專(zhuān)利名稱(chēng)：降低蒸汽發(fā)生器壁管中氧含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明目的在于使發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中、尤其是燃燒含碳燃料的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中豎直安裝的管壁區(qū)或管壁段的管流容積(the flow volume oftubes)中的氧含量降低的方法。
背景技術(shù)：
在蒸汽發(fā)生器壁管的生產(chǎn)中，目前所使用的現(xiàn)代高強(qiáng)度管材料對(duì)流過(guò)相應(yīng)管流容積的鍋爐用水中增高或過(guò)高的氧濃度反應(yīng)敏感(尤其是以發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的形式)。因此，鍋爐用水的氧含量需根據(jù)現(xiàn)行指令、例如相關(guān)的VGB指令或相關(guān)的ASME (AmericanSociety of MechanicalEngineers)指令小心地調(diào)整,并隨后進(jìn)行監(jiān)控并加以維持。然而，當(dāng)蒸汽發(fā)生器充入鍋爐用水時(shí)、尤其是對(duì)于第一次而言，由于當(dāng)管被充入時(shí)仍存在于管流容積中的大氣氧被摻入鍋爐用水中，鍋爐用水中的氧含量可能超過(guò)容許含量。尤其是當(dāng)蒸汽發(fā)生器第一次啟動(dòng)時(shí)，其結(jié)果可能是隨后至少在起始時(shí)，以鍋爐用水中不允許的高氧含量進(jìn)行操作。當(dāng)蒸汽發(fā)生器重新啟動(dòng)時(shí)也可能出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，例如修理后、當(dāng)存在于管流容積中的鍋爐用水在蒸汽發(fā)生器關(guān)停或停運(yùn)時(shí)被排出的時(shí)候。如果用于排出鍋爐用水的通流閥(venting valve)在蒸汽發(fā)生器關(guān)停時(shí)打開(kāi)，當(dāng)管流容積在水排出期間變空時(shí),空氣從外部流入管流容積中。尤其是當(dāng)蒸汽發(fā)生器壁管仍溫?zé)釙r(shí)，空氣被吸入。隨后，空氣容積(airvolume)中所含的大氣氧可摻入殘留在管中的殘余鍋爐用水中、和/或摻入在重新充入期間適當(dāng)?shù)匾肓魅莘e中的新鮮鍋爐用水中，因而再次導(dǎo)致鍋爐用水中不期望的高氧濃度，這伴隨著由此在管中引發(fā)或促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。DE 24 00 882A公開(kāi)了一種夾套式或管式熱交換器，所述熱交換器具有雙壁型芯管和軸向流動(dòng)環(huán)形間隙，所述環(huán)形間隙連接至非活性氣體源。US 5，701，829A公開(kāi)了一種熱交換器，該熱交換器的壁具有連接至水/蒸汽回路的水冷管。在熱交換器的下部安置了用于使水作為冷卻介質(zhì)從水/蒸汽回路流入的管系統(tǒng)。熱交換器壁在這一區(qū)域具有孔口，通過(guò)所述孔口將空氣引入熱交換器中，并隨后在熱交換器中引起水的旋轉(zhuǎn)。US 3，699，903公開(kāi)了一種發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐，其中，除含氮空氣外，還對(duì)燃燒器或爐空間供應(yīng)純氧作為氧化劑。US 1，976，462A也公開(kāi)了一種蒸汽發(fā)生器，其中，管壁由閉管部分形成，流入該閉管部分中的液體吸收氣體空間中的熱量，并且當(dāng)流經(jīng)熱交換器時(shí)將熱量排出至在熱交換器中流動(dòng)的液體中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于如下目的:提供一種消除或至少減少鍋爐用水中大氣氧摻入問(wèn)題的方案，所述問(wèn)題在蒸汽發(fā)生器壁管充入鍋爐用水時(shí)和/或在鍋爐用水從這些管中排出時(shí)出現(xiàn)。在更詳細(xì)地介紹的指定類(lèi)型的方法中，根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過(guò)如下得以實(shí)現(xiàn):在鍋爐用水或蒸汽充入蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐前，向蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐的管壁區(qū)或管段的管中引入非活性氣體或非活性氣體混合物，鍋爐用水或由其形成的蒸汽在發(fā)電站運(yùn)行時(shí)流過(guò)該管，存在于相應(yīng)管流容積中、尤其是處于大氣氧形式的氣態(tài)氧借此方式被替換；和/或在從蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐的相應(yīng)管流容積中排出鍋爐用水或蒸汽期間，引入非活性氣體或非活性氣體混合物，借此方式充入所產(chǎn)生的空的流容積(free flow volume)。
具體實(shí)施例方式因此，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于當(dāng)管被充入時(shí)充入有大氣氧的流容積、和/或在蒸汽發(fā)生器壁管的流容積中的鍋爐用水排出期間形成的空的容積，充入在這一時(shí)間點(diǎn)于各種情況下引入管中的惰性氣體或惰性氣體混合物。當(dāng)對(duì)蒸汽發(fā)生器充入鍋爐用水時(shí)，非活性氣體或非活性氣體混合物代替相應(yīng)管流容積中的空氣，保護(hù)這些管并因此保護(hù)蒸汽發(fā)生器壁免于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(否則大氣氧摻入鍋爐用水中可引發(fā)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂)。類(lèi)似地，當(dāng)蒸汽發(fā)生器關(guān)停并且鍋爐用水排出時(shí)，將非活性氣體或非活性氣體混合物引入在鍋爐用水排出期間于管中在各種情況下形成的空的流容積中。在這種情況下，也無(wú)大氣氧引入至管流容積中，否則大氣氧可能摻入鍋爐用水中。同樣，所引入的非活性氣體容積防止大氣氧與管內(nèi)壁的反應(yīng)，否則所述反應(yīng)有可能在蒸汽發(fā)生器的停止期內(nèi)發(fā)生。特別地，將非活性氣體或非活性氣體混合物用作所述非活性氣體或非活性氣體混合物，因此在改進(jìn)的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了在各種情況下引入非活性氣體或非活性氣體混合物。在這種情況下，特別優(yōu)選使用氮?dú)庾鳛榉腔钚詺怏w。在便利的改進(jìn)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了當(dāng)將鍋爐用水或蒸汽從相應(yīng)管流容積中排出時(shí)，防止空氣的流入或后續(xù)流動(dòng)。當(dāng)蒸汽發(fā)生器關(guān)停時(shí)，在進(jìn)行從相應(yīng)的管流容積中排出鍋爐用水或蒸汽時(shí)，使用本發(fā)明所述方法是特別有利的。否則，將大氣氧吸入管流容積中極其危險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施方式，如果管內(nèi)的空的容積被非活性氣體或非活性氣體混合物完全充滿(mǎn)，是特別方便且有利的，所述空的容積在用鍋爐用水或蒸汽充入管之前存在、和/或當(dāng)將鍋爐用水或蒸汽從管中排出時(shí)產(chǎn)生。此外，為了簡(jiǎn)化將非活性氣體或非活性氣體混合物向管中的引入，本發(fā)明還以具有尤其是增高氣壓的氣體囊(gas cushion)形式提供非活性氣體或非活性氣體混合物。在這種情況下，按照本發(fā)明的拓展實(shí)施方式，如果將管以流體輸導(dǎo)的流動(dòng)方式與非活性氣體囊連接，引入非活性氣體或非活性氣體混合物也是有利的。此外，為了防止蒸汽發(fā)生器關(guān)停且通流閥打開(kāi)時(shí)大氣氧滲入管流容積的情形，本發(fā)明還提供在通流閥打開(kāi)的同時(shí)引入非活性氣體或非活性氣體混合物。在這種情況下，如果將管和/或通流閥通過(guò)連通的通流管道以流體輸導(dǎo)的流動(dòng)方式與非活性氣體囊連接，也是方便且有利的。最后，本發(fā)明的區(qū)別特征在于將氮?dú)庥米鞣腔钚詺怏w。就管壁段或管壁區(qū)而言，使用本發(fā)明所述方法特別有利，管壁段或管壁區(qū)的管由鋼T22、T23或T24 (ASTM 213標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)號(hào))之一組成。
權(quán)利要求
1.一種用于使發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中、尤其是燃燒含碳燃料的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中豎直安裝的管壁區(qū)或管壁段的管流容積中的氧含量降低的方法，其特征在于:在充入鍋爐用水或蒸汽前，向所述管壁區(qū)或管段的管中引入非活性氣體或非活性氣體混合物，鍋爐用水或由鍋爐用水形成的蒸汽在發(fā)電站運(yùn)行時(shí)流過(guò)所述管，存在于相應(yīng)管流容積中、尤其是處于大氣氧形式的氣態(tài)氧借此方式被替換；和/或在從相應(yīng)管流容積中排出鍋爐用水或蒸汽期間，引入非活性氣體或非活性氣體混合物，借此方式充入所產(chǎn)生的空的流容積。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在各種情況下引入非活性氣體或非活性氣體混合物。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)將鍋爐用水或蒸汽從相應(yīng)管流容積中排出時(shí)，防止空氣的流入或后續(xù)流動(dòng)。
4.上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)蒸汽發(fā)生器關(guān)停時(shí)，進(jìn)行從相應(yīng)管流容積中排出鍋爐用水或蒸汽。
5.上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，管內(nèi)空的流容積完全充滿(mǎn)非活性氣體或非活性氣體混合物，所述空的流容積在使用鍋爐用水或蒸汽充入所述管之前存在和/或當(dāng)將鍋爐用水或蒸汽從所述管中排出時(shí)產(chǎn)生。
6.上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，以具有尤其是增高氣壓的氣體囊形式提供非活性氣體或非活性氣體混合物。
7.權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，將所述管以流體輸導(dǎo)的流動(dòng)方式與所述非活性氣體囊連接。
8.上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在通流閥打開(kāi)的同時(shí)引入非活性氣體或非活性氣體混合物。
9.權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述管和/或所述通流閥通過(guò)連通的通流管道以流體輸導(dǎo)的流動(dòng)方式與所述非活性氣體囊連接。
10.上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將氮?dú)庥米鞣腔钚詺怏w。
全文摘要
在使發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中、尤其是燃燒含碳燃料的蒸汽發(fā)生器或蒸汽鍋爐中豎直安裝的管壁區(qū)或管壁段的管流容積中的氧含量降低的方法中，提供了一種消除或至少減少鍋爐用水中的大氣氧摻入這一問(wèn)題的方案，該問(wèn)題在蒸汽發(fā)生器壁的管充入鍋爐用水和/或鍋爐用水從這些管中排出時(shí)出現(xiàn)。該方案通過(guò)如下得以實(shí)現(xiàn)在充入鍋爐用水或蒸汽前，向管壁區(qū)或管段的管中引入非活性氣體或非活性氣體混合物，鍋爐用水或由其形成的蒸汽在發(fā)電站運(yùn)行時(shí)流過(guò)該管，存在于相應(yīng)管流容積中、尤其是處于大氣氧形式的氣態(tài)氧借此方式被替換；和/或在從相應(yīng)管流容積中排出鍋爐用水或蒸汽期間，引入非活性氣體或非活性氣體混合物，借此方式充入所產(chǎn)生的空的容積。
文檔編號(hào)F22D5/00GK103162285SQ201210551930
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者霍斯特·特拉伯哈特, 于爾根·米勒 申請(qǐng)人:日立動(dòng)力歐洲有限公司