一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置及其系統、方法與流程

本發明涉及蒸汽減溫領域，尤其涉及一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置及其系統、方法。

背景技術：

蒸汽輪機發電所需的蒸汽需滿足一定參數要求才能實施正常的發電作業，當進入蒸汽輪機的蒸汽溫度過高時，則會導致蒸汽輪機無法正常運行，因此，需要對進入蒸汽輪機之前的蒸汽進行降溫處理。

現有技術中，通常采用向高溫蒸汽噴水的方式對高溫蒸汽降溫，獲得所需溫度的蒸汽，但由于高溫蒸汽與水的混合不均，易導致混合后的蒸汽中存有水態，該狀態的蒸汽進入汽輪機會嚴重影響汽輪機的正常運行。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，其可避免降溫后的蒸汽中存有水態，并可獲得所需溫度的蒸汽。

本發明的目的還在于提供一種用于汽輪機的汽汽混合減溫系統，其可避免降溫后的蒸汽中存有水態，并可獲得所需溫度的蒸汽。

本發明的目的還在于提供一種用于汽輪機的汽汽混合減溫方法，其可避免降溫后的蒸汽中存有水態，并可獲得所需溫度的蒸汽。

為實現上述目的，本發明提供的一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，包括第一輸汽管、第二輸汽管和汽汽混合裝置；其中，

所述第一輸汽管與所述汽汽混合裝置相連通，并且所述第二輸汽管在所述汽汽混合裝置的上游與所述第一輸汽管相連通；

所述第一輸汽管中流通有蒸汽，所述第二輸汽管中流通有蒸汽，且所述第二輸汽管中流通的蒸汽的溫度小于所述第一輸汽管中流通的蒸汽的溫度。

進一步地，所述第一輸汽管的管壁與所述第二輸汽管的管壁呈一體結構，并使得所述第一輸汽管的內部與所述第二輸汽管的內部相連通；所述第一輸汽管的內徑與所述第二輸汽管的內徑的比值為a，0.5≤a≤1。

進一步地，所述第二輸汽管延伸至所述第一輸汽管的內部，所述第二輸汽管形成有出汽口，并 且所述出汽口的開口方向與所述第一輸汽管內蒸汽的流動方向一致；所述第二輸汽管的內徑與所述第一輸汽管的內徑的比值為a，0<a<0.5。

進一步地，所述第二輸汽管上設置有流量控制構件。

本發明提供的一種用于汽輪機的汽汽混合減溫系統，包括上述任一項所述的用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置、取熱-換熱裝置、蒸汽輸出管及汽輪機；其中，所述第一輸汽管的進汽端與所述取熱-換熱裝置的出口相連；所述汽汽混合裝置的出汽端與所述蒸汽輸出管相連通；所述蒸汽輸出管的出汽端與所述汽輪機的進汽端相連。

進一步地，還包括蒸汽供給裝置，所述第二輸汽管的進汽端與所述蒸汽供給裝置相連。

進一步地，所述蒸汽輸出管的出汽端上設置有溫度監測構件。

進一步地，所述第二輸汽管上設置有溫度監測構件和壓力監測構件。

進一步地，所述第一輸汽管上設置有溫度監測構件和壓力監測構件。

本發明提供的一種用于汽輪機的汽汽混合減溫方法，包括：測量蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值；

通過調節第二輸汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值趨于相等。

進一步地，所述通過調節第二輸汽管中的蒸汽流量使得所述蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值趨于相等，具體為：

根據所述蒸汽輸出管的出汽端的理想蒸汽溫度值和理想蒸汽壓力值獲得所述蒸汽輸出管出汽端的理想蒸汽焓值h；

實時測量第一輸汽管的出汽端的蒸汽的溫度和壓力，并計算所述第一輸汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₁；并測得所述第一輸汽管中蒸汽的流量q₁；

實時測量所述第二輸汽管的出汽端的蒸汽的溫度和壓力；并計算所述第二輸汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₂；并測得所述第二輸汽管中蒸汽的流量q₂；

調節所述第二輸汽管中蒸汽的流量使得

與現有技術相比，本發明提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，通過設置流通有溫度相對較低的蒸汽的第二輸汽管，并將第二輸汽管中的溫度相對較低的蒸汽與第一輸汽管中的溫度相對較高 的蒸汽通過汽汽混合裝置充分混合，即將第二輸汽管中的低溫蒸汽與第一輸汽管中的高溫蒸汽混合，在避免混合后的蒸汽存有水態的同時，還可達到降低第一輸汽管中的高溫蒸汽的溫度的目的，從而獲得所需溫度的蒸汽。

在進一步的技術方案中，當第一輸汽管的內徑與第二輸汽管的內徑的比值a，0.5≤a≤1時，將第一輸汽管的管壁與第二輸汽管的管壁設置為一體結構，并使得兩者的內部相連通。從而保證第一輸汽管中的高溫蒸汽和第二輸汽管中的低溫蒸汽充分混合。

在進一步的技術方案中，當第一輸汽管的內徑與第二輸汽管的內徑的比值a，0<a<0.5時，將第二輸汽管延伸至第一輸汽管的內部，并使得第二輸汽管上的出汽口的開口方向與第一輸汽管內蒸汽的流動方向一致。從而保證兩股蒸汽的充分混合。

在進一步的技術方案中，通過在第二輸汽管路上設置流量控制構件，可實時調節第二輸汽管中低溫蒸汽的流量，便于根據第一輸汽管中高溫蒸汽的溫度變化，調節第二輸汽管中低溫蒸汽的流量，進而獲得所需溫度的混合蒸汽。

與現有技術相比，本發明提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫系統，將取熱-換熱裝置作為第一輸汽管中的高溫蒸汽的供給來源，將低溫蒸汽與高溫蒸汽混合，便于獲得的所需溫度的蒸汽，并可避免含水態的蒸汽進入汽輪機對汽輪機的運行造成影響。

在進一步的技術方案中，將第二輸汽管的進汽端與蒸汽供給裝置相連，通過蒸汽供給裝置向整個系統提供低溫蒸汽，利用該低溫蒸汽達到降低高溫蒸汽的目的。

在進一步的技術方案中，通過在蒸汽輸出管的出汽端設置溫度監測構件，可以實時監測蒸汽輸出管輸出的蒸汽的溫度，便于確定其輸出的蒸汽的溫度是否符合所需蒸汽溫度。

在進一步的技術方案中，通過在第二輸汽管上設置溫度監測構件和壓力監測構件，便于實時監測第二輸汽管中的低溫蒸汽的溫度和壓力。

在進一步的技術方案中，通過在第一輸汽管上設置溫度監測構件和壓力監測構件，便于實時監測第一輸汽管中的高溫蒸汽的溫度和壓力。

與現有技術相比，本發明提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫方法，利用該用于汽輪機的汽汽混合減溫方法可通過調節第二輸汽管中的蒸汽流量調節蒸汽輸出管的出汽端的蒸汽溫度，從而獲得所需溫度的蒸汽。

在進一步的技術方案中，通過調節第二輸汽管中蒸汽的流量使得可以據此判斷第二輸汽管中蒸汽的流量是否調節合適。

附圖說明

在下文中將基于僅為非限定性的實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中：

圖1、圖2為本發明實施例二提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置的結構示意圖。

圖3為本發明實施例三提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫系統的結構示意圖。

圖4、圖5為本發明實施例四提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫方法的流程圖。

附圖說明：

1-第一輸汽管，2-第二輸汽管，3-汽汽混合裝置，4-取熱-換熱裝置，5-蒸汽輸出管，6-蒸汽供給裝置

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，因第二輸汽管中流通的蒸汽的溫度小于第一輸汽管中流通的蒸汽的溫度，可將第一輸汽管中流通的蒸汽定義為高溫蒸汽，將第二輸汽管中流通的蒸汽定義為低溫蒸汽。

實施例一

本實施例中提供的一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，包括第一輸汽管、第二輸汽管和汽汽混合裝置；其中，該第一輸汽管與該汽汽混合裝置相連通，并且該第二輸汽管在該汽汽混合裝置的上游與該第一輸汽管相連通；該第一輸汽管中流通有蒸汽，第二輸汽管中流通有蒸汽，且該第二輸汽管中流通的蒸汽的溫度小于該第一輸汽管中流通的蒸汽的溫度。

現有技術中，通常采用向高溫蒸汽噴水的方式對高溫蒸汽降溫，獲得所需溫度的蒸汽，但由于高溫蒸汽與水的混合不均，易導致混合后的蒸汽中易存有水態，該狀態的蒸汽進入汽輪機會嚴重影響汽輪機的正常運行。

因此，本實施例提供的用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，通過在第二輸汽管中流通有低溫蒸汽， 并將第一輸汽管中流通的高溫蒸汽與第二輸汽管中流通的低溫蒸汽通過汽汽混合裝置混合后再輸出，從而達到降低高溫蒸汽溫度的目的，進而獲得所需溫度的蒸汽；且該混合后的蒸汽中不含有水態，不會對汽輪機造成影響。

實施例二

如圖1、2所示，本實施例中提供的一種用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置，包括第一輸汽管1、第二輸汽管2和汽汽混合裝置3；其中，該第一輸汽管1與該汽汽混合裝置3相連通，并且該第二輸汽管2在該汽汽混合裝置3的上游與該第一輸汽管1相連通；該第一輸汽管1中流通有蒸汽，第二輸汽管2中流通有蒸汽，且該第二輸汽管2中流通的蒸汽的溫度小于該第一輸汽管1中流通的蒸汽的溫度。

如圖1所示，其中的第一輸汽管1的管壁與第二輸汽管2的管壁可呈一體結構，并使得該第一輸汽管1的內部與該第二輸汽管2的內部相連通；且該第一輸汽管1的內徑與該第二輸汽管2的內徑的比值為a，0.5≤a≤1。當第一輸汽管1的內徑與第二輸汽管2的內徑的比值a，0.5≤a≤1時，此種結構的第一輸汽管1的內徑與第二輸汽管2的內徑可理解為相近，此時，可將第一輸汽管1的管壁與第二輸汽管2的管壁設置為一體結構，從而保證第一輸汽管1中的高溫蒸汽和第二輸汽管2中的低溫蒸汽充分混合。

另外，如圖2所示，第二輸汽管2還可延伸至第一輸汽管1的內部，該第二輸汽管2形成有出汽口，且該出汽口的開口方向與第一輸汽管1內蒸汽的流動方向一致；且第二輸汽管2的內徑與第一輸汽管1的內徑的比值為a，0<a<0.5。當第二輸汽管2的內徑與第一輸汽管1的內徑的比值a，0<a<0.5時。此時，可理解為第一輸汽管1的內徑較大于第二輸汽管2的內徑，將第二輸汽管2延伸至第一輸汽管1的內部，該第二輸汽管2形成有出汽口，并將該出汽口的開口方向與第一輸汽管1內蒸汽的流動方向一致，從而保證第二輸汽管2中的低溫蒸汽與第一輸汽管1中的高溫蒸汽充分混合，從而獲得所需溫度的蒸汽。

再者，該第二輸汽管2上還可設置流量控制構件，通過該流量控制構件可調節第二輸汽管2中的低溫蒸汽的流量，便于根據第一輸汽管1中的高溫蒸汽的溫度及所需混合后蒸汽的溫度調節第二輸汽管2中低溫蒸汽的流量。

實施例三

如圖3所示，本實施例提供了一種用于汽輪機的汽汽混合減溫系統，包括實施例一或實施例二中所述的用于汽輪機的汽汽混合減溫裝置、取熱-換熱裝置4、蒸汽輸出管5及汽輪機；其中，第一輸汽管1的進汽端與該取熱-換熱裝置4的出口相連，汽汽混合裝置3的出汽端與蒸汽輸出管5相連通，蒸汽輸出管5的出汽端與該汽輪機的進汽端相連。

因此，本實施例將低溫蒸汽與從取熱-換熱裝置4取熱后獲得的高溫蒸汽混合后，達到降低從取熱-換熱裝置4取熱后獲得的高溫蒸汽的溫度的目的，便于獲得所需溫度的蒸汽；并可避免混合后的蒸汽存在水態，從而避免含水態的蒸汽進入汽輪機對汽輪機的運行造成影響。

在本實施例其中一個實施方式中，其中的取熱-換熱裝置4可為固體儲熱裝置，將固體儲熱裝置的出口與第一輸汽管1的進汽端相連。水吸收固體儲熱裝置儲存的熱量，產生高溫蒸汽，該高溫蒸汽輸送至第一輸汽管1中，第一輸汽管1中的高溫蒸汽與該第二輸汽管2中的低溫蒸汽進行混合，從而達到降低高溫蒸汽的目的。

在本實施例其中一個實施方式中，其中的取熱-換熱裝置4也可為熔融鹽儲熱單元和換熱單元構成的整體結構。其中，換熱單元中流通有水介質，將換熱單元的出口與第一輸汽管1的進汽端相連。熔融鹽儲熱單元中的高溫熔融鹽介質輸送至換熱單元中，換熱單元中的水介質與高溫熔融鹽換熱，溫度升高，獲得高溫蒸汽，將該高溫蒸汽輸送至第一輸汽管1中，第一輸汽管1中的高溫蒸汽與第二輸汽管2中的低溫蒸汽進行混合，從而達到降低高溫蒸汽的溫度的目的。

另外，在本實施例其中一個實施方式中，該光熱電站中的蒸汽配置系統還可包括汽水分離裝置，其中的取熱-換熱裝置4包括第一儲熱單元和第二儲熱單元；其中，該汽水分離裝置的入口端與第一儲熱單元相連，該汽水分離裝置的出口端與第二儲熱單元相連，且該汽水分離裝置的出口端與第二輸汽管的進汽端相連。即從第一儲熱單元取熱后的蒸汽通過汽水分離裝置進行汽水分離，將分離的水儲存在汽水分離裝置中，分離出的蒸汽中的一部分進入第二儲熱單元進行進一步的取熱，獲得較高的溫度，并流通至第一輸汽管1中；分離出的蒸汽中的另一部分則進入第二輸汽管2中，通過該第二輸汽管2中的溫度相對較低的蒸汽與第一輸汽管1中的溫度較高的蒸汽進行混合，從而調節第一輸汽管1中的蒸汽的溫度。

本實施例的用于汽輪機的汽汽混合減溫系統還包括蒸汽供給裝置6，其中，第二輸汽管2的進汽端與蒸汽供給裝置6相連，利用該蒸汽供給裝置6向第二輸汽管2輸送低溫蒸汽，利用該低溫蒸汽 達到降低高溫蒸汽的目的。其中的蒸汽供給裝置6可為上述描述的取熱-換熱裝置4中的可以供給低溫蒸汽的結構，也可為汽輪機，將第二輸汽管2的進汽端可與汽輪機的抽汽端相連，利用汽輪機抽汽端的溫度較低的蒸汽輸送至第二輸汽管2中，利用該低溫蒸汽實施對從取熱-換熱裝置4取熱利用后的高溫蒸汽進行降溫，從而調節進入汽輪機之前的蒸汽的品質。

其中的蒸汽輸出管5的出汽端上可設置溫度監測構件，通過該溫度監測構件可實時監測蒸汽輸出管5的出汽端的蒸汽的溫度，根據該溫度值判斷該蒸汽輸出管5的出汽端的蒸汽的溫度是否滿足所需溫度值，并根據該溫度值與所需理想溫度值的差異調整第二輸汽管2中的低溫蒸汽的流量。另外，在第二輸汽管2上也可設置溫度監測構件和壓力監測構件，通過該溫度監測構件和壓力監測構件實時監測第二輸汽管2中低溫蒸汽的溫度和壓力，為調節第二輸汽管2中的低溫蒸汽的流量提供參考。再者，也可在第一輸汽管1上設置溫度監測構件和壓力監測構件，通過該溫度監測構件和壓力監測構件實時監測第一輸汽管1中的高溫蒸汽的溫度和壓力，為調節第二輸汽管2中的低溫蒸汽的流量提供參考。

實施例四

如圖4、5，本實施例提供了一種用于汽輪機的汽汽混合減溫方法，包括：步驟S1：測量蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值；步驟S2：通過調節第二輸汽管中的蒸汽流量使得蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值趨于相等。

首先預設一個所需蒸汽的理想蒸汽溫度值，并實時測量蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值，根據該蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值的差異，調節第二輸汽管中的蒸汽流量使得蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值趨于相等。

若測得的蒸汽輸出管的出汽端的實際溫度值與理想蒸汽溫度值不同，則說明蒸汽輸出管的出汽端的溫度值仍未達到所需要求的蒸汽溫度，需要對該蒸汽的溫度進行調節。當蒸汽輸出管的出汽端的蒸汽溫度值小于理想蒸汽溫度值時，需減少第二輸汽管中的蒸汽流量，進而使得第一輸汽管中的高溫蒸汽與第二輸汽管中的低溫蒸汽混合后產生所需溫度的蒸汽。當蒸汽輸出管的出汽端的蒸汽溫度值大于理想蒸汽溫度值時，則需增加第二輸汽管中的蒸汽流量，進而使得第一輸汽管中的高溫蒸汽與第二輸汽管中的低溫蒸汽混合后產生所需溫度的蒸汽。該種調節方法需要通過測量蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值，當該蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值相等時，才表明調節合適。為提高 該調節方法的精確性，下述給出了更為具體的調節方法。

步驟S2：通過調節第二輸汽管中的蒸汽流量使得蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值趨于相等，具體為：

步驟T1：根據蒸汽輸出管的出汽端的理想蒸汽溫度值和理想蒸汽壓力值獲得蒸汽輸出管的出汽端的理想蒸汽焓值h。

步驟T2：實時測量第一輸汽管的出汽端的蒸汽的溫度和壓力，并計算第一輸汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₁；并測得第一輸汽管中蒸汽的流量q₁。

步驟T3：實時測量第二輸汽管的出汽端的蒸汽的溫度和壓力；并計算第二輸汽管的出汽端的蒸汽的焓值h₂；并測得第二輸汽管中蒸汽的流量q₂。

步驟T4：調節第二輸汽管中蒸汽的流量使得

當蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值與理想蒸汽溫度值相等時，根據能量守恒，h₁×q₁+h₂×q₂＝h×(q₁+q₂)，即第一輸汽管中的蒸汽能量與第二輸汽管中的蒸汽能量之和與蒸汽輸出管中的蒸汽能量相等。在反復調節第二輸汽管中的蒸汽流量值時，當滿足時，即可表示此時第二輸汽管中的蒸汽流量調節合適。由于從調節第二輸汽管中的蒸汽流量值至該蒸汽與第一輸汽管中的高溫蒸汽混合并輸送至蒸汽輸出管這一過程需要一定的時間，若通過測量蒸汽輸出管的出汽端的實際蒸汽溫度值，判斷其是否調節合適具有一定的滯后性。因此，根據能量守恒的原則調節第二輸汽管中的蒸汽流量較為精確快速。

最后需要說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施方式對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施方式記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施方式技術方案的精神和范圍。