[發明專利]用于運行電廠的系統

無效

• 申請號: 201210441655.3
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103089436A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: J.E.伯德;R.S.羅森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C7/12;F02C3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本發明涉及一種用于運行電廠的系統。

背景技術

通常，渦輪機包括壓縮機、燃燒室和渦輪。壓縮機對進氣進行壓縮，從而產生壓縮氣體。燃燒室與壓縮機流體連通，從而接納壓縮氣體。燃燒室經形成以設有供壓縮氣體與燃料混合以形成混合物的第一內部，以及供混合物燃燒的第二內部。此燃燒產生高溫流體等的流體流。渦輪與燃燒室的出口流體連通，從而接納流體流，且所述渦輪經配置以從流體流的能量生成機械能。

在正常運行期間，燃燒室可在標準溫度下點燃，處于標準溫度時，因燃燒室生成的熱量而對渦輪部件造成的損壞受到限制。然而，在諸如異常電網負載事件等瞬態事件期間，經常需要在高于標準的溫度下點燃燃燒室，在這種情況下，渦輪越來越有可能受到熱損壞。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種用于運行電廠的系統，且所述系統包括：電網，其經配置以生成正常負載和異常負載；渦輪機，其經配置根據所述正常負載在標準溫度下點火以及根據所述異常負載在高于標準的溫度下點火將電力提供給所述電網；冷卻系統，其設置成用外部貯存器供應的流體來對所述渦輪機的部件進行冷卻；以及控制器，其經配置以確定所述電網何時發生所述異常負載，并以響應的方式運行所述冷卻系統。

所述外部貯存器供應的所述流體包括惰性和稀有氣體中的一種或多種；或者，所述外部貯存器供應的所述流體包括液氮、空氣以及稀有或惰性氣體組合中的一者或多者。所述冷卻系統可在以下一個或多個情況期間由所述控制器選擇性地運行：全負載全速渦輪機運行、部分負載渦輪機運行、關機渦輪機運行、以及瞬態事件。

根據本發明的另一方面，提供一種渦輪機，且所述渦輪機包括：壓縮機，用于對進氣進行壓縮以產生壓縮氣體；燃燒室，其接納來自所述壓縮機的所述壓縮氣體，且經配置以燃燒所述壓縮氣體以及燃料，從而產生流體流；渦輪，其接納來自所述燃燒室的所述流體流，且經配置以從所述流體流的能量生成機械能；以及冷卻系統，其包括：提取回路，用以從所述壓縮機中提取流體；熱單元(thermal?unit)，供所述提取流體與外部貯存器供應的流體進行熱傳遞或熱連通，以形成冷卻劑；以及注射回路，用以將所述冷卻劑注入所述渦輪中。

所述壓縮機包括：出口，其與所述燃燒室流體連通；以及所述出口上游的多個軸向排列級，所述提取回路經配置以從所述多個軸向排列級中的一個或多個級中提取所述提取流體。所述渦輪經成形以形成用于所述流體流的路徑，且包括鄰近所述路徑的部件，所述注射回路經配置以朝向所述部件中的一個或多個部件注射所述冷卻劑。所述渦輪包括多個軸向排列級，所述注射回路經配置以在鄰近所述軸向排列級中的一個或多個級的位置將所述冷卻劑注入所述渦輪中。所述渦輪機進一步包括旁通回路，所述旁通回路連接到所述提取回路和所述注射回路，以便繞過所述熱單元。

所述外部貯存器供應的所述流體包括惰性和稀有氣體中的一種或多種；或者，所述外部貯存器供應的所述流體包括液氮、空氣以及稀有或惰性氣體組合中的一者或多者。所述熱單元包括混合室，在所述混合室中，所述提取流體與所述外部貯存器供應的所述流體可混合。所述熱單元還可包括加壓元件，用于對所述外部貯存器供應的所述流體進行加壓。所述冷卻劑包括所述提取流體以及所述外部貯存器供應的一定量的所述流體中的至少一者。所述冷卻系統可在以下一個或多個情況期間選擇性地運行：全負載全速運行、部分負載運行、關機運行、以及瞬態事件。

根據本發明的又一方面，提供一種用于運行電廠的方法，且所述方法包括：根據正常電網負載和異常電網負載分別在標準溫度和高于標準的溫度下點燃渦輪機；確定所述異常電網負載發生；以及繼續在高于標準的溫度下點燃所述渦輪機，同時用外部貯存器供應的流體對所述渦輪機的部件進行冷卻。

所述冷卻的步驟可在以下一個或多個情況期間選擇性性地進行：全負載全速渦輪機運行、部分負載渦輪機運行、關機渦輪機運行、以及瞬態事件。

通過以下結合附圖進行的說明可以更加清楚地了解這些和其他優點以及特征。

附圖說明

本說明書中的權利要求書特別指出并明確主張了本發明。通過以下結合附圖進行的詳細說明可以清楚地了解本發明的上述和其他特征以及優點，在附圖中：

圖1為渦輪機的示意圖；以及

圖2為包括圖1的渦輪機的電廠的示意圖。

具體實施方式通過參考附圖以實例方式介紹本發明的各實施例以及優點和特征。

元件符號列表：