[发明专利]运行燃气轮机发电站的方法及燃气轮机发电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的运行燃气轮机发电站的方法。本发明还涉及一种根据权利要求14的前序部分所述的燃气轮机发电站以及一种根据权利要求24的前序部分所述的这种燃气轮机发电站的顶部管路。

背景技术

专利号为WO 2004/106718(欧洲涡轮机公司，Euroturbine AB)的专利揭示了一种方法和这样的燃气轮机发电站。第一涡轮机组包括一压缩机，该压缩机与涡轮机和发电机或者提取有用功的类似装置机械连接。来自第一涡轮机组的压缩空气被传递到属于第二涡轮机组的压缩机，该第二涡轮机组也包括一涡轮机，其中燃料与来自第二涡轮机组的压缩机的压缩空气一起燃烧。一发电机或者类似装置也连接到第二涡轮机组以提取功，该功也来自第二组。

背景技术进一步建议一种配置，该配置可以使得可以是传统燃气轮机组件的第一燃气轮机组运行一种重的蒸汽和/或水喷射循环。因此，传统燃气轮机组可能是一种现有的设备，这种现有的设备与第二燃气轮机组件一起配套/改进。可选地，该传统燃气轮机组件可以是新制造出来的。

根据背景技术的发电站具有第一和第二组以致于它们的轴是平行的且相互分离。而且，显示的第二组的涡轮机包括一个燃烧器，其中来自燃烧器的工业废气在涡轮机外壳的插入处作放射状运动。

本发明的目的和最重要的特征

背景技术的方法起作较好的作用，但是根据本发明，本发明提供了注重加强经济的进一步发展，首先关于发电站本身，其次关于从每个发电站适应性和涉及第二涡轮机组的设置的简单性。

本发明解决了这些目的。

当同轴的燃烧设备产生的工业废气气流在轴向上被带入第二涡轮机组件是，该发电站的复杂性驾校了且特别是第二涡轮机组件的进气口。根据温度分布和排放物，允许使用具有高性能的不复杂的燃烧设备。

这种不复杂的燃烧设备是有利的，本发明燃烧设备没有特别地紧凑的几何形状限制，否者的话，燃烧器不得不被设计成适合传统的燃气涡轮机。

当来自第二涡轮机组件的工业废气气流在第二涡轮机组件和第二压缩机组件之间排出时，其温度比从燃烧器排气口排出时的温度低。第一涡轮机组件的长时间不复杂运行的条件变得可以接收。因此，由于温度造成的问题减少了且几何形状的限制也避免了。

由于在燃烧设备中存在大量的蒸汽，通过平均的温度分布达到高温级别以有效提升的可能性增加了。例如，本发明允许蒸汽和/或水喷射点和区域的选择具有更多自由和更有效。与背景技术具有的情况相比，燃烧是更融洽的。燃烧设备的燃烧室的几何形状设计是更加自由的。

总之，根据本发明的方法运行更加经济且组件的和维修是更加经济的。

在以往的燃气涡轮机的设计中，一直旨在创造一种燃烧设备，这种产生燃烧设备的里面和从燃烧室里排出的气体里产生高温和具有有效温度分布，且该燃烧室排放物较低。这往往造成非常复杂的燃烧室设计，主要是因为燃气涡轮机的结构本身的几何限制。特别是由于中心轴为了达到将机械功从涡轮机转移到压缩机的要求，燃烧器间隔地设置在涡轮机进口圆周。这就造成了环型或分管型设计。因此，根据背景技术的燃气轮机燃烧室包含发动机。

最令人担心的事实是，因为高温和高压，该燃烧室和该涡轮机的第一级是经常需要维护的部件。因为其复杂性，这些组件的维护和更换是昂贵的。

较佳地，生产用水和/或蒸汽被喷射到工业废气气流中从而较少了必要的压缩功。特别地，喷射的水和/或蒸汽在数量上在工业废气气流中的空气中至少有80％的氧气通过燃烧而被消耗。

按本发明的有利方面，当第一气流被该第二压缩机组件的第一压缩机单元压缩时，随后该第一气流被带到冷热交换器以冷却该第一气流且加热生产用水和/或蒸汽及此后被带到该第二压缩机组件的第二压缩机单元，这为该压缩机空气的中间冷却提供了一种自然和有效的可能性，也为该压缩机组件增强流动几何学和压力性能提供了一种可能性。

作为另一种选择，被喷入压缩机的水雾在该第二压缩机组件的第一和第二单元之间流动，而不是通过热交换器交互冷却。例如，这可以通过迫使气流到一个分离的水喷射装置来完成，且将该气流再一次带回来。

本发明还涉及一种发电站且相应的特征和优势在相关的权利要求中获得。

较佳地，该燃烧设备是同轴型的，且是独立式的及无发动机式燃烧室和/或是一种涡轮机集成的轴向燃烧室。该第二涡轮机组与该主要发动机(第一涡轮机组)分离，且气体在它的涡轮机和压缩机之间被引出。根据本发明，实际上是可能将第二涡轮机组设置集成在新的且已经运行的发电站里，因为由该第二涡轮机组形成的设置容易安装和更换与维修。