[发明专利]非对称联合循环电厂系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及联合循环电厂相关技术，确切地说，涉及具有两个不同燃气涡轮机的联合循环电厂系统。

背景技术

联合循环电厂结合使用燃气涡轮机和蒸汽涡轮机来产生电力。电厂的布置可使燃气涡轮机通过热回收蒸汽发生器(“HRSG”)以热的方式连接到蒸汽涡轮机。HRSG利用来自燃气涡轮机的排气的热量来产生蒸汽，以在蒸汽涡轮机中膨胀。联合循环布置的主要效用是利用燃气涡轮机排气在其他方面浪费的热量。

一些联合循环电厂使用多个燃气涡轮机。每个燃气涡轮机可以热的方式连接到同一HRSG，或者每个燃气涡轮机可以热的方式连接到不同HRSG。此类联合循环电厂可能无法将废能最高效地传送到蒸汽涡轮机。因此，需要一种能提高效率的联合循环电厂系统。

发明内容

本发明涉及一种联合循环电厂系统，其包括第一发动机、第二发动机、第一热回收蒸汽发生器、第二热回收蒸汽发生器，以及蒸汽涡轮机。与所述第一发动机相比，所述第二发动机的生产率相对较高，但效率相对较低。所述第一发动机生成第一排气，且所述第二发动机生成第二排气。所述第一热回收蒸汽发生器将从所述第一排气提取的过剩能量传送到第一水流，从而形成第一蒸汽流。所述第二热回收蒸汽发生器将从所述第二排气提取的过剩能量传送到第二水流，从而形成第二蒸汽流。所述第二热回收蒸汽发生器进一步将从所述第二排气提取的过剩能量传送到所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流，从而形成过热蒸汽流。所述蒸汽涡轮机接收来自所述第二热回收蒸汽发生器的所述过热蒸汽流。

所述第一发动机是航改式燃气涡轮机，且所述第二发动机是工业燃气涡轮机；或者，所述第一发动机是往复式发动机，且所述第二发动机是工业燃气涡轮机。或者，所述第一发动机是第一燃气涡轮机；所述第二发动机是第二燃气涡轮机，所述第一燃气涡轮机的压力比高于所述第二燃气涡轮机。所述第二排气的温度高于所述第一排气。所述第一热回收蒸汽发生器包括第一蒸发器；且所述第二热回收蒸汽发生器包括：第二蒸发器；以及过热器，所述过热器与所述第一蒸发器和所述第二蒸发器流体连通。

本发明进一步提供一种联合循环电厂系统，其包括：第一燃气涡轮机，其生成第一排气流；第二燃气涡轮机，其生成第二排气流，与所述第一燃气涡轮机相比，所述第二燃气涡轮机的生产率较高、但效率较低；第一蒸发器，其通过第一水流和所述第一排气流产生第一蒸汽流；第二蒸发器，其通过第二水流和所述第二排气流产生第二蒸汽流；过热器，其通过所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流以及所述第二排气流产生过热蒸汽流；以及蒸汽涡轮机，其接收来自所述第二热回收蒸汽发生器的所述过热蒸汽流。

所述第一燃气涡轮机是航改式燃气涡轮机，第二燃气涡轮机是工业燃气涡轮机。所述第一燃气涡轮机的压力比高于所述第二燃气涡轮机。所述第二排气流的温度高于所述第一排气流。

本发明进一步提供一种联合循环电厂系统，其包括：第一热回收蒸汽发生器；第二热回收蒸汽发生器；航改式燃气涡轮机，其使第一排气流进入所述第一热回收蒸汽发生器中；工业燃气涡轮机，其使第二排气流进入所述第二热回收蒸汽发生器中；蒸汽管，其使所述第一热回收蒸汽发生器与所述第二热回收蒸汽发生器流体连通，从而使来自所述第一热回收蒸汽发生器的蒸汽可被提供给所述第二热回收蒸汽发生器；以及蒸汽涡轮机，其接收来自所述第二热回收蒸汽发生器的过热蒸汽。

所述航改式燃气涡轮机的压力比高于所述工业燃气涡轮机。所述第二排气流的温度高于所述第一排气流。所述第一热回收蒸汽发生器不包括过热器。所述第一热回收蒸汽发生器包括在稳态操作期间被绕过的过热器。所述第一热回收蒸汽发生器包括第一蒸发器；且所述第二热回收蒸汽发生器包括第二蒸发器和过热器；所述蒸汽管使所述第一蒸发器与所述过热器流体连通。

所述第一蒸发器将热量从所述第一排气流传送到第一水流，从而生成第一蒸汽流；所述第二蒸发器将热量从所述第二排气流传送到第二水流，从而生成第二蒸汽流；所述过热器将热量从所述第二排气流传送到所述第一蒸汽流和所述第二蒸汽流，从而产生过热蒸汽流。所述第一热回收蒸汽发生器包括第一蒸发器和第一过热器；且所述第二热回收蒸汽发生器包括第二蒸发器和第二过热器；所述蒸汽管使所述第一蒸发器与所述第一过热器和所述第二过热器流体连通；所述蒸汽管与阀连接，在稳态操作期间操作所述阀可使蒸汽绕过所述第一过热器进入所述第二过热器中。