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1、(10)申请公布号 CN 103765098 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103765098 A (21)申请号 201280042591.8 (22)申请日 2012.08.02 11179513.4 2011.08.31 EP F22G 5/12(2006.01) F02C 3/30(2006.01) F02C 7/143(2006.01) F01D 25/12(2006.01) F02C 7/16(2006.01) (71)申请人 西门子公司 地址 德国慕尼黑 (72)发明人 彼得贝伦布林克 弗兰克戴德维希 霍尔格热当尼茨 迪尔克哈克里德 马里奥克贝 贝恩德普拉德。
2、 霍斯特乌韦劳 斯特凡舍斯塔格 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 张春水 李德山 (54) 发明名称 旁通蒸汽管道 (57) 摘要 本发明涉及一种用于在旁通站中将水与蒸汽 混合的混合单元 （1） ， 其中在混合单元 （1） 中设置 有多个拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，） ， 所述拉瓦尔 喷嘴沿水蒸汽方向轴向地相对彼此移动， 使得整 体上降低噪声发射。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.02.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/065121 2012.08.02 (87)PCT国际申请的公布数。
3、据 WO2013/029914 DE 2013.03.07 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103765098 A CN 103765098 A 1/1 页 2 1. 一种用于将流动介质 （3） 与冷却介质混合的混合单元 （1） ， 所述混合单元包括管通 道部段 （2） ， 在所述管通道部段上流体地耦联有混合部段 （4） ， 其中所述混合部段 （4） 包括 多个拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，） ， 所述流动介质 （3） 能够穿。
4、流所述拉瓦尔喷嘴， 其中在所 述拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，） 中构成有喷射通道 （6） ， 所述冷却介质穿流所述喷射通道， 使得发生所述流动介质 （3） 与所述冷却介质的混合， 其中彼此相邻的拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，） 沿着所述流动介质 （3） 的流动方向 （8） 彼此错位地设置， 其特征在于， 所述拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，）与移动装置耦联， 其中所述拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b，） 能够在运行期间移动。 2. 根据权利要求 1 所述的混合单元 （1） ， 其中所述拉瓦尔喷嘴 （5， 5a， 5b， ） 彼此相 同地构成。 3.根据权利要求1或2所述的混合单元 。
5、（1） ， 其中所述喷射通道 （6） 相对于所述拉瓦尔 喷嘴壁倾斜地构成。 4. 根据上述权利要求中的任一项所述的混合单元 （1） ， 其中所述流动介质 （3） 是蒸汽。 5. 根据上述权利要求中的任一项所述的混合单元 （1） ， 其中所述冷却介质是水。 6. 根据权利要求 1 所述的混合单元 （1） ， 其中借助于电气机构或液压机构进行移动。 权 利 要 求 书 CN 103765098 A 2 1/3 页 3 旁通蒸汽管道 技术领域 0001 本发明涉及一种用于将流动介质与冷却介质混合的混合单元， 所述混合单元包括 管通道部段， 混合部段流体地耦联到管通道部段上， 其中混合部段包括多个拉瓦。
6、尔喷嘴， 流 动介质能够穿流所述拉瓦尔喷嘴， 其中在拉瓦尔喷嘴中构成有喷射通道， 冷却介质穿流所 述喷射通道， 使得发生流动介质与冷却介质的混合。 背景技术 0002 在蒸汽发电厂中， 在蒸汽发生器中产生蒸汽， 所述蒸汽在流体地与蒸汽发生器联 接的涡轮机组中将蒸汽的热能转换成转动能。转动能最终转换成电能。只要蒸汽发电厂 在持续运行中运转并且发电机上的负载是相对恒定的， 热力学性能就是在时间上相对恒定 的。 0003 通常存在下述情况， 在所述情况中， 蒸汽发电厂必须匹配于快速变化的负载情况。 例如能够是， 出现故障情况并且发电机必须突然从电网分离。 也能够发生的是， 蒸汽发电厂 必须不可预见地。
7、从全负载切换成部分负载。 这种负载改变是对整个蒸汽发电厂的调节技术 的挑战。 一种方案是， 进行或出现快速变化的负载改变， 使得由蒸汽发生器产生的在持续运 行或全负载运行中直接流向高压部分涡轮机的蒸汽经由旁通站直接导向冷凝器。 在所述旁 通站中设有下述设备， 所述设备将高温加热的蒸汽与水混合， 以便由此改变蒸汽的热力学 性能。所述水喷入到蒸汽中。这根据现有技术在旁通站中进行， 在所述旁通站中设有拉瓦 尔喷嘴， 所述拉瓦尔喷嘴具有喷射通道， 通过所述喷射通道将水喷射到蒸汽中。 0004 当然已经表明， 由此噪声发射是相对强的。 此外已经表明， 温度分布不是足够均匀 的， 这引起在部分负载中的并非。
8、最优的运行性能。 0005 基本上， 现今使用的旁通站由旁通阀和旁通蒸汽输入装置构成。旁通蒸汽输入装 置包括节流部、 水喷射设备和混合管。在蒸汽发电设施运转时或者在蒸汽轮机启动 （Trip） 之后， 出现的蒸汽经由旁通站通过喷入水而冷却并且直接导入到冷凝器中。 发明内容 0006 本发明的目的是， 在运行期间实现水与蒸汽的混合并且同时降低噪声发射。 0007 所述目的通过用于将流动介质与冷却介质混合的混合单元来实现， 所述混合单元 包括管通道部段， 混合部段流体地耦联到管通道部段上， 其中混合部段包括多个拉瓦尔喷 嘴， 流动介质能够穿流所述拉瓦尔喷嘴， 其中在拉瓦尔喷嘴中构成有喷射通道， 所述。
9、冷却介 质穿流喷射通道， 使得发生流动介质与冷却介质的混合， 其中彼此相邻的拉瓦尔喷嘴沿着 流动介质的流动方向彼此错位地设置。 0008 在从属权利要求中提出有利的改进形式。 0009 因此， 借助本发明提出下述措施， 与蒸汽仅穿流唯一的节流开口的现有设计相反， 应用多个节流开口。 由于应用唯一的节流开口而存在的缺点是尤其在混合部段的边缘处没 有最佳地进行混合。通过应用多个节流开口实现更好的混合和降低的噪声发射。 说 明 书 CN 103765098 A 3 2/3 页 4 0010 本发明的主要思想是， 两个彼此相邻的拉瓦尔喷嘴沿着流动方向彼此错位地设 置。为了冷却蒸汽， 在旁通运行中将水喷。
10、入到旁通蒸汽管道中。为了实现良好地喷洒水进 而实现有效的冷却， 蒸汽在混合之前引导通过拉瓦尔喷嘴或者通过节流孔， 由此强烈地提 高流动速度。蒸汽和水滴之间的高的相对速度尽管引起良好的喷洒， 但是具有的缺点是水 滴不到达蒸汽流的核心中进而蒸汽流的内部部分或者内部核心不被充分地冷却。 拉瓦尔喷 嘴从现在开始沿着流动介质的流动方向轴向地移动。在穿流拉瓦尔喷嘴时， 产生声波。声 波在拉瓦尔喷嘴后方形成。 当拉瓦尔喷嘴附加地轴向地相对彼此移动一定长度使得不同的 且彼此相邻的拉瓦尔喷嘴的声波波峰和声波波谷相互抵消时， 显著地降低总声波发射。 0011 因此在此重要的特征是， 轴向地相对彼此移动彼此相邻设置。
11、的各个拉瓦尔喷嘴。 0012 拉瓦尔喷嘴与移动装置耦联， 其中拉瓦尔喷嘴能够在运行期间移动。 因此提出， 构 成主动的移动， 所述主动的移动能够以电气的方式或液压的方式或者借助其他机构进行， 因此拉瓦尔喷嘴平面能够相对彼此移动， 使得在运行期间能够影响不同的频率带。 因此， 在 不同的运行状态中能够有效地降低噪声发射。 0013 在第一有利的改进形式中， 拉瓦尔喷嘴彼此相同地构成。这引起声波波谷和声波 波峰的更好的可计算性进而能够通过声波发射由计算而事先更好地确定 ： 轴向移动必须进 行多远。 0014 在另一有利的改进形式中， 拉瓦尔喷嘴与移动装置耦联， 其中在运行期间可以进 行拉瓦尔喷嘴的。
12、移动。 因此提出， 构成主动的移动， 所述主动的移动能够以电气的方式或液 压的方式或者借助其他机构进行， 因此拉瓦尔喷嘴平面能够相对彼此移动， 使得在运行期 间能够影响不同的频率带。因此， 在不同的运行状态中能够有效地降低噪声发射。 附图说明 0015 根据实施例现在详细地阐明本发明。其示出 ： 0016 图 1 示出常规的混合单元的横截面视图 ； 0017 图 2 示出根据本发明的混合单元的横截面视图 ； 0018 图 3 示出混合单元的一部分的横截面视图。 具体实施方式 0019 图 1 示出根据现有技术的混合单元 1。这种混合单元 1 的特征在于具有管通道部 段 2， 流动介质 3 在所。
13、述管通道部段中朝混合部段 4 流动。在所述混合部段 4 中设置有拉瓦 尔喷嘴 5， 在所述拉瓦尔喷嘴中加速流动介质。在拉瓦尔喷嘴 5 中设置有喷射通道 6， 冷却 介质例如水穿流所述喷射通道。冷却介质与在管部段 7 中的流动介质 3 混合， 所述管部段 流体地连接在混合单元 4 上。 0020 图 2 示出混合单元 1 的根据本发明的视图。与根据图 1 的混合单元 1 不同的是， 在混合部段 4 中设置有多个拉瓦尔喷嘴 5a、 5b、 5c， 流动介质 3 穿流所述拉瓦尔喷嘴并且在 所述拉瓦尔喷嘴中分别构成有喷射通道 6， 通过所述喷射通道将水与流动介质混合。此外， 图 1 和图 2 之间的混。
14、合单元 1 之间的区别在于， 拉瓦尔喷嘴 5a、 5b、 5c 沿着也能够称作为轴 向方向的流动介质方向 8 相对彼此移动。通过所述移动将与相邻的拉瓦尔喷嘴的声波波峰 重叠的声波波谷抵消。由此实现总声波发射降低。管部段 7 最后与没有详细示出的冷凝器 说 明 书 CN 103765098 A 4 3/3 页 5 连接。 0021 拉瓦尔喷嘴 5a、 5b、 5c 相对彼此的轴向移动能够通过借助于电气力或液压力进行 的主动移动来进行。这能够在出现不同的运行状态的运行期间进行。由此能够影响不同的 频率带， 这整体上即使在运行期间降低噪声发射。 0022 能够在运行中测量频率带进而将节流部相对彼此移。
15、动， 使得噪声发射变得最小。 在设备启动时事先为每个负载点确定最有利的轴向位置并且然后在运行中仅引入所述轴 向位置而不必主动地测量频谱。 0023 图 3 示例地示出拉瓦尔喷嘴 5a 和 5b 的移动的视图。拉瓦尔喷嘴 5a 相对于拉瓦 尔喷嘴 5b 相对彼此移动长度 L。在 1000Hz 的声频率的情况下， 这得到大约 500m/s 的声速， 由此得到 0.5m 的所需要的长度。该长度能够在一次近似中静态地设定或者， 如在更上面详 细地描述， 即使在运行期间也能够通过主动的移动来获得。 说 明 书 CN 103765098 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103765098 A 6 。