聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備。更具體而言，本發(fā)明涉及其中離開渦輪的氣流的溫度降低而不需要在余熱回收蒸汽發(fā)生器內(nèi)使用高成本鎳合金的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]如公知的，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備中，燃?xì)鉁u輪循環(huán)的熱排出氣體傳送到余熱回收蒸汽發(fā)生器中，其使用排出氣體的可用的熱來(lái)抽取能量用于運(yùn)轉(zhuǎn)蒸汽發(fā)電設(shè)備，導(dǎo)致相比于單一發(fā)電設(shè)備循環(huán)時(shí)的改進(jìn)的總體效率。
[0003]為了使聯(lián)合循環(huán)的效率最大化，離開燃?xì)鉁u輪的排出氣體的溫度應(yīng)當(dāng)為大約700°。然而，由于余熱回收蒸汽發(fā)生器將需要安裝承受進(jìn)入氣流的溫度所需的高成本的鎳合金，故此類溫度對(duì)蒸汽循環(huán)提出了顯著的挑戰(zhàn)。此外，余熱回收蒸汽發(fā)生器將需要實(shí)施厚管路和殼，這將導(dǎo)致降低的操作靈活性。
[0004]已經(jīng)提出了上述技術(shù)問(wèn)題的可能解決方案，但它們所有都與顯著的效率損失或危險(xiǎn)材料相關(guān)聯(lián)。這些包括甲烷與蒸汽和熱燃料再形成合成氣，或使用具有雙重?fù)Q熱器和填充有鈉、鉀或銫的管的熱管類型的解決方案。然而，已知的是合成氣由于逆燃風(fēng)險(xiǎn)而難以焚燒，并且再形成與水和能量損失相關(guān)聯(lián)。堿金屬由于與水反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)而為危險(xiǎn)的。較簡(jiǎn)單的構(gòu)思包括燃料預(yù)熱，這在燃料更好地適于循環(huán)的較低能量部分時(shí)是不可取的。
[0005]為了緩解這些問(wèn)題，需要一種可將余熱回收蒸汽發(fā)生器入口溫度優(yōu)選從700°C降低至650°C的水平的解決方案。為了該目的，此類解決方案應(yīng)當(dāng)能夠降低燃?xì)鉁u輪出口溫度，并且優(yōu)選將能量輸送至循環(huán)中的最高點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于通過(guò)提供大致如獨(dú)立權(quán)利要求1中限定的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備來(lái)解決前述技術(shù)問(wèn)題。
[0007]優(yōu)選實(shí)施例在對(duì)應(yīng)的從屬權(quán)利要求中限定。
[0008]根據(jù)將僅出于示例性且非限制性目的在以下詳細(xì)描述中描述的優(yōu)選實(shí)施例，本解決方案教導(dǎo)了一種聯(lián)合循環(huán)設(shè)備，其使用同流換熱，以便將高效燃?xì)鉁u輪循環(huán)的出口溫度優(yōu)選從700°C降低至大約650°C，并且將同流換熱的空氣噴射到恒壓連續(xù)燃燒系統(tǒng)的稀釋空氣混合器中。以該方式，避免了蒸汽循環(huán)中的高成本合金的使用，并且保持了高效和低排放循環(huán)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備，其包括用于壓縮氣流的壓縮機(jī)、燃?xì)鉁u輪、用于加熱壓縮氣體的焚燒器，焚燒器插置在壓縮機(jī)與燃?xì)鉁u輪之間，定位在燃?xì)鉁u輪下游和余熱回收蒸汽發(fā)生器上游并且構(gòu)造成使用熱排出氣體來(lái)產(chǎn)生蒸汽的余熱回收蒸汽發(fā)生器；發(fā)電設(shè)備還包括位于燃?xì)鉁u輪下游的同流換熱器和用于使從壓縮機(jī)離開的壓縮氣體的氣流的一部分流出的流出管線，流出管線到達(dá)同流換熱器，其中同流換熱器構(gòu)造成借助于由流出管線傳送的壓縮氣體的氣流的部分降低離開燃?xì)鉁u輪的熱排出氣體的溫度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，同流換熱器適于將離開所述燃?xì)鉁u輪的熱排出氣體的溫度從大約700°降低至大約650 0O
[0011]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，其適于將由流出管線傳送到同流換熱器中的氣流的部分的溫度從大約480°升高至大約680 0O
[0012]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，其中流出管線適于抽取氣流，該氣流為離開壓縮機(jī)的壓縮氣流的至少25%。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，離開同流換熱器的流出氣流通過(guò)流出管線噴射到焚燒器中。在其中焚燒器包括單級(jí)燃燒器的實(shí)施例中，離開同流換熱器的流出流噴射在單個(gè)燃燒器上游。在其中焚燒器包括主燃燒器、再熱燃燒器和布置在它們之間的稀釋空氣混合器的實(shí)施例中，離開同流換熱器的流出氣流通過(guò)流出管線噴射到稀釋空氣混合器中。
【附圖說(shuō)明】
[0014]本發(fā)明的前述目的和所附優(yōu)點(diǎn)中的許多個(gè)將變得更容易認(rèn)識(shí)到，因?yàn)槠渫ㄟ^(guò)參照連同附圖進(jìn)行時(shí)的以下詳細(xì)描述而變得更好理解，在該附圖中:
圖1示出了根據(jù)已知技術(shù)的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的示意圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的示意圖；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備10。聯(lián)合循環(huán)設(shè)備10包括大體上以附圖標(biāo)記100指示的氣體發(fā)電設(shè)備，以及蒸汽發(fā)電設(shè)備200。氣體發(fā)電設(shè)備和蒸汽發(fā)電設(shè)備協(xié)作來(lái)使軸80旋轉(zhuǎn)，軸80繼而連接于發(fā)電機(jī)70用于發(fā)電。氣體發(fā)電設(shè)備100包括壓縮機(jī)20，其吸入氣流(典型地是來(lái)自外部環(huán)境的空氣)并且驅(qū)動(dòng)其至焚燒器40 (升高其壓力)，焚燒器40將其進(jìn)一步激勵(lì)。焚燒的氣體接著在燃?xì)鉁u輪30中膨脹，燃?xì)鉁u輪30使軸80旋轉(zhuǎn)用于產(chǎn)生有用功。
[0016]典型地具有大約700°的溫度的離開渦輪30的熱排出氣體接著傳送到余熱回收蒸汽發(fā)生器50中，其使用排出熱來(lái)在蒸汽發(fā)電設(shè)備200中產(chǎn)生蒸汽，如在附圖的圖中指示的。過(guò)熱蒸汽接著膨脹到蒸汽渦輪90中，蒸汽渦輪90與燃?xì)鉁u輪30協(xié)作來(lái)將轉(zhuǎn)矩生成到軸80上以產(chǎn)生電能。如能夠在圖1的現(xiàn)有技術(shù)圖中清楚看到的，離開壓縮機(jī)20的所有壓縮空氣驅(qū)動(dòng)到焚燒器40中。
[0017]現(xiàn)在接下來(lái)參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)設(shè)備I的示意圖。具體而言，聯(lián)合循環(huán)I包括以數(shù)字1000指示的氣體發(fā)電設(shè)備，以及協(xié)作來(lái)將轉(zhuǎn)矩給予軸80用于在發(fā)電機(jī)70處產(chǎn)生電能的蒸汽發(fā)電設(shè)備2000。
[0018]氣體設(shè)備1000包括用于壓縮氣流(典型地是來(lái)自外部環(huán)境的空氣)的壓縮機(jī)2，該氣流接著驅(qū)動(dòng)到焚燒器3中，焚燒器3插置在壓縮機(jī)2與燃?xì)鉁u輪4之間，進(jìn)一步激勵(lì)該氣流。焚燒氣體接著膨脹到渦輪4中，渦輪4使軸80旋轉(zhuǎn)用于產(chǎn)生能量。離開燃?xì)鉁u輪3的熱排出氣體接著傳送到余熱回收蒸汽發(fā)生器5中，其定位在燃?xì)鉁u輪4下游并且構(gòu)造成使用熱排出氣體來(lái)產(chǎn)生蒸汽。如此產(chǎn)生的蒸汽接著放出到蒸汽渦輪90中用于使軸80旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，聯(lián)合循環(huán)I還包括位于燃