[发明专利]蒸汽动力设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽动力设备，该蒸汽动力设备包括中压部分涡轮机、溢流管路、节流阀以及低压部分涡轮机，所述中压部分涡轮机具有包括多个级的第一支线和包括多个级的第二支线以及在第二支线中的用于抽取用于外部负载的蒸汽的蒸汽抽取管路，其中所述第一支线具有第一涡轮机出口管路并且第二支线具有第二涡轮机出口管路，其中所述溢流管路在流动技术上与第一涡轮机出口管路、第二涡轮机出口管路以及低压部分涡轮机连接。

此外，本发明涉及一种用于向外部的蒸汽负载提供蒸汽的方法，其中中压部分涡轮机设有第一支线和第二支线，并且通过第二支线经由蒸汽抽取管路向蒸汽负载提供蒸汽，其中来自第一支线的膨胀的蒸汽经由第一涡轮机出口管路并且来自第二支线的膨胀的蒸汽经由第二涡轮机出口管路通入溢流管路到达低压部分涡轮机中。

背景技术

蒸汽涡轮机也称作流体机械。此外，流体机械的称呼通常理解为蒸汽和燃气涡轮机、水力涡轮机以及离心式压缩机。所述机械主要用于从流动介质中获取能量，从而以此驱动其它机械例如发电机。

蒸汽涡轮机通常分为高压部分涡轮机、中压部分涡轮机和低压部分涡轮机。在本申请中，高压部分涡轮机理解为在输入侧用过热的蒸汽进行加载的部分涡轮机，该蒸汽可能具有高达620℃的温度以及高达300巴的压力。前面所述的温度和压力数据仅仅是典型值。设计用于更高温度和更高压力的部分涡轮机同样可以称作高压部分涡轮机。通常用过热的蒸汽加载中压部分涡轮机，该蒸汽具有大约620℃的温度以及大约40到70巴的压力。通常用从中压部分涡轮机中流出的蒸汽加载低压部分涡轮机。从低压部分涡轮机中流出的蒸汽最后积聚在冷凝器中并且再次转变为水。

通常在中间过热器中加热从高压部分涡轮机中流出的蒸汽，并且该蒸汽流入中压部分涡轮机中。

在学术界没有统一地使用高压、中压以及低压部分涡轮机的细分。因此，不能将蒸汽参数例如温度和压力用作高压、中压以及低压部分涡轮机之间的唯一区分标准。用于识别中压部分涡轮机的主要特征是，用从高压部分涡轮机中出来的并且在中间过热器中加热到较高温度的蒸汽加载所述中压部分涡轮机。

在蒸汽动力设备中主要将蒸汽的热能转变为机械能，从而例如驱动涡轮发电机。然而也公开了蒸汽涡轮机不仅仅提供机械能，而且也为了特定的目的提供蒸汽。例如能够从蒸汽涡轮机中抽取蒸汽，从而提供用于化学过程的过程蒸汽或者提供用于集中供暖的热蒸汽。

通常必须在指定的压力下提供这种蒸汽。已知在蒸汽设备中构造蒸汽涡轮机，从而在特定的级后面在抽取位置上抽取一定份额的蒸汽，提供该蒸汽用于其它目的。此外，使用剩余的蒸汽将热能转换为机械能。然而在蒸汽涡轮机运行时在部分载荷时或者在增加蒸汽抽取时抽取位置上蒸汽的压力会降低。于是必须采取额外的措施，从而达到所要求的蒸汽压力。

为了后面的过程从蒸汽涡轮机中抽取蒸汽能够在以后的CO2分离的范围内获得重要意义。为此，希望在压力处于3.5和5.5巴之间的范围内时在中压部分涡轮机的出口上处于蒸汽质量流的40％和60％之间的蒸汽需求。

已知具有两个支线的中压部分涡轮机的蒸汽动力设备（参见图1），其中该中压部分涡轮机具有第一支线和第二支线，并且第一支线和第二支线分别具有蒸汽抽取管路，如此构造所述第一支线和第二支线，从而向外部的蒸汽负载提供蒸汽。从第一支线和第二支线流出的蒸汽流入内部壳体和外部壳体之间的空间中，该空间与溢流管路和排出接头连接，由此关于排汽系统实现了蒸汽涡轮机的对称的结构。此外，所述第一支线具有第一涡轮机出口管路并且第二支线具有第二涡轮机出口管路。所述第一涡轮机出口管路和第二涡轮机出口管路通入溢流管路中，该溢流管路在流动技术上将中压部分涡轮机与低压部分涡轮机连接。在该溢流管路中布置了节流阀，该节流阀调节溢流管路中的压力并且由此也调节蒸汽抽取管路中的压力。经常在第二支线中最后的级后面使蒸汽抽取管路处于2和6巴之间。因为用于从溶剂中蒸出CO2所需的抽取量几乎与发电厂的功率成正比，所以在另一功率范围内所述节流阀在第二涡轮机出口管路中几乎完全关闭。由此通过所述节流阀节流的蒸汽质量流以及流动技术上的损失明显降低。优点在于，能够构造这种没有CO2分离的设备。通过以后用CO2分离进行的扩展，几乎不会出现由节流引起的额外的损失。

然而这里的缺点是，在抽取时全部流入低压部分涡轮机中的蒸汽被节流。由于所述节流损失明显降低了蒸汽涡轮机的机械功率。

值得希望的是，提供合适的蒸汽而没有产生导致较小机械功率的较大压力损失。

发明内容