[发明专利]预热热回收蒸汽发生器及相关联的蒸汽管道的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种联合循环动力装置，更具体地涉及提供用于预热热回收蒸汽发生器及相关蒸汽管道的系统和方法的系统和方法。

背景技术

联合循环动力装置可使用燃气涡轮和蒸汽涡轮的结合来产生电力。在联合循环动力装置中，燃气涡轮循环可通过热回收蒸汽发生器(“HRSG”)与蒸汽涡轮循环可操作地结合。

在联合循环动力装置中，燃气涡轮循环可称为“顶循环”，而蒸汽涡轮循环可称为“蒸汽底循环”。由于蒸汽涡轮或底循环通过来自燃气涡轮或顶循环的排气的热量驱动，所以在某些情况下HRSG不会变成完全运行，直到燃气涡轮或顶循环已将蒸汽涡轮或底循环升温至合适的温度。

例如，在燃气涡轮或顶循环的起动期间，随着涡轮加速至运行速度，从燃气涡轮排出的热气体的流率较快地增加。此时，随着燃气涡轮的燃烧温度升高并被管理在适当的水平以产生希望的动力输出，排气的温度逐渐升高。

虽然来自燃气涡轮的热排气在燃气涡轮起动期间通常流经HRSG，但在初始温度低的HRSG能够产生充足的压力和温度的蒸汽之前要等待相当长的时间。在常规的系统中，燃气涡轮或顶循环保持在较低的负荷，直到HRSG的温度升高到HRSG可产生希望的压力和温度的蒸汽的水平。通过将顶循环保持在低负荷一段延长的时间，传递到蒸汽涡轮的蒸汽可被控制在使低温蒸汽涡轮金属和构件部分上的应力降低的温度和压力。当顶循环在该加热阶段不保持在低负荷时，蒸汽涡轮或底循环将承受将缩短其工作寿命的应力。零件疲劳、壳体和轴扭曲以及HRSG系统的密封件和叶片的物理损坏只是这些应力可导致的损坏的一些实例。相反，在较低的负荷运行燃气涡轮或顶循环可减小这些应力和相应的损坏。然而，这样做会减少联合循环系统的整体动力输出，引起低效率，而且增加排放。

从而，需要用于预热HRSG及相关蒸汽管道的系统和方法。此外，需要用于在多种状态条件如冷、温热和热条件下预热HRSG及相关蒸汽管道的系统和方法。

发明内容

本发明的实施例可解决部分或全部上述需要。本发明的一些实施例大致涉及用于预热热回收蒸汽发生器(“HRSG”)及相关联的蒸汽管道的系统和方法。本发明的一些其它实施例涉及用于预热过热器、再热器、蒸汽涡轮的多个级、和/或高压蒸发器和鼓的系统和方法。根据一个实施例，可提供一种用于预热HRSG的方法。该方法可包括从蒸汽源提供加热蒸汽。该方法还可包括将加热蒸汽从蒸汽源引导到过热器以加热过热器的至少一部分。另外，该方法可包括将加热蒸汽的至少一部分从过热器引导到至少一个旁通管道并且将其保持在该旁通管道中直到达到预定温度或压力。此外，该方法可包括一旦旁通管道达到预定温度或压力便将加热蒸汽的至少一部分从旁通管道引导到再热器以便可加热再热器。

根据本发明的另一实施例，可提供一种用于预热HRSG的系统。该系统可包括用于提供加热蒸汽的蒸汽源。该系统还可包括连接到蒸汽源和过热器的至少一个蒸汽管道，用于将加热蒸汽从蒸汽源引导到过热器。该系统可进一步包括连接到过热器和至少一个旁通管道的至少一个蒸汽管道，用于将加热蒸汽的至少一部分从过热器引导到该至少一个旁通管道。该系统还可包括连接到该至少一个旁通管道的控制器，用于将该至少一个旁通管道中的加热蒸汽的至少一部分保持在预定温度或压力。此外，该系统可包括连接到旁通管道和再热器的至少一个蒸汽管道，用于将处在预定温度或压力的加热蒸汽的至少一部分从该至少一个旁通管道引导到该再热器。

根据本发明的又一实施例，可提供一种用于预热HRSG的方法。该方法可包括从蒸汽源提供加热蒸汽。该方法还可包括将加热蒸汽从蒸汽源引导到过热器以加热过热器的至少一部分。该方法可进一步包括将加热蒸汽的至少一部分从蒸汽源引导到蒸汽涡轮的高压段以加热蒸汽涡轮的高压段的至少一部分。另外，该方法可包括将加热蒸汽的至少一部分从过热器引导到再热器，并从再热器引导到蒸汽涡轮的中压段。最后，可将加热蒸汽从蒸汽涡轮的中压段引导到蒸汽涡轮的低压段以加热蒸汽涡轮的低压段。

根据以下结合以下附图的描述，本发明的其它实施例和方面将变得清楚。

附图说明

在已概括描述本发明的情况下，现将参照附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1示出了现有技术热回收蒸汽发生器(“HRSG”)系统。

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于预热HRSG及相关蒸汽管道的示例性系统。

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于预热HRSG及相关蒸汽管道的示例性方法。

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