[发明专利]用于超过650℃的蒸汽温度的强制通流蒸汽发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于超过650℃的蒸汽温度的强制通流蒸汽发生器(Zwangdurchlaufdampferzeuger)，其中，强制通流蒸汽发生器具有燃烧室、联接在其上端处的烟气道(Rauchgaszug)以及围绕其的围壁(Umfassungswand)，其中，围壁由管壁形成，其管引导工作介质水/蒸汽，燃烧室具有至少一个燃烧器并且在烟气道中布置有下游加热面(Nachschaltheizflaeche)。

背景技术

通流更确切地说强制通流蒸汽发生器从出版物“Kraftwerktechnik”，Springer出版社，2.版1994，章节4.4.2.4-Zwangdurchlauf(171至174页)，ProfDr.-Ing.Karl Strauβ中已知，其在发电站中用于通过例如化石燃料的燃烧来产生电能。在通流或强制通流蒸汽发生器中，形成燃烧室或者气道的管壁或者围壁的加热(与带有在循环中引导的水-蒸汽混合物的仅部分蒸发的自然循环或者强制循环蒸汽发生器对比)导致在单次通流中管壁或围壁的管中的流动介质或者工作介质的蒸发。

对带有更高效率的、另外有助于减少到大气中的特定的CO₂排放的强制通流蒸汽发生器的期望另外导致强制通流蒸汽发生器的蒸汽参数的提高。更高的蒸汽参数、即工作介质蒸汽在强制通流蒸汽发生器的出口(新鲜蒸汽出口)处的更高压力和温度的获得或实现对强制通流蒸汽发生器的材料设计提出高的要求。具有大约280巴/600℃的蒸汽参数(新鲜蒸汽参数)的强制通流蒸汽发生器代表当前的现有技术。在此，构造为管壁的围壁的高负荷部分(斜绕组(Schraegwicklung)和竖直布管(Senkrechtberohrung))利用专门的材料T23(由ASME(美国机械工程师协会)批准的材料)、T24(7CrMoVTiB10-10)或者其它带有类似的化学成分的材料来实施，它们都属于改良的、耐热的2.25-2.5％铬钢的类别。材料T23例如在材料页511/2，2001.06版中提及，而材料T24例如在标准页DIN EN10216-2，2007十月版中提及。这些材料具有该优点，即它们最适合于上面提到的蒸汽参数并且它们可在没有热后处理的情况下焊接并且因此可以简单地执行围壁或者管壁的建造以及在施工现场的装配。

如果在效率的进一步改进的过程中期望带有还更高的蒸汽参数例如带有350巴/700℃(新鲜蒸汽参数)的强制通流蒸汽发生器，则蒸汽温度和因此在蒸汽发生器的围壁中的所属的计算温度进一步升高。但是对于该提高的围壁温度，前面提到的材料T23、T24或者带有类似的化学成分的其它材料在其强度特性值方面不再足够。用于该提高的围壁温度的可能的材料是马氏体的9-12％铬钢(例如T91(X10CrMoVNb9-1)、T92(X10CrWMoVNb9-2)和VM12-SHC(Vallourec-Mannesmann公司的产品名))或者镍基合金(例如合金617(NiCr23Co12Mo)或者合金617mod(NiCr23Co12Mo mod))。前面提及的材料绝大部分在材料页内提及，例如材料T91在材料页511/2，2009.06版中；材料T92在材料页552/2，2008.03版中；材料合金617在材料页485，2009/01版中而材料VM12在材料页560/2，2009/03版中。

在将马氏体的9-12％铬钢或者镍基合金应用于围壁时，需要复杂的制造和装配过程。马氏体的9-12％铬钢必须在车间中焊接之后并且在装配时进行热处理。为此，在车间内需要专门的回火炉并且在施工现场需要专门的退火箱。在制造或者装配镍基合金时必须控制过度大的收缩过程。附加地在镍基合金的情况下导致，其购置成本比钢的明显更高。因此对于这两种解决方案，应以更高的成本计算，不仅涉及材料成本而且涉及制造和装配成本。