[发明专利]燃气轮机组受热部件的冷却方法

说明书

本发明涉及一种燃气轮机组受热部件的冷却方法。

在热电站的联合装置中，通常从工作过程中抽取空气供到承受热负荷的部件中，以冷却这些部件。这种冷却方法减少了装置中的有效质量流，从而使装置的效率受到损失。就涡轮机组而言，上述情况主要在于在新一代的联合装置中一般没有额外的空气能够在不损失装置的功率和效率下分流出来。

对此，本发明将在这方面给予帮助。本发明的目的是对于文首所述的那种方法提出对装置中受热部件进行冷却的一些措施，这些措施可以提高效率和比功率。

本发明提供一种燃气轮机和废热蒸汽涡轮的联合装置中的燃气轮机组的受热部件的冷却方法，所述燃气轮机组包括至少一个燃气轮机、至少一个压气机和至少一个燃烧室，而废热蒸汽涡轮装置包括至少一个废热蒸汽发生器和至少一个蒸汽涡轮，其特征是：用从废热蒸汽发生器取出的饱和蒸汽来冷却燃气轮机组的一个或多个受热部件，并且将用于冷却的蒸汽送回到蒸汽循环回路的一个蒸汽涡轮中。

一种具有例如三级压力废热蒸汽发生器的联合装置中的中级蒸汽压力尤其能很好地适用于涡轮定子和燃烧室的冷却。为此目的，从具有适当压力的锅炉汽包来的新鲜蒸汽通过吸收要冷却部件的热量而过热并在适当的位置处供给蒸汽涡轮。如果上述过热程度太高，则可以在适当的位置通过喷水来控制。反之，如果过热程度太低，则可以利用一定量的烟气对其再加热。就受热部件的冷却方式而言，可以串联和/或并联地进行冷却。用于冷却的蒸汽不仅限于从中压锅炉汽包中抽取，同样也可以从低压和/或高压锅炉汽包中抽取。

此外还可以在适当的位置处从蒸汽涡轮中抽取冷却蒸汽，并在一个低压位置处将冷却蒸汽送回到蒸汽涡轮中。按照需要，这样抽取的冷却蒸汽可以通过喷水而部分地或完全地得到过热冷却，这些水最好在节热器后面抽取。

在具有设置在不同压力区中的多个涡轮和燃烧室的燃气轮机装置中，在适当的锅炉汽包上和/或蒸汽涡轮的适当部位上开孔以提供所需的冷却蒸汽。

在起动过程期间，可向需冷却的相关部件提供冷却介质，冷却介质可是常用的空气或是外部蒸汽源。

本发明的主要优点在于，与用空气冷却相比，由于蒸汽的温度较低并且比热较高(几乎加倍)，在相同的金属温度下允许有高得多的热燃气温度。如果冷却是按照一种封闭回路构思进行的，那么与在用空气冷却时通常采用的开式回路构思相比，这种冷却方式会产生更好的多变涡轮效率。对受热部件进行闭式蒸汽冷却大大提高了联合装置的功率和效率。

实现本发明目的的技术方案的一些有利的适宜的细节特征还在于：

在冷却燃气轮机组的一个或多个受热部件之前，在从废热蒸汽发生器取出的饱和蒸汽中混入以一预定压力从蒸汽涡轮取出的过热蒸汽；

将被取出的蒸汽分成第一支流和第二支流；将第一支流中的被取出的蒸汽输入燃气轮机中而将第二支流中的被取出的蒸汽输入燃烧室中，以冷却燃气轮机和燃烧室，其中蒸汽被加热；以及将被加热的蒸汽送回到蒸汽涡轮中具有低于在取出步骤中的预定压力的工作蒸汽流中；

在被取出的蒸汽被输入到至少一个受热部件之前，将一定量的水引入至蒸汽中，以冷却蒸汽的温度；

该水包括来自废热蒸汽发生器的冷凝水；

被取出的蒸汽的预定压力是高于在至少一个受热部件的燃气压力。

以下对照附图对本发明的一些实施例做详细说明。附图中省去了对直接理解本发明所不需要的部件。各种介质的流动方向用箭头表示。相同的部件在各图中都采用相同的标号。

附图中，

图1是一种联合装置，其中冷却蒸汽从锅炉汽包中取出，

图2是一种具有封闭蒸汽冷却回路的联合装置，其中主要蒸汽从蒸汽涡轮中取出，

图3是一种联合装置，其中在燃气轮机组内燃烧是按顺序进行的。