[发明专利]具有吸收式制冷系统的联合循环发电设备

说明书

技术领域

当前公开内容总地涉及电力的产生，并且更具体地涉及包括吸收式制冷系统的联合循环发电设备。

背景技术

联合循环发电设备通常包括由燃料的燃烧提供动力的燃气涡轮机以及由从燃气涡轮发动机的废气中回收的余热驱动的一个或多个蒸汽涡轮机。气体部分（或前置循环（topping cycle））作为布雷顿（Brayton）循环操作，并且蒸汽部分（或后置循环（bottoming cycle））作为兰金（Rankine）循环操作，其中，蒸汽涡轮机由蒸汽提供动力，该蒸汽在热回收蒸汽发生器（HRSG）中通过燃气涡轮机废气的冷却而产生。该设置允许来自前置循环的余热被回收并且用在后置循环中以产生能量。从蒸汽涡轮机排出的膨胀的蒸汽被供给到空气冷却冷凝器（ACC）中，该空气冷却冷凝器经由蒸发冷却将膨胀的蒸汽转换至冷凝液。该冷凝液随后返回至HRSG以用于再使用。

来自HRSG的蒸汽有时绕过蒸汽涡轮机并且被沿路线直接发送至ACC，特别是在设备起动期间和在蒸汽涡轮机跳闸（trip）期间，这经常使ACC过载。因为ACC性能很大程度取决于在环境空气和被供给到ACC中的膨胀的蒸汽之间的初始温度差（ITD），所以这些问题在炎热的日子加剧。满足这些增加的热传递要求的一个通常的解决方案包括增加ACC的尺寸。然而，这个方案显著地增加ACC的成本，通常没有联合循环效率的足够改进来证明增加成本是正确的。

发明内容

根据本发明的一个方面，当前公开内容提供了一种联合循环发电设备，其包括：燃气涡轮机；热回收蒸汽发生器，该热回收蒸汽发生器从燃气涡轮机接收废气用于产生蒸汽；蒸汽涡轮机，该蒸汽涡轮机从热回收蒸汽发生器接收蒸汽并且膨胀该蒸汽以产生膨胀的蒸汽；空气冷却冷凝器，该空气冷却冷凝器从蒸汽涡轮机接收膨胀的蒸汽；以及吸收式制冷系统，该吸收式制冷系统从热回收蒸汽发生器接收温度降低的废气。吸收式制冷系统连接至空气冷却冷凝器以从进入空气冷却冷凝器的空气中选择性地提取热量。

根据一些方面，吸收式制冷系统包括蒸发器，该蒸发器被定位成横跨空气冷却冷凝器的空气入口。根据其它方面，吸收式制冷系统包括发生器，该发生器从热回收蒸汽发生器接收温度降低的废气以驱动吸收式制冷循环。根据额外的方面，热回收蒸汽发生器从空气冷却冷凝器接收冷凝液用于产生蒸汽。根据另外的方面，Q_E = Q_HD - Q_AV，其中，Q_AV是在平均运行条件下来自蒸汽涡轮机的膨胀的蒸汽的冷却需求，Q_HD是在联合循环发电设备的最高负荷（duty）条件下来自蒸汽涡轮机的膨胀的蒸汽的冷却需求，以及Q_E是吸收式制冷系统的冷却容量。

根据本发明的另一方面，当前公开内容提供了一种联合循环发电设备，其包括：燃气涡轮机；热回收蒸汽发生器，该热回收蒸汽发生器从燃气涡轮机接收废气用于从供水中产生蒸汽；蒸汽涡轮机，该蒸汽涡轮机从热回收蒸汽发生器接收蒸汽并膨胀该蒸汽以产生膨胀的蒸汽；空气冷却冷凝器，该空气冷却冷凝器从蒸汽涡轮机接收膨胀的蒸汽并产生冷凝液；以及吸收式制冷系统，该吸收式制冷系统连接至热回收蒸汽发生器和空气冷却冷凝器。吸收式制冷系统包括：发生器，该发生器从热回收蒸汽发生器接收温度降低的废气以驱动吸收式制冷循环；以及蒸发器，该蒸发器被定位成横跨空气冷却冷凝器的空气入口以从进入空气冷却冷凝器的空气中选择性地提取热量从而实现进入空气冷却冷凝器的空气的预冷却。根据一些方面，由空气冷却冷凝器产生的冷凝液向热回收蒸汽发生器提供供水用于产生蒸汽。

根据本发明的另外的方面，当前公开内容提供了一种操作联合循环发电设备的方法。该方法包括下述步骤：通过燃气涡轮机产生动力；将来自燃气涡轮机的废气传送至热回收蒸汽发生器用于产生蒸汽并且产生温度降低的废气；在蒸汽涡轮机中膨胀来自热回收蒸汽发生器的蒸汽以产生动力；在空气冷却冷凝器中冷凝来自蒸汽涡轮机的膨胀的蒸汽并且产生冷凝液；利用离开热回收蒸汽发生器的温度降低的废气驱动吸收式制冷循环的发生器以产生冷却流体；将冷却流体选择性地传送至吸收式制冷循环的蒸发器，该蒸发器被定位成横跨空气冷却冷凝器的空气入口；以及使空气经过蒸发器以从进入空气冷却冷凝器的空气入口的空气中选择性地提取热量从而实现被提供至空气冷却冷凝器的空气的预冷却。