[發(fā)明專利]包括熱回收蒸汽發(fā)生器的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210421582.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN103089435A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡泰來;D.F.蘭克呂爾;J.D.霍爾特;唐永明;K.R.埃斯特拉達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F02C6/00
• 分類號(hào): F02C6/00;F01K15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴(yán)志軍

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)案的交叉引用

這是2009年3月31日提出的第12/415,413號(hào)申請(qǐng)案的部分接續(xù)申請(qǐng)案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，確切地說，涉及渦輪機(jī)的熱回收蒸汽發(fā)生器。

背景技術(shù)傳統(tǒng)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備采用有效連接到蒸汽渦輪機(jī)系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)。蒸汽渦輪機(jī)系統(tǒng)包括有效連接到中壓(IP)渦輪機(jī)部分的高壓(HP)渦輪機(jī)部分，進(jìn)而中壓(IP)渦輪機(jī)部分連接到低壓(LP)渦輪機(jī)。通常，HP、IP和LP渦輪機(jī)用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。在典型的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備中，燃?xì)鉁u輪機(jī)產(chǎn)生的廢氣傳送到熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)中。HRSG可具有一個(gè)或多個(gè)壓力級(jí)，對(duì)于三個(gè)壓力的系統(tǒng)，HRSG包括對(duì)應(yīng)于三個(gè)蒸汽渦輪機(jī)壓力(例如，用于高性能聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的HP、IP和LP)的三個(gè)不同壓力加熱器。HRSG也接收由穿過HP蒸汽渦輪機(jī)的HP蒸汽渦輪機(jī)廢氣所產(chǎn)生的低能蒸汽。低能蒸汽用于在不同的壓力加熱器中對(duì)蒸汽重新加熱，以提高效率。接著，重新加熱過的蒸汽回流，以提供蒸汽渦輪機(jī)相對(duì)低壓階段的動(dòng)力。

當(dāng)前的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備從復(fù)位啟動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)速度的過程緩慢。就是說，目前使燃?xì)鉁u輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、提升蒸汽渦輪機(jī)的速度以及運(yùn)轉(zhuǎn)HRSG需要大量的時(shí)間。縮短啟動(dòng)時(shí)間(即，快速啟動(dòng))導(dǎo)致關(guān)于HRSG的應(yīng)力和循環(huán)效應(yīng)增大，從而產(chǎn)生重大問題。此外，由周期變化要求所造成的多次啟動(dòng)/停止操作也可在HRSG內(nèi)造成有害壓力。此類壓力由在HRSG凈化過程中出現(xiàn)的淬火效應(yīng)造成。

對(duì)于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，所需的HRSG凈化可在電站啟動(dòng)瞬間或剛好在關(guān)機(jī)之后進(jìn)行。凈化產(chǎn)生大量的冷凝物，引起HRSG中過熱器頭部件部分內(nèi)發(fā)生淬火效應(yīng)。淬火效應(yīng)是頭部件部分和冷凝物之間的溫度差造成的。淬火效應(yīng)增大HRSG內(nèi)的壓力。應(yīng)力增大最終導(dǎo)致HRSG的工作壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、有效連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)的蒸汽渦輪機(jī)以及有效連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)和蒸汽渦輪機(jī)的熱回收蒸汽發(fā)生器。所述熱回收蒸汽發(fā)生器包括具有至少一個(gè)高壓過熱器和至少一個(gè)再熱器的高壓再熱部分。所述聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備進(jìn)一步包括有效連接到所述燃?xì)鉁u輪機(jī)、所述蒸汽渦輪機(jī)和所述熱回收蒸汽發(fā)生器的控制器。所述控制器以選擇性的方式啟動(dòng)，使蒸汽流在所述燃?xì)鉁u輪機(jī)關(guān)機(jī)后流過所述熱回收蒸汽發(fā)生器，從而降低所述高壓過熱器和所述至少一個(gè)再熱器中至少一者的溫度，并且減少聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備關(guān)機(jī)的HRSG凈化過程中冷凝物淬火效應(yīng)的產(chǎn)生。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備關(guān)機(jī)期間，為減少HRSG凈化過程中的冷凝物淬火效應(yīng)，冷卻具有至少一個(gè)高壓過熱器和至少一個(gè)再熱器的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的高壓再熱部分的方法包括：將聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的燃?xì)鉁u輪機(jī)部分的速度減小至旋轉(zhuǎn)齒輪速度。此方法進(jìn)一步包括逐步停止聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的蒸汽渦輪機(jī)部分的操作，使蒸汽流過熱回收蒸汽發(fā)生器以降低至少一個(gè)高壓過熱器和至少一個(gè)再熱器中的至少一者的內(nèi)部溫度。降低至少一個(gè)高壓過熱器和至少一個(gè)再熱器中該一者的內(nèi)部溫度便減少了HRSG凈化過程中的冷凝物淬火效應(yīng)。

根據(jù)示例性實(shí)施例的又一方面，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、有效連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)的蒸汽渦輪機(jī)，以及有效連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)和蒸汽渦輪機(jī)的熱回收蒸汽發(fā)生器。熱回收蒸汽發(fā)生器包括具有至少一個(gè)高壓過熱器的高壓再熱部分。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備進(jìn)一步包括有效連接到至少一個(gè)高壓過熱器的冷凝物清除系統(tǒng)。冷凝物清除系統(tǒng)包括蒸汽分離器和加熱裝置中的至少一者。蒸汽分離器和加熱裝置中的各者運(yùn)轉(zhuǎn)以防止冷凝物在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備關(guān)機(jī)后集中在至少一個(gè)高壓過熱器內(nèi)。

通過以下結(jié)合附圖進(jìn)行的說明可以更加清楚地了解這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征。

附圖說明

本專利申請(qǐng)文件中的權(quán)利要求書特別指出并明確主張了本發(fā)明。通過以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1為根據(jù)發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的示意圖；

圖2為圖1中聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的流程圖；

圖3為圖1中聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備在關(guān)機(jī)過程中的廢氣情況的圖表；

圖4為圖1中聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的HRSG的蒸汽冷卻影響的圖表；

圖5為根據(jù)發(fā)明示例性實(shí)施例的包括蒸汽分離器的HRSG的過熱器部分的截面?zhèn)纫晥D；