[发明专利]蒸汽涡轮机装置及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于发电的蒸汽涡轮机装置，其具有根据权利要求1前序部分的特征。

此外，本发明还涉及一种方法，其用于操作这种类型的蒸汽涡轮机装置。此外，本发明还涉及一种惯性分离器的应用。

背景技术

CH 653 097 A5公开了一种用于发电的组合式燃气轮机蒸汽动力装置。这种组合式装置一方面包括燃气轮机，该燃气轮机具有配套的压气机和配套的燃烧室；另一方面包括蒸汽涡轮机，该蒸汽涡轮机具有配套的蒸汽发生器。在此，燃气轮机的热废汽加热蒸汽发生器。

在已知的组合式装置中，燃烧室配备有流化床。在运行中生成的废气或者燃烧气体载有颗粒。为了避免这些颗粒进入燃气轮机，在燃气轮机上游的废气路径内布置有多个旋风分离器。

DE 198 34 376 A1公开了一种燃气轮机装置，其中，涡轮机叶片借助冷却气体冷却。为了将尘土从冷却气分离，轴向旋流式空气滤清器在要冷却的叶片的上游布置在冷却气路径内。

在现代蒸汽涡轮机装置中，为了取得更高的效率而在蒸汽涡轮机入口提高蒸汽温度和蒸汽压力成为一种趋势。蒸汽涡轮机以入口温度为580摄氏度至600摄氏度工作不仅是很重要或者特别重要，而已经是极端重要。更新的蒸汽涡轮机装置倾向于620摄氏度至650摄氏度的更高入口温度。对于未来的装置甚至可以考虑入口温度为700摄氏度至720摄氏度。这显示出，在这样高的蒸汽温度情况下，例如蒸汽发生器的蒸汽引导组件的氧化会超比例增加。因此产生氧化物颗粒，其将会脱离并被蒸汽流体带走。于是颗粒进入到蒸汽涡轮机，然而在那里由于惯性不能跟随叶片上的蒸汽流体的转向，由此颗粒撞击涡轮机叶片和转子叶片。当预先存在较高速度的情况下，在叶片上出现腐蚀现象。这种腐蚀现象损害叶片的空气动力性，这导致蒸汽涡轮机效率的降低。

发明内容

这里，本发明希望消除弊端。本发明(其如在权利要求中描述的那样)为开始部分所述类型的蒸汽涡轮机装置指出手段，该手段尤其减少由氧化物颗粒引发的对蒸汽涡轮机叶片腐蚀的危险。

根据本发明，所述问题由独立权利要求的主题解决。有利实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于这样一种总体考虑，即，在蒸汽涡轮机上游从在蒸汽发生器通向蒸汽涡轮机的蒸汽路径中去除蒸汽流中夹带的颗粒，并且优选借助惯性分离器。

使用惯性分离器(其尤其可以被构造为旋风分离器)是可相对廉价地实现的措施，该措施相对于使用传统的过滤器，特点是相对小的压力损失。此外，惯性分离器的应用比起以下应用有显著的价格优势，所述应用是为减少蒸汽的氧化作用而应用高净化水，或者为提高组件的抗氧化性在蒸汽发生器区域内应用特别高价值的材料，或者为改善叶片的抗腐蚀性而为叶片应用特别高价值的合金或者涂层或者表面处理。相比所述的替代方式，惯性分离器的特点是特别低的压力损失以及廉价的可实现性。惯性分离器的特征在于，在惯性分离器内强制进行流体转向，而夹带的颗粒由于其较大的质量而不能够跟随转向。替换地，颗粒撞击到相应的障碍物，颗粒由此被附加地制动。

由从属权利要求、附图和依据附图的所属附图说明得出本发明的其它重要特征和优点。

附图说明

在附图中示出了本发明的优选实施例并且在以下描述中进一步阐述该优选实施例，同样的或者近似的或者功能相同的组件在此将以相同附图标记标识。图中，分别示意性示出：

图1表示蒸汽涡轮机装置的线路图式高度简化的原理性示意图；

图2表示一种惯性分离器的简化的局剖侧视图；

图3表示另一种惯性分离器的局剖透视立体图。

具体实施方式

按照图1，根据本发明的蒸汽涡轮机装置1包括蒸汽路径2，在蒸汽路径2内布置有蒸汽涡轮机3和蒸汽发生器4。在此，蒸汽涡轮机3在蒸汽发生器4的下游并且例如可以驱动发电机5，蒸汽涡轮机装置1从而被优选用于发电。蒸汽涡轮机装置1可以是组合装置的，即组合式燃气轮机蒸气动力装置的组成部分。尤其是，蒸汽发生器4可以被燃气轮机的热废汽加热。但原则上，蒸汽发生器4的加热可以是任意配置的。

根据本发明，在蒸汽路径2中，惯性分离器6布置在蒸汽发生器4的下游和蒸汽涡轮机3的上游。惯性分离器6用于分离在蒸汽流体中夹带的通常为固体的颗粒，所述分离是借助惯性力实现的。被分离的颗粒可按照箭头7从惯性分离器6排出。