[发明专利]一种多背压燃气-蒸汽联合循环发电系统

说明书

本发明公开了一种多背压燃气‑蒸汽联合循环发电系统，该系统包括：燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机和多背压凝汽器。燃气轮机用于将吸入的空气与内部的燃料进行燃烧，以推动发电机发电；余热锅炉用于回收燃气轮机输出的烟气热能，以将从多背压凝汽器送来的水加热成蒸汽；蒸汽轮机用于对余热锅炉送来的蒸汽做功，以推动发电机发电，并将做功后的蒸汽从蒸汽轮机的排汽口排出至多背压凝汽器；多背压凝汽器用于将蒸汽轮机排出的蒸汽冷凝成不同温度的凝结水，凝结水经汇合后回流至余热锅炉内。本发明采用多背压凝汽器，相对于单背压凝汽器，改善凝汽器换热的不均匀性，充分发挥凝汽器的换热性能，提高整个联合循环机组的发电效率。

技术领域

本发明涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种多背压燃气-蒸汽联合循环发电系统。

背景技术

燃气-蒸汽联合循环发电技术是上世纪四十年代末开始发展起来的一种能源综合利用技术，其原理是将具有较高平均吸热温度的燃气循环(布雷顿循环)与具有较低平均放热温度的蒸汽循环(朗肯循环)结合起来，使燃气轮机的废热成为蒸汽循环的加热源，达到扬长避短、相互弥补的目的，使整个联合循环的热能利用水平较燃气循环或蒸汽循环都有明显的提高。由于燃气-蒸汽联合循环发电机组高效、清洁、调峰能力强、运行方式灵活、建设周期短等优点，在国内外均有大量投运或在建机组。

目前燃气-蒸汽联合循环发电系统由燃气轮机、余热锅炉和烟囱、蒸汽轮机、发电机、凝汽器及相关辅助系统组成，而凝汽器均采用单背压凝汽器。其中，单背压凝汽器是将同一台汽轮机单个或多个排汽口排出的同一压力(通常称之为背压)的排汽，引入相对应的凝汽室，被一股或数股并行流过的冷却介质冷却，凝结成同一温度凝结水的凝汽器。然而，由于单背压凝汽器在工作时，换热面两侧流体的温度变化过程不一样，导致换热存在较大的不均匀性，从而未能充分发挥凝汽器的换热性能，特别是近年来联合循环机组容量越来越大，换热性能的潜在提升空间越来越大，具备进一步优化的经济性。

发明内容

本发明目的在于，提供一种多背压燃气-蒸汽联合循环发电系统，采用多背压凝汽器，改善凝汽器换热的不均匀性，相对于现有的单背压燃气-蒸汽联合循环发电系统，本发明可以在相同的冷却条件下降低蒸汽轮机背压，充分发挥凝汽器的换热性能，提高整个联合循环机组的发电效率，以解决现有的单背压凝汽器未能充分发挥凝汽器的换热性能的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种多背压燃气-蒸汽联合循环发电系统，包括：燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机和多背压凝汽器，所述余热锅炉的进气口与所述燃气轮机的排气口连接，所述蒸汽轮机的进汽口与所述余热锅炉的排汽口连接，所述蒸汽轮机的排汽口与所述多背压凝汽器的进汽口对应，所述多背压凝汽器的出水口与所述余热锅炉的进水口连接；

所述燃气轮机用于将吸入的空气与内部的燃料进行燃烧，以推动所述发电机发电；

所述余热锅炉用于回收所述燃气轮机输出的烟气热能，以将从所述多背压凝汽器送来的水加热成蒸汽；

所述蒸汽轮机用于对所述余热锅炉送来的蒸汽做功，以推动所述发电机发电，并将做功后的蒸汽从所述蒸汽轮机的排汽口排出至所述多背压凝汽器；

所述多背压凝汽器用于将所述蒸汽轮机排出的蒸汽冷凝成不同温度的凝结水，所述凝结水经汇合后回流至所述余热锅炉内。

在某一个具体实施例中，所述多背压凝汽器包括多个独立的凝汽室，多个所述凝汽室分别用于将所述蒸汽轮机排出的蒸汽冷凝成不同温度的凝结水。

在某一个具体实施例中，所述多背压凝汽器包括凝汽器；

多个所述凝汽室由所述凝汽器的一个壳体间隔而成；

或者，多个所述凝汽室由所述凝汽器的多个相对独立的壳体形成。

在某一个具体实施例中，外部冷却介质以串联的方式依次流过不同所述凝汽室，以将从所述蒸汽轮机排出的不同压力的蒸汽冷却凝结成不同温度的凝结水。