[發明專利]發電站設備及其運行方法

有效

• 申請號: 201511001314.4
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN105587351B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: J·霍夫曼;T·梅因德爾
• 申請（專利權）人: 通用電器技術有限公司
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01K13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元

本發明涉及發電站設備及其運行方法，發電站設備具有：至少一個軸系，該軸系由蒸汽渦輪機和由蒸汽渦輪機直接驅動的、產生交流電的第二發電機組成，該第二發電機的輸出端與帶有給定的電網頻率的電網連接；和至少一個渦輪機系，該渦輪機系由燃氣渦輪機和由燃氣渦輪機直接驅動的、產生帶有工作頻率的交流電的第一發電機組成，該第一發電機的輸出端與帶有預設的電網頻率的電網連接，其中在第一發電機與電網之間布置了電子去耦裝置或可變化的電子變速器，該電子去耦裝置使工作頻率從電網頻率中去耦。這樣的設備不僅允許高的總效率的靈活的穩定運行，而且也允許靈活的瞬時運行。

本申請是申請號為200980120178.7、申請日為2009年3月25日、發明名稱為“發電站設備及其運行方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及發電站技術的領域。本發明涉及一種組合式發電站設備，該設備具有：燃氣渦輪機與電網之間的電子去耦裝置或電子的變頻裝置，以及直接通過發電機連接到電網上的蒸汽渦輪機，本發明還涉及一種用于運行這種發電站的方法。

背景技術

大型發電站設備的功率范圍大于100MW，在這些發電站設備中，產生電流的發電機由燃氣渦輪機和/或蒸汽渦輪機驅動并且產生的電功率被饋送到具有預設的電網頻率(例如50或60Hz)的電網中，這些發電站設備通常具有在渦輪機的(機械的)轉速與電網頻率之間的固定耦合。發電機的輸出端通過電網連接部與電網頻率固定地(frequenzstarr)連接，而其由渦輪機或者直接地(1-軸設備)或者通過機械變速器(Getriebe)轉速耦合地驅動。發電站設備的這種配置在圖2和3中極其簡化地表示。借助于變速器，僅僅可在電網頻率與渦輪機之間實現固定的變換比。但也可以考慮如下的解決辦法，其中發電機由動力渦輪機驅動，該渦輪機可以以一種與原本的燃氣渦輪機不同的轉速運行。

圖2以極其簡化的示圖示出已知類型的發電站設備10′，該發電站設備借助于燃氣渦輪機12以及借助于蒸汽渦輪機24產生電流并且將電流饋送至電網21中，燃氣渦輪機12帶有耦合的第一發電機18而蒸汽渦輪機24帶有耦合的第二發電機8。燃氣渦輪機12和發電機18通過共同的軸19相連接并且構成了渦輪機系(Turbinenstrang)11。燃氣渦輪機在最簡單的情況下包括壓縮機13，該壓縮機通過空氣入口16吸入并且壓縮燃燒用空氣。壓縮機13可以由多個相繼連接的分壓縮機組成，這些分壓縮機在升高的壓力水平上工作并且在需要時能夠實現壓縮空氣的中間冷卻。在壓縮機13中壓縮的燃燒用空氣到達燃燒室15中，通過燃料供給17將液態的(例如油)或氣態的(例如天然氣)燃料噴入該燃燒室中并且在消耗燃燒用空氣的情況下燃燒。

從燃燒室15中逸出的熱氣體在后面的渦輪機14中在做功的情況下膨脹并且因此驅動壓縮機13和耦合的第一發電機18。當從渦輪機中排出時還是相對較熱的排氣被輸送經過后面的余熱蒸汽發生器23，以便在單獨的水-蒸汽-循環25中產生用于驅動蒸汽渦輪機24的蒸汽。冷凝器、給水泵和水-蒸汽-循環25的另外的系統出于簡化視圖的原因未示出。這種燃氣渦輪機-和蒸汽發電站的組合被稱為組合式發電站。燃氣渦輪機24可以與第一發電機18在與渦輪機14相對的側上耦合；燃氣渦輪機12、第一發電機18和蒸汽渦輪機24隨后構成了所謂的“單軸傳動系”。蒸汽渦輪機24但也可以，如圖2中所示地，在單獨的軸系60上驅動自身的第二發電機8。對于多軸設備來說，不同的組合是已知的。例如，廣泛流行的是所謂的2合1裝置，在該裝置中，通過兩個連接在燃氣渦輪機12后方的鍋爐(Kesseln)23為具有第二發電機8的軸系60上的蒸汽渦輪機24供給蒸汽。燃氣渦輪機12分別布置在具有自身的第一發電機18的渦輪機系11上。類似地，也存在如下的裝置，在該裝置中，蒸汽被三個或更多的連接在燃氣渦輪機12后方的鍋爐23利用，以用于驅動蒸汽渦輪機24。