[发明专利]联合循环发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及联合循环发电设备，其包括燃气和蒸汽涡轮以及热回收蒸汽发生器，并且尤其涉及借助抽汽与废热发电设备和／或局部加热相结合的联合循环发电设备。本发明尤其涉及发电机以及燃气和蒸汽涡轮的底板安装式单轴布置。

背景技术

具有蒸汽涡轮的热力发电设备常常配备抽汽口，该抽汽口提供热能以便操作另一设备，例如工业设备或局部加热系统。

例如，US4,492,084公开了一种发电设备，其包括蒸汽涡轮和布置在从中压蒸汽涡轮的排气口通向低压蒸汽涡轮的进口的跨管中的抽汽口。抽取的蒸汽用于具有换热器和储存器的远程加热系统，其在峰值电负荷及减小抽汽流量的时间段提供热量。此外，远程加热系统还包括用于使加热介质从储存器再循环到换热器用于再加热的管道。

US2008／0010968公开了一种蒸汽发电设备，其包括在单轴上的多个蒸汽涡轮以及在并联布置的两个双流中压蒸汽涡轮的排气口处的抽汽口。抽汽口与在远程加热回路中串联布置的两个换热器相连接。该布置允许对高流量加热蒸汽的安全控制。

在如上所述的发电设备中，传统上，布置抽汽口是为了在蒸汽涡轮的底部(即，在外壳下半壳)更加稳定和安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于与废热发电设备或局部加热系统相结合的带有抽汽口的联合循环发电设备，即，在现有技术的那种联合循环发电设备上改进。

一种联合循环发电设备包括布置在单轴上以驱动发电机的燃气涡轮和蒸汽涡轮。蒸汽涡轮由在热回收蒸汽发生器中使用燃气涡轮所排出的热气的热能产生的蒸汽来驱动。若干蒸汽涡轮至少包括布置在单轴上的高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮。中压蒸汽涡轮包括一个或多个抽汽口，蒸汽从这里引向废热发电设备、局部加热系统或者包括耗热器的工业设备。

根据本发明，单轴发电设备是底板安装的，并且中压蒸汽涡轮的抽汽口布置在涡轮外壳的顶部，或者换句话说，在其外壳的上半壳中。

底板安装意味着，主涡轮机即燃气涡轮系统、蒸汽涡轮系统和单个发电机安装在其上的基板直接布置在地面上。地面是发电设备的建筑底板或其地基。在主涡轮机与地面之间不需要或不用布置垫座、悬架或弹簧。基板通常是大体积混凝土块。其地面面积尺寸定制为支撑对应的涡轮机。一个单轴动力传动系的基板的高度尺寸定制为使得基板高度与从地面固定到要安装在每个基板上的对应涡轮机的轴线的高度的总和是恒定的。因此，动力传动系的所有涡轮机的轴线能够在一个水平上对齐。

一个或多个抽汽口配置和布置成抽取中压涡轮的蒸汽的任何部分直到该涡轮的全部蒸汽，并且将其引向布置成借助抽取的蒸汽加热热交换介质的一个或多个换热器。能够通过控制抽汽流而控制热量提取。为了允许抽汽流的控制，流量控制阀布置在抽汽管道中。为了允许底板安装布置，抽汽管道以及流量控制阀布置得比单轴动力传动系的旋转轴线更高。为了流量控制阀的操作，还在单轴动力传动系的旋转轴线上方的抬高位置布置排出系统。

换热器布置在局部加热系统、工业设备或废热发电设备中，其可通过由换热器中的被提取蒸汽所加热的热交换介质输送的热能操作。

在一个实施例中，提供带有流动能力的旁通管道，其足以在蒸汽涡轮不操作的情况下使由热回收蒸汽发生器产生的总蒸汽质量流旁通至第一换热器和／或第二换热器。这允许燃气涡轮系统的独立操作，这改进了设备的操作灵活性。

在一个实施例中，止回阀在单轴的旋转轴线上方的抬高位置布置在抽汽管道中。止回阀用来确保在蒸汽涡轮无抽汽地操作时蒸汽涡轮的安全操作。当蒸汽交换器的蒸汽供应例如由于局部加热器的水平控制的故障而断开时，流量控制阀将关闭。止回阀也将关闭并阻止任何回流，由此允许在无抽汽的情况下蒸汽涡轮的安全操作。

在改进设备操作灵活性的又一实施例中，抽汽口还可以设计为蒸汽涡轮系统周围的旁通管道。这种抽汽管道具有流动能力，其足以在蒸汽涡轮倾斜的情况下提取燃料蒸汽质量流，以允许燃气涡轮系统独立于蒸汽涡轮操作。对于旁通操作，蒸汽在进入换热器中之前是直接来自主蒸汽管道的进料。

在本发明的实施例中，抽汽口成对地布置在涡轮外壳的上半壳处且在中压蒸汽涡轮的选定级的位置处。每对抽汽口的两个抽汽口定位于外壳的最高点的两侧。这样的抽汽口对可布置在中压蒸汽涡轮中的一个或多个位置或级处，例如，在涡轮的末级或在中间级。取决于所提取的蒸汽体积，抽汽口对或单个抽汽口可能更为有利。在本发明的又一实施例中，仅仅一个抽汽口布置在涡轮的选定级处，在此，该抽汽口定位于涡轮外壳的上半壳的最高点处或接近该最高点。