[发明专利]联合循环系统

说明书

本发明涉及联合循环系统，其包括燃气涡轮、蒸汽涡轮和热回收蒸汽发生器，其中从水分离单元排出的蒸汽通过高压出口线路被引导到成组的过热器且从成组的过热器通过热回收蒸汽发生器的主出口线路排出，以引入蒸汽涡轮中，保温线路连接在热回收蒸汽发生器的高压出口线路和主出口线路之间，以将从水分离单元排出的一部分蒸汽引入从成组的过热器排出的蒸汽，并且控制阀设置在保温线路中。利用本发明的解决方案，跨越用于蒸汽温度的控制阀的压力差在联合循环系统的低负载或高负载应用中保持较低。

技术领域

本发明涉及联合循环系统，特别地，涉及联合循环系统的热回收蒸汽发生器中的蒸汽温度控制。

背景技术

其中具有下游热回收蒸汽发生器的燃气涡轮组和具有燃烧的锅炉和对应的蒸汽涡轮的水/蒸汽循环彼此联合的功率装置概念在现有技术中已经已知一段时间，并且使用得越来越多，最重要是因为增加了总体效率、额外功率输出(燃气涡轮组)以及低投资和运行灵活性。

这种联合功率装置概念的变型为联合-循环功率装置，其中燃气涡轮组和水/蒸汽循环在水/蒸汽侧彼此联接。燃气涡轮组排出的烟道气被引导通过热回收蒸汽发生器，以产生蒸汽，并且然后排出到环境中。热回收蒸汽发生器中产生的蒸汽例如作为流通蒸汽以及/或者再热器蒸汽在适当的点馈送到水/蒸汽循环中。另外或备选地，热回收蒸汽发生器还可用于冷凝物以及/或者供给水的预热。在例如G Bauer等人在VGB Kraftwerkstechnik 73(1993年)，第2卷，第120页的文章“Das Verbundkraftwerk-eine neue Variante deskombinierten Kraftwerkes(“联合-循环功率装置-联合功率装置的新的变型”)”中描述了各种类型的联合-循环功率装置，其在燃气涡轮系统和水/蒸汽系统之间具有不同的连接。

典型的热回收蒸汽发生器包括用于接收来自燃气涡轮的排气的入口和在已经从排气抽取热能之后排出从燃气涡轮接收的气体的出口。在入口和出口之间为流路径，多个加热交换器装置位于其中。在来自燃气涡轮的排气从入口行进到出口时，加热交换器装置从来自燃气涡轮的排气抽取热。

热回收蒸汽发生器内的加热交换器装置在入口和出口之间的流路径内以特定型式或顺序组织。典型地，加热交换器装置包括低压蒸发器、中压蒸发器和高压蒸发器。热回收蒸汽发生器可还包括一个或多个节热器，其在水输送到一个蒸发器中之前预热水。进一步，热回收蒸汽发生器可包括一个或多个过热器，其进一步加热一个蒸发器产生的蒸汽。最终，出于各种原因，诸如再热器的各种额外热交换元件还可设置在沿着流路径的各种位置处。

必须根据蒸汽涡轮需求(设定值)而控制蒸汽温度，以用于瞬变运行，诸如起动、停机和装置加载和卸载。在过去，由于低燃气涡轮排气温度和少装置灵活性的需求(装置循环少和起动时间长的需求)，所以借助于出口级减热器控制蒸汽温度是足够的。随着燃气涡轮排气温度升高和装置灵活性增加，在最终过热器上游引入额外减热器变成强制性的。这对装置成本有影响，仍然有与出口级减热器相关的问题没解决：最小流需求、阀的腐蚀和可控制性。

出口级减热器必须始终以最小流量运行，以确保跨越阀的小温差。在一些运行状况中，诸如在低环境温度下的基本负载(BL)和低负载运行(LLO)，不需要对流进行减热，因为燃气涡轮排气温度低。最小流量导致不必要的温度降低，这导致性能降低(基本负载)或在蒸汽涡轮上的热应力(低负载运行)。对于出口级减热器，从高压节热器抽取水，这导致减热器阀上游的高压，特别是在起动、停机和LLO期间。这导致腐蚀阀。在装置瞬变期间(例如起动)，最小流量导致不必要的温度降低。出口级减热器控制HRSG出口处的温度，而不对具有厚壁的构件进行温度控制，诸如最终过热器入口/出口加热器和歧管。最小流量和阀腐蚀的问题利用双喷射减热器阀解决。一个用于较大流量需求而另一个用于小流量需求。这个解决方案增加成本并且关于对蒸汽温度的影响，最小流量仍然太高。在大多数情况下，检测到对小阀的腐蚀。级联减热器站、一个上游最终过热器和另一个下游最终过热器解决具有厚壁的构件的寿命问题，但是会增加装置成本。