一种联合循环发电设备包括：具有主流通路的燃气涡轮；热回收蒸汽发生器，其具有布置在主流通路下游的热交换器；排气烟囱，其与主流通路流体连通并且布置在热回收蒸汽发生器下游；以及，可逆的回转机构，其联接至燃气涡轮的转子轴。可逆的回转机构在燃气涡轮的回转机构反向旋转操作期间使所述转子轴反向旋转并且使燃烧排出气体的流从排气烟囱反向穿过热交换器并且回到燃气涡轮的主流通路中，从而保存热回收蒸汽发生器中储存的热能。还公开了一种用于在燃气涡轮的反向旋转回转机构操作期间保存联合循环发电设备的热能的方法。
【技术实现步骤摘要】
本申请以2014年8月28日提交的序列号为62/042816的美国临时专利申请为基础并且申请享有其优先权，为了所有的目的，该专利申请的公开以全文引用的方式并入到本文中。本专利技术大体而言涉及联合循环发电设备。更具体而言，本专利技术涉及用于在燃气涡轮的回转机构(turning gear)和/或非燃烧操作期间在联合循环发电设备的热回收蒸汽发生器中保存热能的系统和方法。
技术介绍
—种类型的联合循环燃气涡轮发电设备联合利用至少一个燃气涡轮和至少一个蒸汽涡轮来发电。该发电设备布置成使得燃气涡轮通过热回收系统(例如热回收蒸汽发生器“HRSG”)热连接至蒸汽涡轮。燃气涡轮通常包括压缩机部段、布置在压缩机部段下游的燃烧部段以及在燃烧部段下游的涡轮部段。燃气涡轮的转子轴联接至发电机。蒸汽涡轮的转子轴可联接至相同的发电机或单独的发电机。HRSG通常包括位于燃气涡轮的涡轮排气管道下游的一个或多个热交换器。在燃气涡轮的燃烧操作期间，热的燃烧排出气体从排气管道流动，穿过HRSG并且从排气烟囱流出。来自热的燃烧排出气体的热能经由(一个或多个)热交换器传递给工作流体(例如水)以便向(一个或多个)蒸汽涡轮提供加压蒸汽的流。在某些情形下，燃气涡轮可主要在峰值或高功率需求时段操作并在非峰值或低需求时段关闭。然而，在关闭或非燃烧操作时段期间，通常希望经由联接至电动马达的回转机构保持燃气涡轮的转子轴以某个期望的最小旋转速度旋转以便保护燃气涡轮转子使之不变弯。当转子经由回转机构转动时，周围空气被抽吸穿过压缩机部段，传送到燃烧部段的压缩机排放壳体中，传送穿过涡轮部段，从排气管道出来，并且然后穿过HRSG。虽然在回转机构操作期间从压缩机流出的空气可实现热能的略微增加，但是，经过压缩机进到HRSG中的空气的温度可低于驻留在HRSG的热交换器中的工作流体的温度，特别是在刚刚停止燃气涡轮的燃烧操作之后。因此，来自热交换器中的工作流体的热能损失给较冷的排出空气。在回转机构操作期间来自HRSG中的工作流体的热能损失可不利地影响总体的发电设备性能。例如，在可实现燃气涡轮和蒸汽涡轮的完整操作之前，可能需要额外的时间来使HRSG中的工作流体回到所需的操作温度。此外，HRSG中的工作流体与热的涡轮排出气体之间的较大温差(特别是在初始启动阶段)可导致HRSG的各个部件上的热应力，这可影响总体的HRSG性能。因此，用于在燃气涡轮的回转机构操作期间保存来自HRSG工作流体的热损失的系统和方法将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点下面在以下描述中阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本专利技术得到教导。本专利技术的一个实施例是联合循环发电设备。该联合循环发电设备包括:具有主流通路的燃气涡轮；热回收蒸汽发生器，其具有布置在主流通路下游的热交换器；排气烟囱，其与主流通路流体连通并且布置在热回收蒸汽发生器下游；以及，可逆的回转机构，其联接至燃气涡轮的转子轴。该可逆的回转机构在燃气涡轮的回转机构反向旋转操作期间使转子轴反向旋转并且使燃烧排出气体的流从排气烟囱反向穿过热交换器并且回到燃气涡轮的主流通路中，从而保存热回收蒸汽发生器中储存的热能。本公开的另一个实施例是一种用于在回转机构操作期间保存联合循环发电设备的热能的方法。联合循环发电设备包括具有转子轴的燃气涡轮，在燃气涡轮的排气出口下游的热回收蒸汽发生器，以及在热回收蒸汽发生器下游的排气烟囱。该方法包括以下步骤:在燃气涡轮的燃烧操作期间将来自燃气涡轮的燃烧排出气体传送穿过热回收蒸汽发生器并传送到排气烟囱中，其中转子轴沿常规旋转方向旋转，以及关闭燃气涡轮的燃烧部段，因而容许转子轴减慢并且最终停止。该方法还包括:经由可逆回转机构使燃气涡轮的转子轴反向旋转，其中转子轴的反向旋转从排气烟囱沿反向流动方向抽吸燃烧排出气体，往回穿过热回收蒸汽发生器并且穿过燃气涡轮的主流通路。本专利技术还包括一种用于保存联合循环发电设备的热能的方法。该联合循环发电设备包括:具有转子轴的燃气涡轮，在燃气涡轮的排气出口下游的热回收蒸汽发生器，以及在热回收蒸汽发生器下游的排气烟囱。该方法包括以下步骤:在燃气涡轮的燃烧操作期间将来自燃气涡轮的燃烧排出气体传送穿过热回收蒸汽发生器并传送到排气烟囱内，其中转子轴沿常规旋转方向旋转。该方法还包括关闭燃气涡轮的燃烧部段，因而容许转子轴减慢到足够的速度以接合可逆的回转机构用以使转子轴旋转。该方法还包括以下步骤:经由可逆的回转机构使转子轴反向旋转，其中转子轴的反向旋转从排气烟囱沿反向流动方向抽吸燃烧排出气体，往回穿过热回收蒸汽发生器并且穿过燃气涡轮的主流通路。该方法还包括:在燃烧排出气体离开燃气涡轮的入口部段时测量其温度；以及比较测量的燃烧排出气体温度与预先限定的最大压缩机入口温度，其中，如果测量的温度低于预先限定的最大压缩机入口温度，回转机构继续使转子轴反向旋转，并且如果该温度高于预先限定的最大压缩机入口温度，回转机构停止转子轴的反向旋转并且恢复转子轴的常规旋转。技术方案1:一种联合循环发电设备，包括:燃气涡轮，其具有限定于其中的主流通路，以及转子轴；热回收蒸汽发生器，其具有布置在所述主流通路下游的热交换器；排气烟囱，其与所述主流通路成流体连通并且布置在所述热回收蒸汽发生器下游；以及可逆的回转机构，其联接至所述燃气涡轮的转子轴，其中，所述可逆的回转机构在所述燃气涡轮的回转机构反向旋转操作期间使所述转子轴反向旋转并且使燃烧排出气体的流从所述排气烟囱反向穿过所述热交换器并且回到所述燃气涡轮的主流通路中。技术方案2:根据技术方案求1所述的联合循环发电设备，其中，所述主流通路至少部分地由排气管道、涡轮、压缩机排放壳体、压缩机和入口中的一个或多个限定。技术方案3:根据技术方案求1所述的联合循环发电设备，其中，所述排气烟囱包括舱口，其中，所述舱口将来自所述燃气涡轮的排出气体至少部分地封闭在所述排气烟囱内。技术方案4:根据技术方案求1所述的联合循环发电设备，其中，所述燃气涡轮包括与所述主流通路成流体连通的放气出口，其中，所述放气出口流体地联接至所述排气烟囱。技术方案5:根据技术方案求4所述的联合循环发电设备，其中，所述放气出口沿着所述燃气涡轮的入口部段定位。技术方案6:根据技术方案求4所述的联合循环发电设备，其中，所述放气出口沿着所述燃气涡轮的压缩机定位。技术方案7:根据技术方案求4所述的联合循环发电设备，其中，所述放气出口沿着所述燃气涡轮的燃烧部段的外壳体定位。[当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种联合循环发电设备，包括：燃气涡轮，其具有限定于其中的主流通路，以及转子轴；热回收蒸汽发生器，其具有布置在所述主流通路下游的热交换器；排气烟囱，其与所述主流通路成流体连通并且布置在所述热回收蒸汽发生器下游；以及可逆的回转机构，其联接至所述燃气涡轮的转子轴，其中，所述可逆的回转机构在所述燃气涡轮的回转机构反向旋转操作期间使所述转子轴反向旋转并且使燃烧排出气体的流从所述排气烟囱反向穿过所述热交换器并且回到所述燃气涡轮的主流通路中。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S埃卡纳亚克，JE梅斯特罗尼，AI西皮奥，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US
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