凝器傳熱裝置和第三傳熱裝置的實(shí)際順序或先后可以根據(jù)具體的應(yīng)用而變化。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述傳熱裝置的所述冷卻流體回路是閉合回路。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，所述第一傳熱裝置被布置成從所述冷卻流體向所述冷卻裝置周圍的外界空氣傳遞熱量而不向所述空氣進(jìn)行質(zhì)量傳遞。
[0010]用于從發(fā)動(dòng)機(jī)接收熱量的第三傳熱裝置在實(shí)踐中可以利用多種可能的將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至冷卻裝置的方式應(yīng)用。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述第二傳熱裝置被布置成從所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣傳遞熱量給所述冷卻流體回路中的冷卻流體。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷凝器傳熱裝置被布置成冷凝所述鍋爐系統(tǒng)中的蒸汽并將熱量傳遞給所述冷卻流體回路中的冷卻流體，所述冷凝器傳熱裝置被布置在所述第二傳熱裝置的下游。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷凝器傳熱裝置在所述冷卻流體回路中被布置在所述第一傳熱裝置和所述第二傳熱裝置之間。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述第三傳熱裝置包括在所述冷卻流體回路中串聯(lián)連接的潤(rùn)滑油傳熱單元、燃燒空氣傳熱單元和發(fā)動(dòng)機(jī)套傳熱單元。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述第三傳熱裝置包括與所述冷卻流體回路并聯(lián)連接的潤(rùn)滑油傳熱單元、燃燒空氣傳熱單元和發(fā)動(dòng)機(jī)套傳熱單元。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述第二傳熱裝置設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)以控制從燃燒空氣到冷卻流體的傳熱率。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述第三傳熱裝置設(shè)置有溫度控制系統(tǒng)以控制從燃燒空氣、潤(rùn)滑油和發(fā)動(dòng)機(jī)到冷卻流體的傳熱率。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷卻裝置包括預(yù)加熱器傳熱裝置，該預(yù)加熱器傳熱裝置在該預(yù)加熱器傳熱裝置的第二側(cè)連接到所述鍋爐系統(tǒng)，該預(yù)加熱器傳熱裝置位于所述冷凝器傳熱裝置的下游，以從所述發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞熱量給冷凝器并因而預(yù)加熱所述冷凝器。在這種情況下，預(yù)加熱器有利的是發(fā)動(dòng)機(jī)專用預(yù)加熱器。優(yōu)選的是，所述預(yù)加熱器傳熱裝置被布置成通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)套傳熱單元從發(fā)動(dòng)機(jī)套傳遞熱量給所述冷凝器。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷卻裝置包括一組第一傳熱裝置，所述一組第一傳熱裝置包括多于一個(gè)相互并聯(lián)連接的第一傳熱裝置。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷卻裝置包括一組第二傳熱裝置，所述一組第二傳熱裝置包括多于一個(gè)相互并聯(lián)連接的第二傳熱裝置，每個(gè)所述第二傳熱裝置被布置成從單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)接收熱量；并且所述冷卻裝置包括一組第三傳熱裝置，所述一組第三傳熱裝置包括多于一個(gè)并聯(lián)連接的第三傳熱裝置，每個(gè)所述第三傳熱裝置被布置成從單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)接收熱量。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述一組第一傳熱裝置通過(guò)第一歧管連接到所述一組第二傳熱裝置，使得選定的第一數(shù)量的第一傳熱裝置能被操作(即，被使用)并且選定的第二數(shù)量的第二傳熱裝置能被操作。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，所述一組第二傳熱裝置通過(guò)第二歧管連接到冷凝器傳熱裝置，使得在所述選定的第二數(shù)量的第二傳熱裝置中受熱的冷卻流體能被導(dǎo)向所述冷凝器傳熱裝置。。
[0023]根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施方式，所述冷凝器傳熱裝置通過(guò)第三歧管連接到所述一組第三傳熱裝置，使得在所述冷凝器傳熱裝置中受熱的冷卻流體能被導(dǎo)向選定的第三數(shù)量的第三傳熱裝置。
[0024]借助本發(fā)明，汽輪機(jī)輸出可被最大化并且電廠寄生負(fù)載最小化。另外，借助本發(fā)明，水的消耗被最小化，與使用冷卻水塔對(duì)比尤其如此。
[0025]與傳統(tǒng)的冷卻塔和空冷冷凝器相比，本方案的另外的一個(gè)益處是即使在極低的外界溫度條件下也可確保最佳的性能，這是因?yàn)榭梢赃x擇適宜環(huán)境的冷卻流體，例如在回路中使用防凍方案是可行的。另外，這個(gè)方案相比使用冷卻塔和空冷冷凝器的方案需要更小的電廠占地。
【附圖說(shuō)明】
[0026]接下來(lái)，本發(fā)明將通過(guò)參考相應(yīng)的典型的示意性的附圖來(lái)描述，其中
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠；
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠；
[0029]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠；
[0030]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠；和
[0031]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1示意性繪出了組合循環(huán)內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)電廠10。所述組合循環(huán)電廠包括相互連接的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)100和鍋爐系統(tǒng)200。廢氣通道102與鍋爐系統(tǒng)200連接以便來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣在鍋爐中被冷卻而借助廢氣中的熱量產(chǎn)生蒸汽。
[0033]鍋爐系統(tǒng)200包括蒸汽產(chǎn)生單元202、汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組204、冷凝器傳熱裝置206、冷凝器預(yù)熱器208和給水箱210，帶有循環(huán)泵214的管道212連接它們并且形成循環(huán)處理。蒸汽產(chǎn)生單元202包括例如以公知方式照此布置的一個(gè)或多個(gè)節(jié)熱器202.1、一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器202.2、一個(gè)或多個(gè)過(guò)熱器202.3以及一個(gè)或多個(gè)汽包202.4。
[0034]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)100可以為公知的發(fā)動(dòng)機(jī)。典型的這種發(fā)動(dòng)機(jī)需要設(shè)有這樣的系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)熱量可以被從發(fā)動(dòng)機(jī)傳走。由于本發(fā)明的操作，所述系統(tǒng)被分成低溫傳熱裝置104和高溫傳熱裝置106，它們?cè)谶@里以非常示意的方式示出。發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)108耦合。有利地，低溫傳熱裝置104適合于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空氣。高溫傳熱裝置106有利地適合于冷卻潤(rùn)滑油、發(fā)動(dòng)機(jī)套以及部分燃燒空氣。所述發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地耦合到發(fā)電機(jī)108。
[0035]組合循環(huán)電廠通常設(shè)置有冷卻裝置12，其為鍋爐系統(tǒng)200和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)100共用。冷卻裝置12包括冷卻流體回路20，其供在組合循環(huán)電廠10中執(zhí)行所需的熱傳遞操作。冷卻裝置12設(shè)置有第一傳熱裝置14，它適于冷卻冷卻流體回路20中的流體。第一傳熱裝置14可以以多種方式實(shí)施，只要能夠以不發(fā)生冷卻流體至大氣的質(zhì)量傳遞的方式從冷卻流體中提取熱量即可。優(yōu)選的第一傳熱裝置14是所謂的散熱器，冷卻流體通過(guò)傳遞熱量給周圍空氣而在該散熱器中被冷卻。冷卻流體以它在回路20中的最高溫度被導(dǎo)向第一傳熱裝置14并且被冷卻到最低溫度。冷卻流體的循環(huán)借助泵17、19或類似裝置得以維持