用于組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠的冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠的冷卻裝置，其包括內燃活塞式發(fā)動機和鍋爐系統(tǒng)，該鍋爐系統(tǒng)連接成接收內燃活塞式發(fā)動機中產生的熱量。
【背景技術】
[0002]EP1028233 A2公開了一種組合循環(huán)電廠，該組合循環(huán)電廠包括至少一個多缸燃燒發(fā)動機單元，其廢氣注入廢氣鍋爐產生蒸汽。所述蒸汽在汽輪機中被用來發(fā)電。該裝置還包括汽輪機和與之附接的發(fā)電機、冷凝器、可用于冷卻所述發(fā)動機的傳熱器以及給水箱。
[0003]利用內燃發(fā)動機的組合循環(huán)發(fā)電廠是公知的。這種發(fā)電廠借助發(fā)動機耦合發(fā)電機和由發(fā)動機廢氣熱量產生的蒸汽驅動的汽輪發(fā)電機兩者來發(fā)電。
[0004]在現有技術的組合循環(huán)發(fā)電廠中，一個廢氣鍋爐被布置成連接發(fā)動機的廢氣通道。所產生的蒸汽被導向汽輪機，該汽輪機被設置為驅動發(fā)電機發(fā)電。汽輪機所用的低壓蒸汽通常依靠向周圍環(huán)境傳遞熱量的壓縮單元進行壓縮。
[0005]本發(fā)明的一個目的是提供一種用于組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠的冷卻裝置，依靠該裝置熱流可能被有效控制。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的通過這樣一種冷卻裝置而基本上得以實現，該冷卻裝置用于組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠，該組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠包括內燃活塞式發(fā)動機和包括汽輪機-發(fā)電機組的鍋爐系統(tǒng)，所述冷卻裝置包括冷卻流體回路，該冷卻流體回路設置有:用于冷卻所述冷卻流體回路中的流體的第一傳熱裝置以及用以從所述發(fā)動機接收熱量的第二傳熱裝置；冷凝器傳熱裝置，該冷凝器傳熱裝置用以冷凝所述鍋爐系統(tǒng)中的蒸汽；以及第三傳熱裝置，該第三傳熱裝置用以從所述發(fā)動機接收熱量。本發(fā)明的特征在于:在所述冷卻流體回路中，所述第一傳熱裝置、所述第二傳熱裝置、所述冷凝器傳熱裝置和所述第三傳熱裝置全部串聯連接。
[0007]以這種方式，在組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠中的熱流可以被有效控制。第一傳熱裝置、第二傳熱裝置、冷凝器傳熱裝置和第三傳熱裝置的實際順序或先后可以根據具體的應用而變化。
[0008]根據本發(fā)明的一個實施方式，所述傳熱裝置的所述冷卻流體回路是閉合回路。
[0009]根據本發(fā)明的另一個實施方式，所述第一傳熱裝置被布置成從所述冷卻流體向所述冷卻裝置周圍的外界空氣傳遞熱量而不向所述空氣進行質量傳遞。
[0010]用于從發(fā)動機接收熱量的第三傳熱裝置在實踐中可以利用多種可能的將發(fā)動機連接至冷卻裝置的方式應用。
[0011]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述第二傳熱裝置被布置成從所述發(fā)動機的燃燒空氣傳遞熱量給所述冷卻流體回路中的冷卻流體。
[0012]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述冷凝器傳熱裝置被布置成冷凝所述鍋爐系統(tǒng)中的蒸汽并將熱量傳遞給所述冷卻流體回路中的冷卻流體，所述冷凝器傳熱裝置被布置在所述第二傳熱裝置的下游。
[0013]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述冷凝器傳熱裝置在所述冷卻流體回路中被布置在所述第一傳熱裝置和所述第二傳熱裝置之間。
[0014]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述第三傳熱裝置包括在所述冷卻流體回路中串聯連接的潤滑油傳熱單元、燃燒空氣傳熱單元和發(fā)動機套傳熱單元。
[0015]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述第三傳熱裝置包括與所述冷卻流體回路并聯連接的潤滑油傳熱單元、燃燒空氣傳熱單元和發(fā)動機套傳熱單元。
[0016]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述第二傳熱裝置設置有溫度控制系統(tǒng)以控制從燃燒空氣到冷卻流體的傳熱率。
[0017]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述第三傳熱裝置設置有溫度控制系統(tǒng)以控制從燃燒空氣、潤滑油和發(fā)動機到冷卻流體的傳熱率。
[0018]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述冷卻裝置包括預加熱器傳熱裝置，該預加熱器傳熱裝置在該預加熱器傳熱裝置的第二側連接到所述鍋爐系統(tǒng)，該預加熱器傳熱裝置位于所述冷凝器傳熱裝置的下游，以從所述發(fā)動機傳遞熱量給冷凝器并因而預加熱所述冷凝器。在這種情況下，預加熱器有利的是發(fā)動機專用預加熱器。優(yōu)選的是，所述預加熱器傳熱裝置被布置成通過發(fā)動機套傳熱單元從發(fā)動機套傳遞熱量給所述冷凝器。
[0019]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述冷卻裝置包括一組第一傳熱裝置，所述一組第一傳熱裝置包括多于一個相互并聯連接的第一傳熱裝置。
[0020]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述冷卻裝置包括一組第二傳熱裝置，所述一組第二傳熱裝置包括多于一個相互并聯連接的第二傳熱裝置，每個所述第二傳熱裝置被布置成從單獨的發(fā)動機接收熱量；并且所述冷卻裝置包括一組第三傳熱裝置，所述一組第三傳熱裝置包括多于一個并聯連接的第三傳熱裝置，每個所述第三傳熱裝置被布置成從單獨的發(fā)動機接收熱量。
[0021]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述一組第一傳熱裝置通過第一歧管連接到所述一組第二傳熱裝置，使得選定的第一數量的第一傳熱裝置能被操作(即，被使用)并且選定的第二數量的第二傳熱裝置能被操作。
[0022]根據本發(fā)明的又一個實施方式，所述一組第二傳熱裝置通過第二歧管連接到冷凝器傳熱裝置，使得在所述選定的第二數量的第二傳熱裝置中受熱的冷卻流體能被導向所述冷凝器傳熱裝置。。
[0023]根據本發(fā)明又一個實施方式，所述冷凝器傳熱裝置通過第三歧管連接到所述一組第三傳熱裝置，使得在所述冷凝器傳熱裝置中受熱的冷卻流體能被導向選定的第三數量的第三傳熱裝置。
[0024]借助本發(fā)明，汽輪機輸出可被最大化并且電廠寄生負載最小化。另外，借助本發(fā)明，水的消耗被最小化，與使用冷卻水塔對比尤其如此。
[0025]與傳統(tǒng)的冷卻塔和空冷冷凝器相比，本方案的另外的一個益處是即使在極低的外界溫度條件下也可確保最佳的性能，這是因為可以選擇適宜環(huán)境的冷卻流體，例如在回路中使用防凍方案是可行的。另外，這個方案相比使用冷卻塔和空冷冷凝器的方案需要更小的電廠占地。
【附圖說明】
[0026]接下來，本發(fā)明將通過參考相應的典型的示意性的附圖來描述，其中
[0027]圖1示出了根據本發(fā)明的一個實施方式的組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠；
[0028]圖2示出了根據本發(fā)明的另一個實施方式的組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠；
[0029]圖3示出了根據本發(fā)明的又一個實施方式的組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠；
[0030]圖4示出了根據本發(fā)明的另一個實施方式的組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠；和
[0031]圖5示出了根據本發(fā)明的另一個實施方式的組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠。
【具體實施方式】
[0032]圖1示意性繪出了組合循環(huán)內燃活塞式發(fā)動機電廠10。所述組合循環(huán)電廠包括相互連接的內燃發(fā)動機100和鍋爐系統(tǒng)200。廢氣通道102與鍋爐系統(tǒng)200連接以便來自發(fā)動機的廢氣在鍋爐中被冷卻而借助廢氣中的熱量產生蒸汽。
[0033]鍋爐系統(tǒng)200包括蒸汽產生單元202、汽輪機-發(fā)電機組204、冷凝器傳熱裝置206、冷凝器預熱器208和給水箱210，帶有循環(huán)泵214的管道212連接它們并且形成循環(huán)處理。蒸汽產生單元202包括例如以公知方式照此布置的一個或多個節(jié)熱器202.1、一個或多個蒸發(fā)器202.2、一個或多個過熱器202.3以及一個或多個汽包202.4。
[0034]內燃發(fā)動機100可以為公知的發(fā)動機。典型的這種發(fā)動機需要設有這樣的系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)熱量可以被從發(fā)動機傳走。由于本發(fā)明的操作，所述系統(tǒng)被分成低溫傳熱裝置104和高溫傳熱裝置106，它們在這里以非常示意的方式示出。發(fā)動機與發(fā)電機108耦合。有利地，低溫傳熱裝置104適合于冷卻發(fā)動機的燃燒空氣。高溫傳熱裝置106有利地適合于冷卻潤滑油、發(fā)動機套以及部分燃燒空氣。所述發(fā)動機機械地耦合到發(fā)電機108。
[0035]組合循環(huán)電廠通常設置有冷卻裝置12，其為鍋爐系統(tǒng)200和內燃發(fā)動機100共用。冷卻裝置12包括冷卻流體回路20，其供在組合循環(huán)電廠10中執(zhí)行所需的熱傳遞操作。冷卻裝置12設置有第一傳熱裝置14，它適于冷卻冷卻流體回路20中的流體。第一傳熱裝置14可以以多種方式實施，只要能夠以不發(fā)生冷卻流體至大氣的質量傳遞的方式從冷卻流體中提取熱量即可。優(yōu)選的第一傳熱裝置14是所謂的散熱器，冷卻流體通過傳遞熱量給周圍空氣而在該散熱器中被冷卻。冷卻流體以它在回路20中的最高溫度被導向第一傳熱裝置14并且被冷卻到最低溫度。冷卻流體的循環(huán)借助泵17、19或類似裝置得以維持