[发明专利]用于联合循环发电设备的热回收蒸汽锅炉

说明书

技术领域

本发明的示范实施例涉及联合循环发电设备(combined cyclepower plant)的领域，并且更加具体地，涉及用于联合循环发电设备的热回收蒸汽锅炉。

背景技术

常规的联合循环发电设备使用操作联接于蒸汽涡轮机系统的燃气涡轮机系统。该燃气涡轮机系统包括联接于燃气涡轮机的压缩机。该蒸汽涡轮机系统包括操作联接于中压(IP)涡轮机部分的高压(HP)涡轮机部分，中压(IP)涡轮机部分依次联接于低压(LP)涡轮机。通常，该HP、IP和LP涡轮机用于驱动发电机。在典型的联合循环发电设备中，来自燃气涡轮机的排出气体被传送到热回收蒸汽锅炉(HRSG)。对于高性能联合循环发电设备该HRSG包括与三个蒸汽涡轮机气压例如HP、IP和LP对应的三个不同气压的加热器。该HRSG还接收来自从HP蒸汽涡轮机传送的HP蒸汽涡轮机排气的低能量蒸汽。为了提高的效率，该低能量蒸汽用于再加热不同气压加热器中的蒸汽。然后再加热的蒸汽被传送回以向蒸汽涡轮机的较低气压级提供动力。

常规的HRSG系统使用水和/或蒸汽流动通过其的翅片管(finnedpipe)。翅片管暴露于来自燃气涡轮机的热排出气体。流动越过翅片管的热排出气体升高水/蒸汽的温度以形成高能量蒸汽。高能量蒸汽用于向蒸汽涡轮机提供动力以提高联合循环发电设备的效率。水和/或蒸汽流动通过翅片管产生显著的压降。压降引起设计约束，其影响再加热的蒸汽可以被引回进入蒸汽涡轮机的多少。

发明内容

根据本发明的一个示范实施例，联合循环发电设备包括燃气涡轮机系统，其包括压缩机和从处于第一温度的气体取出功的燃气涡轮机。联合循环发电设备还包括蒸汽涡轮机系统，其包括至少一个从处于第二温度的气体取出功的蒸汽涡轮机。联合循环发电设备还包括具有流体通过地连接到燃气涡轮机的主外壳的热回收蒸汽锅炉。热回收蒸汽锅炉包括多个热管，其的至少一部分在主外壳内延伸且与处于第一温度的气体流动传递。多个热管还与处于第二温度的气体流动传递。利用这个设置，多个热管从处于第一温度的气体吸收热并且将热传递到处于第二温度的气体中以形成处于第三温度的气体。

根据本发明的另一个示范实施例，处理在联合循环发电设备中的气体的方法包括：传送来自燃气涡轮机的处于第一温度的气体进入热回收蒸汽锅炉。处于第一温度的气体流动越过设置在热回收蒸汽锅炉内的多个热管的第一端部分。多个热管从处于第一温度的气体吸收热。热从多个热管的第一端部分流向该多个热管的第二端部分。处于第二温度的气体越过多个热管的第二端部分。热从多个热管的第二端部分传递到处于第二温度的气体中以形成处于第三温度的气体。

根据本发明的再另一个示范实施例，热回收蒸汽锅炉包括主外壳和多个热管，其的至少一部分在主外壳内延伸。多个热管从处于第一温度的气体吸收热并且将热传递到处于第二温度的气体中以形成处于第三温度的气体。

附图说明

图1是根据本发明的示范实施例构建的包括热回收蒸汽锅炉的联合循环发电设备的示意图。

部件列表

2  联合循环发电设备    78  轴

4     燃气涡轮机系统  90     热回收蒸汽锅炉(HRSG)

6     蒸汽涡轮机系统  94     主外壳

9     涡轮机          97     入口

12    入口部分(9)     100    出口

14    出口部分(9)     106    热室

17    压缩机          110    第一多个热管

19    轴              115    第二多个热管

22    入口部分(17)    119    第一端部分

24    出口部分(17)    122    第二端部分

27    燃烧器          129    第一再加热构件

30    进入空气        133    主体

40    高压涡轮机部分  136    入口构件

42    轴              137    蒸汽管道

45    入口部分(40)    138    出口构件

47    出口部分(40)    140    内部腔

50    中压涡轮机部分  154    第一端部分

54    轴              156    第二端部分

56    入口部分(50)    160    第二再加热构件