[发明专利]形成一体的燃气轮机排气扩散器和热回收蒸汽发生系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及燃气轮机排气扩散器。更具体而言，本 发明涉及用于使热回收蒸汽发生(HRSG)系统中通常存在的热交换 器元件与燃气轮机排气扩散器的构件形成一体的系统和方法。

背景技术

在联合循环发电系统中，从燃气轮机排出的已加热排气可 由HRSG系统用作热源，该热源可传递到水源以产生过热蒸汽。 过热蒸汽转而可用于蒸汽轮机中作为动力源。其中，已加热排气 可经排气扩散器传输到HRSG系统，该排气扩散器可有助于将离 开燃气轮机的已加热排气的动能转换为增加的静态压力形式的势 能。一旦已传输到HRSG系统，已加热排气就可穿过一系列热交 换器元件，例如过热器、再热器、蒸发器、节约装置等。热交换 器元件可用来将热量从已加热排气传递到水源以产生过热蒸汽。 排气扩散器和HRSG两者都可占据联合循环发电设施内的大量空 间。例如，在许多场合下，排气扩散器可与燃气轮机本身一样长。 此外，HRSG的长度也可能处于相同的数量级。因此，实施用于减 少联合循环发电设施的这两个主要构件所用的总体覆盖区域的设 计策略是有益的。

发明内容

在一个实施例中，提供一种系统。该系统包括热回收蒸汽 发生系统。该系统还包括燃气轮机排气扩散器，其具有热回收蒸 汽发生系统的多个热交换器元件，这些热交换器元件结合到燃气 轮机排气扩散器的排气通路中。

在另一个实施例中，提供一种系统。该系统包括燃气轮机 排气扩散器。该燃气轮机排气扩散器包括热回收蒸汽发生系统的 热交换器元件。

在又一个实施例中，提供一种产生过热蒸汽的方法。该方 法包括从燃气轮机排出已加热排气。该方法还包括经燃气轮机的 排气通路引导已加热的排气。该方法还包括将热量从已加热的排 气传递到水源以产生过热蒸汽。利用与燃气轮机的排气通路中的 构件形成一体的热交换器元件来进行传热。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些及其它特 征、方面和优点将变得更好理解，全部附图中用相似的标记代表 相似的元件，在附图中：

图1是具有燃气轮机、蒸汽轮机和HRSG的联合循环发电 系统的一个实施例的示意性流动图；

图2是图1的燃气轮机的一个实施例的详细侧视图，其中， 该燃气轮机具有图1的HRSG的与燃气轮机的排气扩散器的构件 形成一体的热交换器元件；

图3是图2的排气扩散器的一个实施例的详细侧视图，其 中，该排气扩散器具有与其构件形成一体的图1的HRSG的热交 换器元件；

图4是与图1的HRSG的热交换器元件形成一体的可用 于图3的排气扩散器中的排气构架支柱(strut)的一个实施例的截面 图；

图5是具有多个构件的排气扩散器的一个实施例的详细 侧视图，其中，该多个构件与图1的HRSG的热交换器元件形成 为一体；以及

图6是用于在图2、图3和图5的排气扩散器内产生过 热蒸汽的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了致力 于提供这些实施例的简要描述，在本说明书中不会描述实际实施 方案的所有特征。应当理解的是，在任何此类实际实施方案的开 发过程中，与任何工程方案或设计方案中一样，必须作出许多因 实施方案而异的决定以实现开发者的特定目标，例如服从于与系 统相关的约束和与商业相关的约束，这些约束可因不同的实施方 案而异。此外，应该理解的是，虽然此类开发努力可能很复杂和 耗时，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员而言，仍将是 设计、制作和生产的例行任务。

当介绍本发明的各个实施例的元件时，用词“一”、“一 个”、“该”和“所述”用来意指存在元件中的一个或多个。用 语“包含”、“包括”和“具有”用来作为包括性的用词并且意 指存在有别于所列元件的另外的元件。操作参数的任何实例并不 排除所公开的实施例的其它参数。