直流式蒸汽生成器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的直流式蒸汽生成器，并且涉及根據(jù)權(quán)利要求5所要求保護的用于操作這一類型的直流式蒸汽生成器的方法。
[0002]具體地，本發(fā)明涉及用于發(fā)電廠設(shè)施的直流式或者強制流動式蒸汽生成器，其具有長方形橫截面的燃燒腔室，燃燒腔室的每個燃燒腔室壁包括基本上豎直設(shè)置的蒸發(fā)器管，蒸發(fā)器管經(jīng)由管網(wǎng)以氣密方式連接到彼此，并且流介質(zhì)可以從底部到頂部流動通過蒸發(fā)器管。這里，對形成燃燒腔室壁的所述蒸發(fā)器管的加熱導(dǎo)致流介質(zhì)一次性完全蒸發(fā)。這里，原則上，直流式蒸汽生成器的蒸發(fā)器管可以部分地或者在整個長度上以豎直或者垂直和/或螺旋或者盤旋方式設(shè)置。這里，直流式蒸汽生成器可以被設(shè)計為強制流動式蒸汽生成器，流介質(zhì)的流動這里由饋送栗推動。
【背景技術(shù)】
[0003]純豎直蒸發(fā)器管概念的本質(zhì)優(yōu)勢是燃燒腔室懸浮裝置的簡單構(gòu)造、低的制造和組裝花費、以及相對大的維護方便性。與具有盤旋管的燃燒腔室壁相比，以這一方式，投資成本可以被極大地減少。然而，由于設(shè)計，具有垂直管的這一類型的蒸發(fā)器管概念的溫度不平衡與具有盤旋管的燃燒腔室相比大得多。雖然盤旋纏繞的蒸發(fā)器管幾乎貫穿燃燒腔室的所有加熱區(qū)域，并且因此可以實現(xiàn)令人滿意的加熱均衡性，但是垂直管的單獨燃燒腔室管仍然在從上游的蒸發(fā)器入口集管到下游的蒸發(fā)器出口集管的相應(yīng)加熱區(qū)域中。因此，強加熱的燃燒腔室區(qū)域中的管(例如在燃燒器附近，要不然在具有長方形橫截面的燃燒腔室的中間壁區(qū)域中)在整個管長度上經(jīng)歷連續(xù)的附加的加熱。弱加熱的燃燒腔室區(qū)域中的管(特別地，具有長方形橫截面的燃燒腔室的角落壁管)相比之下在整個管長度上經(jīng)歷較少的加熱。在具有盤旋蒸發(fā)器管的設(shè)計中，對單獨管或者管組的附加加熱或者較少加熱處于低個位數(shù)百分比范圍內(nèi)。在具有垂直管的設(shè)計的情形下，相比之下，關(guān)于單獨蒸發(fā)器管的平均熱量吸收，已知大得多的附加加熱和較少加熱。因此，在具有垂直管的燃燒腔室壁的情形下的基本挑戰(zhàn)在于控制單獨蒸發(fā)器管之間的所述大的加熱不平衡的能力。
[0004]解決上面描述的問題的非常有效的并且已經(jīng)在DE4 431 185 A1中公開的方法是根據(jù)被稱為“低質(zhì)量流量”設(shè)計的垂直管設(shè)計。在這一方法中，目標是垂直管中的造成單獨蒸發(fā)器管的正吞吐量特性的最低可能質(zhì)量流密度。具體地，這意味著具有較多加熱的管具有更高的吞吐量，而具有較少加熱的管具有更低的吞吐量。因此，高得不被允許的溫度不平衡的出現(xiàn)可以僅通過有針對性地應(yīng)用物理定律的方式而被有效地抵消。然而，由于對設(shè)施效率程度的要求在過去的幾年中持續(xù)上升，并且因此現(xiàn)場蒸汽溫度和壓力同樣地連續(xù)增加，并且此外，越來越大的負載范圍也必須通過發(fā)電廠設(shè)施的方式來覆蓋，所以有必要進一步開發(fā)所述“低質(zhì)量流量”設(shè)計。
[0005]新開發(fā)的材料的使用和在處理期間和發(fā)電廠設(shè)施的操作期間管理這些材料的能力附加地使得有必要再一步減少可能的溫度不平衡。
[0006]將明顯的是，將質(zhì)量流分布分到單獨的燃燒腔室壁區(qū)域并且因此分到蒸發(fā)器管的不同組，并且接著有針對性地對其進行操縱。具體地，這意味著具有高加熱的壁區(qū)域優(yōu)選地將具有比較大的通流速率，而具有低加熱的壁區(qū)域?qū)⒕哂袑?yīng)較低的通流速率。為了這一目的，燃燒腔室必須被分為有代表性的壁區(qū)域以便將不同的加熱區(qū)域考慮在內(nèi)。這通過入口和出口集管的分段方式進行。這里，每個集管分段被分配到具有代表性加熱的壁區(qū)域。在入口區(qū)域中，每個集管分段被提供有專用給水供應(yīng)線路。通過選取所述供應(yīng)線路的合適幾何配置的方式，或者通過在所述供應(yīng)線路的區(qū)域中安裝附加的孔板的方式，將整個給水質(zhì)量流分到單獨的集管分段可以根據(jù)相應(yīng)的加熱情況有針對性地執(zhí)行。
[0007]然而，幾何上適于彼此的供應(yīng)線路或孔板具有決定性的劣勢，即它們的節(jié)流動作隨負載而改變。因此，蒸發(fā)器中的質(zhì)量流分布和關(guān)聯(lián)的蒸發(fā)器出口處的溫度不平衡僅可以針對歸于系統(tǒng)的限定的負載范圍進行優(yōu)化。此外，供應(yīng)線路和孔板兩者都僅在精確地知道燃燒腔室周界上的熱量分布的情形下可以有針對性地設(shè)計并且適于彼此。如果然后在發(fā)電廠設(shè)施的操作期間出現(xiàn)的熱量分布與在供應(yīng)線路或者孔板的設(shè)計計算中所使用的分布不同，則在最不利的情形下，溫度不平衡甚至?xí)仙?。在有或者沒有孔板的情況下，經(jīng)由對供應(yīng)線路的幾何適配進一步確保設(shè)計的構(gòu)思因此在某些環(huán)境下甚至是相反的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供經(jīng)改善的直流式蒸汽生成器，并且提供用于操作這一類型的直流式蒸汽生成器的對應(yīng)方法。
[0009]這一目的是借助于具有權(quán)利要求1所述的特征的直流式蒸汽生成器和具有權(quán)利要求5所述的特征的方法實現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)勢在于如下事實:燃燒腔室壁的蒸發(fā)器管在每種情形下都根據(jù)它們的加熱程度通過入口集管(其被設(shè)置在上游)而組合，以形成加熱較多的管組和加熱較少的管組;并且至少一個控制閥門被提供在對應(yīng)的給水供應(yīng)區(qū)域中，以用于對給水的質(zhì)量流的受控節(jié)流并且因此對流過蒸發(fā)器管的流介質(zhì)的受控節(jié)流;并且用于測量來自蒸發(fā)器管的流介質(zhì)的出口溫度的溫度測量裝置被提供在出口集管(其被設(shè)置在下游)的區(qū)域中，以便確定用于至少一個控制閥門的控制變量；由于如上事實，從而具有垂直管的燃燒腔室的溫度不平衡可以以低花費在發(fā)電廠設(shè)施的整個負載范圍內(nèi)有效地被最小化，甚至在直流式蒸發(fā)器的設(shè)計幾乎未改變的情形下也是如此。在最有利的情形下，僅一個作為控制配件的附加控制閥門和對應(yīng)控制概念將被提供用于這一目的。這里，根據(jù)本發(fā)明的用于操作這一類型的直流式蒸汽生成器的方法提供如下內(nèi)容，即加熱較少的管組的給水供應(yīng)通過如下方式而被減少:將至少一個控制閥門節(jié)流到加熱較多的管組的出口溫度等于加熱較少的管組的出口溫度或者處于相似水平的程度。
[0011]加熱較多的管組和加熱較少的管組中的每個管組優(yōu)選地在每種情形下都被分配到入口集管之一和出口集管，并且每個出口集管具有溫度測量裝置之一。這里，溫度測量裝置優(yōu)選地被安裝在從出口集管發(fā)出的線路中，因為混合溫度在這里被測量。
[0012]具體地，在角落壁區(qū)域中具有顯著較少加熱的管組的基本上長方形的燃燒腔室的情形下，如果四個角落壁區(qū)域中的每個角落壁區(qū)域都具有專用給水供應(yīng)線路(在每種情形下都具有一個專用控制閥門)則可以是有利的。直流式蒸汽生成器的具有垂直管的蒸發(fā)器壁的出口處的溫度分布的進一步均衡可以借助于所述升級實現(xiàn)，如果需要的話，所述升級還可以以模塊化方式執(zhí)行。在這些情況下，甚至可以想到的是，向直流式蒸汽生成器裝備從入口到出口的完整通路中的管，其結(jié)果是，迄今為止所提供的換向集管可以被免除。對于動態(tài)穩(wěn)定而言可能需要的壓力均衡這里可以借助于便宜得多的壓力均衡集管實現(xiàn)。
[0013]對根據(jù)本發(fā)明的直流式蒸汽生成器或者強制流動式直流式蒸汽生成器的其它有利開發(fā)可以從其它從屬權(quán)利要求中得出。
【附圖說明】
[0014]現(xiàn)在將使用下圖通過示例的方式解釋本發(fā)明，其中:
[0015]圖1圖解式地示出了具有長方形燃燒腔室的直流式蒸汽生成器的根據(jù)本發(fā)明的實施例的橫截面，并且
[0016]圖2圖解式地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明基于如下概念:將流過燃燒腔室1中的蒸發(fā)器管的流介質(zhì)的質(zhì)量流分布分段為加熱較多的管組10和加熱較少的管組11，并且接著有針對性地操縱它們的通流速率。具體而言，這意味著具有高加熱的壁區(qū)域應(yīng)具有比較大的通流速率，而具有低加熱的壁區(qū)域應(yīng)具有對應(yīng)較低的通流速率。為了這一目的，如圖1和圖2中通過示例的方式所示出的，完整的燃燒腔室1被分為具有不同加熱區(qū)域的代表性壁區(qū)域E1至E4和Ml至M4。這里，這至少通過借助于(強制流動式)直流式蒸汽生成器的較低端部處的入口集管(未更詳細示出)將蒸發(fā)器管分段為管組10和管組11的方式而進行。
[0018]在穿過燃燒腔室1的直流式蒸汽生成器的橫截面(在圖1中圖解式地示出)中，可以看到十二個經(jīng)分段的管組10和管組11。這里，每個燃燒腔室壁被分配了在角落處的兩個入口集管分段和位于這兩個入口集管分段之間的入口集管分段。這里，入口集管分段中的每個入口集管分段被分配到具有代表性加熱的壁區(qū)域(這里為加熱較少的角落壁區(qū)域E1至E4和加熱較多的中間壁區(qū)域Ml至M4)，角落壁區(qū)域E1至E4在每種情形下被分配了兩個鄰近燃燒腔室壁的角落處的兩個入口集管分段。這里，每個角落壁區(qū)域E1至E4被分配了給水供應(yīng)線路S1至S4，以用于將給水供應(yīng)到對應(yīng)入口集管。這里，如圖1所示，它們可以對應(yīng)地從給水主供應(yīng)線路20分支，并且可以在每種情形下經(jīng)由對應(yīng)入口集管分段向在每個角落壁區(qū)域中的鄰近燃燒腔室壁的兩個管組供應(yīng)給水(通過圖1中的箭頭的方式指示)。這里，給水主供應(yīng)線路20和給水供應(yīng)線路S1至S4形成向角落壁區(qū)域的管組11的給水供應(yīng)。如果控制閥門R接著被提供在給水主供應(yīng)線路20中，則