[发明专利]一种燃气轮机不同状态下频繁启动的TCA换热系统

说明书

本发明公开了一种燃气轮机不同状态下频繁启动的TCA换热系统，包括TCA高压换热器和TCA低压换热器，TCA高压换热器的冷却水进水管上设置有TCA高压换热器入口气动关断阀，TCA高压换热器入口气动关断阀的进口管线与高压给水泵的出口管线相连，高压给水泵与低压汽包相连；TCA低压换热器的冷却水进水管与凝结水泵相连，并在TCA低压换热器的冷却水进水管上设置有TCA低压换热器入口电动调节阀、电动关断阀和逆止阀。采用两台换热器，根据机组情况，使用高压给水或者凝结水做为冷却介质对燃气轮机转子冷却空气进行冷却。高压给水泵进水由低压汽包直接供水，不用导入凝结水，从而进行管道切换，避免由于水温突降徒增幅引起高压给水泵转子弯曲造成高压给水泵故障。

技术领域

本发明涉及燃气轮机冷却技术领域，具体涉及一种燃气轮机不同状态下频繁启动的TCA换热系统。

背景技术

燃气轮机透平叶片，在髙温热腐蚀环境下长期工作。燃气轮机透平进口温度超过1400℃，已超过了一般金属材料所能承受的极限。因此，对燃气轮机透平高温部件，尤其是透平转子必须采用冷却技术，保证转子运行时，温度低于材料的极限温度。

冷却技术的应用使燃机透平转子表面温度分布更加均匀，从而降低了透平转子内部的热应力，提高了燃机透平转子的寿命。现目前主要采用燃气轮机组透平转子冷却空气系统为燃机透平转子提供冷却气源。透平转子冷却空气系统的空气来自燃气轮机轴流式压气机排气，经过水冷式冷却器TCA冷却并经过TCA过滤器过滤后进入燃气轮机透平，用于冷却透平转子。

燃气轮机因良好的调峰能力，根据电网调度需要进行频繁启停调峰操作。而目前设计的TCA冷却器冷却水由高压给水泵出口母管提供，燃机启动阶段的透平冷却空气温度应低于100℃，因此TCA冷却器进口冷却水温度应维持在60℃以下。冷态启动时，供给高压给水泵的低压汽包水温低，满足要求，但温态、热态启动时，低压汽包水温在100℃-150℃之间，不满足要求，需要将高压给水泵入口水源由低压汽包水切换至凝结水，凝结水温度约为40℃左右，二者存在较大温差。

机组投产后，早启晚停调峰运行，机组基本上是热态启动，启动初期高低压汽包水温在130℃以上，需切至凝结水供水(水温40℃左右)，机组负荷80MW(约40分钟)后再切回低压汽包供水(水温160℃左右)。启动初期给水泵入口水源切换这一过程，水温突降徒增幅度大，会引起高压给水泵转子弯曲造成高压给水泵故障。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种燃气轮机不同状态下频繁启动的TCA换热系统，减少高压给水泵故障的概率，同时提高系统运行的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种燃气轮机不同状态下频繁启动的TCA换热系统，其特征在于：包括TCA高压换热器和TCA低压换热器，所述TCA高压换热器和TCA低压换热器的热侧空气进口管线分别与燃气轮机轴流式压气机排气管线相连，并在TCA高压换热器和TCA低压换热器的热侧空气进口管线上分别设置有TCA高压换热器气侧入口气动关断阀和TCA低压换热器气侧入口气动关断阀，所述TCA高压换热器和TCA低压换热器的冷侧空气出口管线分别设置有TCA高压换热器气侧出口气动关断阀和TCA低压换热器气侧出口气动关断阀，所述TCA高压换热器的冷却水进水管上设置有TCA高压换热器入口气动关断阀，所述TCA高压换热器入口气动关断阀的进口管线与高压给水泵的出口管线相连，所述高压给水泵的进口管线与低压汽包相连；

所述TCA低压换热器的冷却水进水管与凝结水泵相连，并在TCA低压换热器的冷却水进水管上设置有TCA低压换热器入口电动调节阀、电动关断阀和逆止阀。

在TCA高压换热器和TCA低压换热器的热侧进口管线上分别设置有TCA高压换热器气侧入口气动关断阀和TCA低压换热器气侧入口气动关断阀，TCA高压换热器和TCA低压换热器的冷侧空气出口管线分别设置有TCA高压换热器气侧出口气动关断阀和TCA低压换热器气侧出口气动关断阀，用于切断两个换热器的进回气管。