气体涡轮热回收系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种气体涡轮系统(100)，该气体涡轮系统包括气体涡轮(12)和水回路(102)。水回路(102)包括供给管线(104)，该供给管线将低压节省器(40)流体联接到低压水供给源(118)。连接管线(106)将低压蒸发器(42)流体联接到低压节省器(40)。旁通供给管线(108)在连接管线(106)与热交换器之间延伸。旁通回流管线(112)从热交换器延伸并且包括第一回流支路(114)和第二回流支路(116)。第一回流支路(114)延伸到供给管线(104)。第二回流支路(116)延伸到连接管线(106)。至少一个第一分流阀(120)设置在旁通回流管线(112)上。至少一个第一分流阀(120)可操作以朝向供给管线(104)和连接管线(106)中的一者或两者引导水流。和连接管线(106)中的一者或两者引导水流。和连接管线(106)中的一者或两者引导水流。

【技术实现步骤摘要】
气体涡轮热回收系统和方法


[0001]本公开整体涉及一种气体涡轮热回收系统和方法。具体地，本公开涉及一种气体涡轮系统，该气体涡轮系统包括水回路，该水回路限定了平行布置的两个流动回路。

技术介绍

[0002]气体涡轮电厂诸如联合循环电厂(CCPP)通常包括气体涡轮，该气体涡轮具有压缩机区段、燃烧器区段、涡轮区段、设置在该涡轮下游的热回收蒸汽发生器(HRSG)和与HRSG流体连通的至少一个蒸汽涡轮。在操作期间，空气经由进气系统进入压缩机，并且随着空气朝向压缩机排放或扩散套管引导而逐渐压缩，该压缩机排放或扩散套管至少部分地围绕燃烧器。压缩空气的至少一部分与燃料混合并且在限定于燃烧器内的燃烧室内燃烧，从而产生高温和高压燃烧气体。
[0003]燃烧气体沿着热气体路径从燃烧器引导通过涡轮，在该涡轮中，燃烧气体随着在静止叶片和联接到转子轴的可旋转涡轮叶片的交替阶段上流动而逐渐膨胀。动能从燃烧气体传递到涡轮叶片，从而导致转子轴旋转。转子轴的旋转能可以经由发电机转换为电能。燃烧气体作为废气离开涡轮，并且废气进入HRSG。将来自废气的热能传递到流经HRSG的一个或多个热交换器的水，从而产生过热蒸汽。然后，将过热蒸汽引导到蒸汽涡轮中，该蒸汽涡轮可以用于产生额外的电力，从而增强整体电厂效率。
[0004]气体涡轮通常包括在操作期间需要加热的一个或多个系统或部件。通常，这通过利用来自HRSG的水或蒸汽的一部分与设置在需要加热的气体涡轮的系统或部件上的热交换器的结合来实现。然而，用于利用加热气体涡轮部件的HRSG蒸汽或水的已知系统和方法通常降低了整体CCPP效率。因此，在本领域中期望的是，用于利用加热气体涡轮的一个或多个系统或部件的HRSG蒸汽或水的经改善的系统和方法。

技术实现思路

[0005]根据本公开的气体涡轮系统和方法的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来学习。
[0006]根据另一个实施方案，提供了一种用于操作气体涡轮系统的方法。该气体涡轮系统包括气体涡轮和与气体涡轮热连通的水回路。该气体涡轮具有进气区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。该排气区段被构造成从涡轮区段接收废气流。该方法包括经由供给管线将水流接收到低压节省器的步骤。该低压节省器至少部分地设置在气体涡轮系统的排气区段内。该方法进一步包括经由连接管线将水流的第一部分从低压节省器输送到低压蒸发器的步骤。该低压蒸发器相对于废气流至少部分地设置在低压节省器上游的排气区段内。该方法进一步包括经由旁通供给管线将水流的第二部分输送到与气体涡轮的一种或多种流体热连通的热交换器的步骤。该方法进一步包括经由旁通回流管线将水流的第二部分递送到第一分流阀。该方法进一步包括经由第一分流阀将水流的第二部分引导到旁通回流管线的第一回流支路和旁通回流管线的第二回流支路中的一者或两者。第一回流支路
在第一分流阀与供给管线之间延伸。第二回流支路在第一分流阀与连接管线之间延伸。
[0007]根据另一个实施方案，提供了一种气体涡轮系统。该气体涡轮系统包括气体涡轮，该气体涡轮具有进气区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。该排气区段被构造成从涡轮区段接收废气流。该低压节省器至少部分地设置在排气区段内。该低压蒸发器相对于废气流至少部分地设置在低压节省器上游的排气区段内。该水回路至少部分地经由低压节省器和低压蒸发器与气体涡轮热连通。该水回路包括供给管线，该供给管线将低压节省器流体联接到低压水供给源。该水回路经由供给管线从低压水供给源接收水流。连接管线将低压蒸发器流体联接到低压节省器。旁通供给管线在连接管线与热交换器之间延伸。热交换器被定位成与气体涡轮的一种或多种流体热连通。旁通回流管线从热交换器延伸并且包括第一回流支路和第二回流支路。第一回流支路延伸到供给管线。第二回流支路延伸到连接管线。该至少一个第一分流阀设置在旁通回流管线上。该至少一个第一分流阀可操作以朝向供给管线和连接管线中的一者或两者引导水流。
[0008]根据本公开的又一实施方案，提供了一种联合循环电厂(CCPP)。该CCPP包括气体涡轮、至少一个蒸汽涡轮和热回收蒸汽发生器(HRSG)，该HRSG将气体涡轮和至少一个蒸汽涡轮热联接。该气体涡轮具有进气区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。该排气区段被构造成从涡轮区段接收废气流。HRSG包括低压节省器，该低压节省器设置在排气区段内。HRSG进一步包括低压蒸发器，该低压蒸发器相对于废气流设置在低压节省器上游的排气区段内。该水回路至少部分地经由低压节省器和低压蒸发器与气体涡轮热连通。该水回路包括供给管线，该供给管线将低压节省器流体联接到低压水供给源。该水回路经由供给管线从低压水供给源接收水流。连接管线将低压蒸发器流体联接到低压节省器。旁通供给管线在连接管线与热交换器之间延伸。热交换器被定位成与气体涡轮的一种或多种流体热连通。旁通回流管线从热交换器延伸并且包括第一回流支路和第二回流支路。第一回流支路延伸到供给管线。第二回流支路延伸到连接管线。该至少一个第一分流阀设置在旁通回流管线上。该至少一个第一分流阀可操作以朝向供给管线和连接管线中的一者或两者引导水流。
[0009]参照以下描述和所附权利要求，本气体涡轮系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案，并与描述一起用于解释本技术的原理。
附图说明
[0010]本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本气体涡轮系统和方法的完整且能够实现的公开，包括制造和使用本系统和方法的最佳模式，其中：
[0011]图1是根据本公开的实施方案的联合循环电厂(CCPP)的示意图；
[0012]图2示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮系统的示意图；
[0013]图3示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮系统的示意图；
[0014]图4示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮系统的示意图；
[0015]图5示出了根据本公开的实施方案的气体涡轮系统的示意图；并且
[0016]图6示出了根据本公开的实施方案的操作气体涡轮系统的方法的流程图。
ST)、一个中压段28(IP ST)和一个高压段30(HP ST)。然而，蒸汽涡轮22以及气体涡轮12的特定构造可以是特定实现的，并且可以包括区段的任何组合。
[0025]CCPP 10还可以包括多级HRSG或HRSG 32。所例示实施方案中的HRSG 32的部件是对HRSG 32的简化描绘，并且不旨在是限制性的。相反，所例示的HRSG 32被示出以表达此类HRSG系统的一般操作。来自气体涡轮12的加热的废气34可以传送到HRSG 32中并用于加热蒸汽，该蒸汽用于给蒸汽涡轮22提供动力。来自蒸汽涡轮22的低压段26的废气可以被引导至冷凝器36中。继而，来自冷凝器36的冷凝物可在冷凝泵38的辅助下被引导到HRSG 32的低压段中。
[0026]然后，冷凝物可以流经低压节省器40(LPEC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体涡轮系统(100)，所述气体涡轮系统包括：气体涡轮(12)，所述气体涡轮具有进气区段(11)、压缩机区段(20)、燃烧区段(18)、涡轮区段(16)和排气区段(13)，所述排气区段(13)被构造成从所述涡轮区段(16)接收废气流(34)；低压节省器(40)，所述低压节省器至少部分地设置在所述排气区段(13)内；低压蒸发器(42)，所述低压蒸发器相对于所述废气流(34)至少部分地设置在所述低压节省器(40)上游的所述排气区段(13)内；和水回路(102)，所述水回路至少部分地经由所述低压节省器(40)和所述低压蒸发器(42)与所述气体涡轮(12)热连通，所述水回路(102)包括：供给管线(104)，所述供给管线将所述低压节省器(40)流体联接到低压水供给源(118)，其中所述水回路(102)经由所述供给管线(104)从所述低压水供给源(118)接收水流；连接管线(106)，所述连接管线将所述低压蒸发器(42)流体联接到所述低压节省器(40)；旁通供给管线(108)，所述旁通供给管线在所述连接管线(106)与热交换器之间延伸，所述热交换器与所述气体涡轮(12)的一种或多种流体热连通；旁通回流管线(112)，所述旁通回流管线从所述热交换器延伸并且包括第一回流支路(114)和第二回流支路(116)，所述第一回流支路(114)延伸到所述供给管线(104)，所述第二回流支路(116)延伸到所述连接管线(106)；和至少一个第一分流阀(120)，所述至少一个第一分流阀设置在所述旁通回流管线(112)上，所述至少一个第一分流阀(120)可操作以朝向所述供给管线(104)和所述连接管线(106)中的一者或两者引导所述水流。2.根据权利要求1所述的气体涡轮系统(100)，其中所述至少一个第一分流阀(120)是能够在第一位置与第二位置之间致动的第一多路径分流阀，其中所述第一多路径分流阀的所述第一位置将所述水流的全部从所述旁通回流管线(112)输送到所述第一回流支路(114)，并且其中所述第一多路径分流阀的所述第二位置将所述水流的全部从所述旁通回流管线(112)输送到所述第二回流支路(116)。3.根据权利要求1或2所述的气体涡轮系统(100)，其中所述热交换器是设置在所述进气区段(11)中的加热线圈和燃料热交换器中的一者。4.根据权利要求3所述的气体涡轮系统(100)，其中所述热交换器是设置在所述气体涡轮(12)的所述进气区段(11)中的加热线圈，并且其中所述气体涡轮系统(100)进一步包括设置在所述旁通供给管线(108)上的燃料热交换器。5.根据权利要求1、2或3所述的气体涡轮系统(100)，所述气体涡轮系统进一步包括至少一个第二分流阀(124)，所述至少一个第二分流阀相对于通过所述旁通回流管线(112)的所述水流设置在所述至少一个第一分流阀(120)上游的所述旁通回流管线(112)上。6.根据权利要求5所述气体涡轮系统(100)，其中所述至少一个第二分流阀(124)是能够在第一位置与第二位置之间致动的第二多路径分流阀，其中所述多路分流阀的所述第一位置将所述水流的全部从所述旁通回流管线(112)输送到所述旁通供给管线(108)，并且其中所述多路分流阀的所述第二位置将所述水流的全部从所述旁通回流管线(112)输送到所
述至少一个第一分流阀(120)。7.根据权利要求1所述的气体涡轮系统(100)，其中所述水供给源进一步包括蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：