用于运行汽轮机的方法，汽轮机和雾化器技术

本发明专利技术涉及一种用于运行汽轮机的方法，其中，将引入汽轮机的蒸汽加入不可溶的构成凝结核的粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行汽轮机的方法，一种相关的包括通过蒸汽驱动的透平叶片和去往透平叶片的供 汽管道的汽轮机，以及一种使用在按本专利技术的汽轮机中的雾化器。
技术介绍
汽轮机在现有技术中是众所周知的，它们大多构成一种也称为汽轮机过程的循环过程的组成部分。在这里，水在锅炉中加热并作为蒸汽流入汽轮机。蒸汽在汽轮机内膨胀并因而驱动透平和与之连接的发电机。水蒸气然后在凝汽器中冷却并重新凝结为水。例如借助泵将冷凝水重新置于锅炉中的压力状态并泵入锅炉内。曾有各种不同的途径，追求提高汽轮机效率。除了机械措施外，还建议在蒸汽流内添加化学材料，以达到更高的透平效率。其基本思想是，支持水蒸气的凝结并因而防止过饱和。由此尤其还应防止腐蚀，这种腐蚀可由于在透平叶片上形成较大的液滴(一次或二次)造成。在添加化学材料方面已知多种可能的方法，在避免腐蚀的同时，支持凝结并因而提高汽轮机效率。例如建议，作为附加的化学材料在蒸汽流内加入表面活性剂，它们降低液滴的表面张力，这有利于凝结。按另一种方案建议，添加可溶物质，例如盐，降低液滴的蒸汽压力。不过在这里出现的缺点是，通过添加水溶性离子物质促使设备腐蚀，所以几乎没有看到在汽轮机内部使用这种方法。
技术实现思路
因此本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于运行汽轮机的方法和一种相关的汽轮机，其中为了达到更高的效率改善凝结特性，尽可能对汽轮机没有不利的影响。为了解决上述技术问题，按本专利技术采用一种用于运行汽轮机的方法，其中，将引入汽轮机的蒸汽加入不可溶的构成凝结核的粒子。因此本专利技术的思想在于，添加不溶于水的粒子，它们可以用作凝结核。为此的前提条件是，凝结核，亦即粒子，有与水小的接触角。凝结核由现有技术已知的一种例子是碘化银粒子(Agl)。目前当应为大气中的云强制消电离时，可看到使用这种物质。然而按本专利技术优选的是，粒子由二氧化钛组成。由二氧化钛作为粒子的材料，同样可以制成与水有小接触角很小的不可溶的粒子。恰当的是，使用尽可能小的粒子，以便能在材料消耗量低的同时生成最大数量的凝结核，以及限制所形成液滴的尺寸。例如在一次近似时可以使用球形粒子，它们的尺寸在2-250nm范围内。尤其使用纳米粒子，因此它们的尺寸为Ι-lOOnm就够了。当然也可以规定，允许附聚一次近似时的球形粒子成为较大的粒子。因此不溶于水的粒子在到达透平叶片前已加入蒸汽流中。因为粒子不溶于水，所以避免腐蚀。此外，使用很小的粒子，尤其纳米粒子，由此可以节省材料，以及还可以减少由于粒子或液滴与叶片冲撞引起的腐蚀。在这里粒子尤其纳米粒子用作凝结核，从而抵制过饱和。在理想情况下甚至可以避免过饱和。尤其当使用非常小的粒子时，造成立即凝结许多小液滴。以此方式最终提高汽轮机的效率和发生较少的液滴冲蚀。粒子作用在汽轮机最后几级内，确切地说主要作用在会发生过饱和的区域内。在这里粒子应尽可能如此加入蒸汽流内，亦即使粒子在汽轮机内部沿蒸汽流的整个横截面分布。以此方式使本专利技术的良好特性对整个蒸汽流起作用。在本专利技术的框架内业已证明，在蒸汽流中提供不可溶粒子实际上可能有困难。因为固态粒子，尤其纳米粒子，一方面只能不良地输送，另一方面固体输送的宏观方法由于工艺技术方面的原因难以使用，因为过度附聚可出现超大的粒子。因此在按本专利技术的方法中可有突出优点地规定，将组成粒子的材料的前身尤其细雾化后加入蒸汽中，在那里通过水解反应形成所述材料和粒子。在这里从液态的前身出发建议，将它细喷撒在蒸汽流内，在那里与水在化学反应的框架内构成不可溶粒子，尤其纳米粒子。若例如粒子应由二氧化钛 (TiO2)组成，则作为前身有利地使用钛-(IV)-丁氧金属(Ti (OC4H9)4X水解反应式为Ti (OC4H9) 4+2H20_>Ti02+4H0C4H9。因此，采用本专利技术可以通过以液态存在的前身水解，就地生成粒子。其优点是避免固体技术上复杂的输送或计量，以及，在下面还会详细说明，可通过前身溶液的成分和调整雾化，影响所产生粒子的特性(大小、形状、附聚、表面改进)。在这方面可以进一步规定，前身尤其用酒精稀释。因此可以使用不含水的有机溶齐U，尤其酒精稀释前身。以此方式可以使溶液的物理性质适应于提出的要求。尤其可以影响凝结核亦即粒子的特性，例如其大小和/或附聚。对于一定类型的溶剂还可以达到，为粒子施加有机护层，它例如可以改善作为凝结核的特性，和/或避免附聚。当然也可以针对不同目的给前身添加另一种或另一些添加物，尤其为了在粒子上造成有机敷层。可以规定，添加氟化合物，以减少粒子附聚。所述液态前身的主要优点是具有可能性，使前身可以泵送和细喷撒。原则上可以使用传统的计量泵，但在这里在前身和随之形成的固体水解敏感度方面必须采取特殊措施，以避免堵塞输入管道。因此在使用传统的尽管是完全可以使用的喷嘴时，但是当例如喷嘴横截面可能被形成的固体阻塞时，仍会造成损害。在这方面可以建议，使用高压功率泵，以便在怀疑喷嘴内出现固体时，用大的力量将其从喷嘴去除。然而按本专利技术特别恰当的设计可以规定，用超声波压电雾化器雾化前身。这种雾化器理想地有一个雾化面，前身的输入管道汇入雾化面。若现在压电雾化器以其固有频率工作，则由此导致雾化面振动，以及通过雾化器的振动将前身加入蒸汽流内。因为在雾化面上发生真正的涡流，所以通过这种超声波压电雾化器带来的优点是，它也可以没有窄小的输入管道，并因而降低堵塞输入管道的危险。此外它有自净特性，这意味着，若无意中在雾化面上形成固体，则在此之后它通过雾化器振动被抛投以及随蒸汽流离开。若前身例如借助泵供给，则可通过泵的工作参数进行高精度的计量。恰当地，前身通过在雾化面上的输入管道直接连续计量。这意味着，用于前身的输入管道直接终止在超声波压电雾化器的雾化面上，在这里前身可通过输入管道连续供给。由此带来的优点是，过程可以在稳定的条件下进行，而例如液滴式计量时，系统在前身过量(新鲜液滴)与前身缺失(液滴在一定程度上完全雾化)之间周期性变换。然而优选地，用作凝结核的粒子应不仅随时间均匀产生，而且还应在空间均匀分布。若检测总的蒸汽流，则按本专利技术的方法可以最有效地使用。方法的准确性在这里与汽轮机内部的流体动力学有关，后面参见按本专利技术的汽轮机还要详细说明。若使用超声波压电雾化器，则它的只有在系统在共振状态下工作时才是最佳的特性，亦即电功率消耗及其转换为高频机械振动，还能有利地使用于调整。在这方面可例如规定，控制装置根据从高频电源向压电雾化器输出的电源电流和/或电源电压的频率，测量电源电流和/或电源电压。在共振频率时阻抗最小，这意味着，在电压相同时流过最大的电流。因此，可以通过改变频率和使阻抗最小找到共振频率。然而在另一个步骤中还可以利用这一效果，亦即现在共振频率本身又尤其取决于振动系统的质量，因此也与在雾化面上存在的前身的量有关。因此如已说明的那样，若通过测量电压和电流并相应地使阻抗最小，通过调整找到压电雾化器当时的共振频率，便可以根据此共振频率推断出压电雾化器充填前身或前身溶液的状况，从而有可能使前身的物料流量适应压电雾化器当时的工作状况。也就是说， 控制装置根据共振频率控制用于将前身输送给雾化面的输送装置，达到进一步的时间连续性，以及避免雾化时形成过大的会导致过大粒子的液滴。除方法外，本专利技术还涉及一种汽轮机，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.03 DE 102009056839.51.一种用于运行汽轮机的方法，其特征为将引入汽轮机的蒸汽加入不可溶的构成凝结核的粒子。2.按照权利要求I所述的方法，其特征为，所述粒子由二氧化钛组成。3.按照权利要求I或2所述的方法，其特征为，将组成粒子的材料的前身尤其细雾化后加入蒸汽中，在那里通过水解反应形成所述材料和粒子。4.按照权利要求3所述的方法，其特征为，所述前身尤其用酒精稀释，和/或用超声波压电雾化器雾化。5.一种汽轮机(32)，包括通过蒸汽驱动的透平叶片(37)和去往透平叶片(37)的供汽管道(33)，其特征为在供汽管道(33)上设有将不可溶的构成凝结核的粒子(I)加入蒸汽中的装置。6.按照权利要求5所述的汽轮机，其特征为，设有至少一个雾化器(5、17)用于粒子(I)材料前身，该前身水解反应为所述材料。7.按照权利要求6所述的汽轮机，其特征为，所述雾化器(5、17)是超声波压电雾化器(5、17)。8.按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：M黑尼布思，T哈默，N休尔肯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：