CN101713339A - 用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置 - Google Patents

用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101713339A
CN101713339A CN200910205632A CN200910205632A CN101713339A CN 101713339 A CN101713339 A CN 101713339A CN 200910205632 A CN200910205632 A CN 200910205632A CN 200910205632 A CN200910205632 A CN 200910205632A CN 101713339 A CN101713339 A CN 101713339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steam
water
bypass
control device
attemperation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910205632A
Other languages
English (en)
Inventor
K·纳拉亚纳斯瓦米
P·纳拉杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101713339A publication Critical patent/CN101713339A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
    • F01K23/108—Regulating means specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/16—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/02—Arrangements of feed-water pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

本发明涉及用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置，具体而言，在公开的实施例中提供了用于冷却在蒸汽涡轮机的跳脱期间从该蒸汽涡轮机旁通过的蒸汽的调温系统和方法。该系统可以被配置成将从燃气加热器排放的水输送至旁路调温器，在此处可用从燃气加热器排放的水来冷却旁通蒸汽。在由燃气加热器使用之前，可以通过节约器对用于加热燃气的水进行加热。通过锅炉给水泵的中压级可以将水输送至该节约器。在所公开的实施例中，还可以用锅炉给水泵的中压级来将水供应给再热器调温器，在已经将水从旁路调温器输送至再热器后，该调温器可用于进一步冷却该蒸汽。另外，锅炉给水泵的中压级可以将水直接输送至旁路调温器作为补充水源。

Description

用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置
技术领域
本发明一般地涉及蒸汽调温。更具体地，本发明涉及在蒸汽涡轮机跳脱(trip)期间从蒸汽涡轮机旁通过的蒸汽的调温。
背景技术
在联合循环动力装置中，可将来自燃气涡轮机的热排气输送给用于产生蒸汽的余热蒸汽发生(HRSG)系统，蒸汽可用于蒸汽涡轮机中。HRSG系统可以产生非常高温的蒸汽。具体地，HRSG系统可以包括过热器和再热器，其使得由蒸汽涡轮机使用的蒸汽过热。在蒸汽涡轮机跳脱期间，蒸汽可以旁通过蒸汽涡轮机。在这种情况下，由于蒸汽可仅在过热器和再热器之间循环，因而如果不受控制，则蒸汽温度甚至可能变得更大。
如果来自过热器和再热器的蒸汽达到足够高的温度，则可能不利地影响蒸汽涡轮机以及HRSG下游的其他设备。例如，蒸汽管道和蒸汽涡轮机中的高循环性热应力最终可能导致缩短的生命周期。已经设计了传统的控制系统来帮助监视和控制HRSG系统内的蒸汽温度。但是，这些传统的控制系统通常涉及使用调温系统，该调温系统利用来自专用水源的水作为冷却介质。使用专用水源和管道可导致水罐和水泵设备过大，从而导致设备和整个HRSG系统增大的基底面(footprint)。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种冷却在蒸汽涡轮机跳脱期间从蒸汽涡轮机旁通过的蒸汽的方法。该方法包括：将水从锅炉给水泵的中压级输送到节约器。该方法还包括用该节约器加热水。该方法又包括将该水从该节约器输送到燃气加热器。另外，该方法包括通过该燃气加热器将热量从该水传递给燃气，从而加热该燃气并冷却该水。该方法又包括将该水从燃气加热器输送至旁路调温器。该方法还包括通过该旁路调温器将来自从蒸汽涡轮机旁通过的蒸汽的热量传递给来自燃气加热器的水，从而冷却该蒸汽。
在另一实施例中，提供了一种冷却蒸汽的方法。该方法包括：将水从燃气加热器输送至旁路调温器。该方法还包括用该旁路调温器和来自该燃气加热器的水来冷却蒸汽。
在又一实施例中，提供了一种蒸汽调温系统。该蒸汽调温系统包括燃气加热器，该燃气加热器配置成用加热过的给水加热燃气，并在燃气加热过程中使用后排放水。该蒸汽调温系统还包括旁路调温器，该旁路调温器配置成用从燃气加热器排放的水冷却蒸汽，其中该蒸汽在该蒸汽涡轮机跳脱期间已经从蒸汽涡轮机旁通过。
附图说明
当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的这些和其他的特征、方面以及益处将变得更好理解，其中贯穿这些附图，相似的标记表示相似的部分，其中：
图1是可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法的一个示范性的联合循环动力发生系统的示意性流程图；
图2是可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法的一个示范性的联合循环动力发生系统的更详细的示意性流程图；
图3是可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法的一个示范性的联合循环动力发生系统的另一详细的示意性流程图；以及
图4是利用公开实施例用于对旁通过蒸汽涡轮机的蒸汽进行调温的一种示范性方法的流程图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或者多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在本说明书中可能不描述一个实际实施方式的所有特征。应当理解的是：在任何这类实际实施方式的开发中，如在任何工程或者设计项目中，为了实现研发人员的特定目标(诸如符合系统相关和商业相关的限制)，必须做出许多实施方式特定的决定，这些决定可以从一个实施方式到另一个实施方式而变化。而且，应当理解的是：尽管这种研发努力可能是复杂而耗时的，但是对于那些享有本发明益处的本领域技术人员而言，这种研发努力仍然是设计、制备以及制造的日常任务。
在介绍本发明的各种实施例的元件时，用词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意在表示有一个或者多个元件。用语“包括”、“包含”以及“具有”意在为包含性的并表示可能存在所列出元件之外的另外的元件。操作参数的任何示例并不排除公开实施例的其他参数。
在公开的实施例中，提供了用于对在蒸汽涡轮机跳脱期间从蒸汽涡轮机旁通过的蒸汽进行冷却的调温系统和方法。该系统可被配置成将从燃气加热器排放的水输送到旁路调温器，在此处可以用从燃气加热器排放的水来冷却旁路蒸汽。在由燃气加热器使用之前，用于加热燃气的水可以由节约器加热。可通过锅炉给水泵的中压级将水输送至节约器。在公开的实施例中，还可以用锅炉给水泵的中压级来将水供应给再热器的调温器，在已经将水从旁路调温器输送到再热器后，其可以被用来进一步冷却蒸汽。另外，锅炉给水泵的中压级可以直接将水输送至旁路调温器作为补充水源。
图1是一个示范性联合循环动力发生系统10的示意性流程图，该系统可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法。系统10可包括用于驱动第一负载14的燃气涡轮机12。例如，第一负载14可以是用于产生电力的发电机。燃气涡轮机12可包括涡轮16、燃烧器或者燃烧室18以及压缩机20。系统10还可包括用于驱动第二负载24的蒸汽涡轮机22。第二负载24也可以是用于产生电力的发电机。但是，第一负载14和第二负载24均可以是能够由燃气涡轮机12和蒸汽涡轮机22驱动的其他类型的负载。在示出的实施例中，蒸汽涡轮机22可包括一个低压级26(LP ST)、一个中压级28(IP ST)以及一个高压级30(HP ST)。但是，蒸汽涡轮机22以及燃气涡轮机12的具体配置可以是实施方式特定的并且可以包括这些级的任何组合。
系统10还可包括多级HRSG 32。在示出的实施例中，HRSG 32的部件为HRSG 32的简单描述而并不意图为限制性的。相反，示出的HRSG 32被显示为用于表达此类HRSG系统的一般运行。可以将来自燃气涡轮机12的热排气34运输到HRSG 32中并且用来加热被用来给蒸汽涡轮机22提供动力的蒸汽。可以将来自蒸汽涡轮机22的低压级26的排气引入冷凝器36。借助于冷凝泵38，又可以将来自冷凝器36的冷凝物引入HRSG 32的低压部分。
随后，冷凝物可以流动经过低压节约器40(LPECON)，该低压节约器40是配置成用燃气加热给水的装置，其可以用于加热该冷凝物。可以将冷凝物从低压节约器40引入低压蒸发器42(LPEVAP)或者引向中压节约器44(IPECON)。可以将来自低压蒸发器42的蒸汽返回至蒸汽涡轮机22的低压级26。同样地，可以将冷凝物从中压节约器44引入中压蒸发器46(IPEVAP)或者引向高压节约器48(HPECON)。另外，可以将来自中压节约器44的蒸汽输送给燃气加热器(未显示)，蒸汽在该燃气加热器处可被用于加热用来在燃气涡轮机12的燃烧室18中使用的燃气。可以将来自中压蒸发器46的蒸汽输送给蒸汽涡轮机22的中压级28。此外，由于示出的实施例仅示出了可以使用当前实施例的独特方面的HRSG系统的一般操作，因而不同实施方式之间节约器、蒸发器以及蒸汽涡轮机22之间的连接可变化。
最后，可以将来自高压节约器48的冷凝物引入高压蒸发器50(HPEVAP)。可以将离开高压蒸发器50的蒸汽引入初级高压过热器52和末级高压过热器54，在此蒸汽被过热并且被最终输送给蒸汽涡轮机32的高压级30。又可以将来自蒸汽涡轮机22的高压级30的排气引入蒸汽涡轮机22的中压级28。可以将来自蒸汽涡轮机22的中压级28的排气引入蒸汽涡轮机22的低压级26。
可以将级间调温器56定位在初级高压过热器52和末级高压过热器54之间。级间调温器56可允许对来自末级高压过热器54的蒸汽的排放温度进行更加强有力的控制。具体地，可以将级间调温器56配置成：只要离开末级高压过热器54的蒸汽的排放温度超过预定值，即通过将冷却器给水喷雾(cooler feedwater spray)注入到末级高压过热器54的过热蒸汽上游来控制离开末级高压过热器54的蒸汽温度。
此外，可以将来自蒸汽涡轮机22的高压级30的排气引入主再热器58和辅助再热器60，在此处将排气引入蒸汽涡轮机22的中压级28之前可以对其进行再加热。主再热器58和辅助再热器60还可以与级间调温器62相关，用于控制来自再热器的废蒸汽的温度。具体地，级间调温器62可以被配置成：只要离开辅助再热器60的蒸汽的排放温度超过预定值，即通过将冷却器给水喷雾注入到辅助再热器60的过热蒸汽上游来控制离开辅助再热器60的蒸汽的温度。
在诸如系统10的联合循环系统中，热排气可以自燃气涡轮机12流动并经过HRSG32，而且可以被用于产生高压、高温的蒸汽。然后使由HRSG32产生的蒸汽经过蒸汽涡轮机22来用于产生动力。另外，还可以将产生的蒸汽供应给使用过热蒸汽的任何其他的过程。燃气涡轮机12的发生循环通常称为“至顶循环”，而蒸汽涡轮机22的发生循环常被称为“及底循环(bottoming cycle)”。通过联合如图1中示出的这两个循环，该联合循环动力发生系统10可以在两个循环中导致更大的效率。特别是，来自至顶循环的废热可以被捕获并被用于产生在及底循环中使用的蒸汽。
在如图1中所示的联合循环发电应用中的HRSG系统中可以使用级间调温器。HRSG 32通常维持预定设计的蒸汽温度，从而维持过程效率和蒸汽涡轮机22以及有关设备的寿命。在过高蒸汽温度(超出了中级调温系统的控制)的情况下，进入HRSG 32的燃气涡轮机12的排放温度可以被降低，从而避免下游蒸汽涡轮机22和相关设备中的高应力。在某些情况下，该系统可以使燃气涡轮机12和/或蒸汽涡轮机22跳脱从而避免过高的温度。这可能导致动力发生损失，而动力发生损失又可能损害装置收益(plant revenue)和可操作性。此外，蒸汽涡轮机22的跳脱甚至可产生与被循环的过热蒸汽温度相关的更大问题。未充分控制的蒸汽温度可能导致蒸汽管道和蒸汽涡轮机22中高循环性的热应力，影响它们的使用寿命。但是，过热器和再热器的级间调温器可在HRSG 32中帮助实现蒸汽强有力的温度控制。
如下面所讨论的，通过经过燃气加热器将来自锅炉给水泵的给水供应给旁路调温器，公开的实施例使得HRSG 32的过热器和再热器在蒸汽涡轮机22的跳脱期间能够有效地进行中级调温。只要蒸汽涡轮机22不跳脱，锅炉给水泵就将给水供应给燃气加热器。在公开的实施例中，供应给燃气加热器的给水可以被转送至旁路调温器，而不是被引入冷凝器中。通过经过现有的泵和管道将给水供应给旁路调温器，可以维持泵和管道的尺寸，而不是使得泵和管道的尺寸过大以便在蒸汽涡轮机22跳脱期间容纳另外的流量。
图2是示范性的联合循环动力发生系统64的更加详细的示意性流程图，该系统64可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法。如上所述，在正常操作条件下，来自燃气涡轮机12的高温排气可进入HRSG 32，该高温排气在此处通过末级高压过热器54、辅助再热器60、主再热器58以及初级高压过热器52可被用于产生过热蒸汽。具体地，在示出的实施例中，来自HRSG 32的中压级的蒸汽可在分别被引入末级高压过热器54和辅助再热器60之前进入初级高压过热器52和主再热器58并由它们进行加热。
如上面所讨论的，通过级间调温器可以控制来自末级高压过热器54和辅助再热器60的下游蒸汽温度。在被过热后，通过进气控制阀(admission control valve)66可以允许来自末级高压过热器54的蒸汽流入蒸汽涡轮机22的高压级30。类似地，通过进气控制阀68可以允许来自辅助再热器60的蒸汽流入蒸汽涡轮机22的中压级28(未显示)。
在某些运行期间，系统可以跳脱或者另外旁通蒸汽涡轮机22。在蒸汽涡轮机22的高压级30跳脱或者另外被旁通的这些情形期间，可以关闭进气控制阀66，并且通过高压旁通控制阀70可以允许来自末级高压过热器54的过热蒸汽旁通过蒸汽涡轮机22的高压级30。然而，如图2中所示，随后旁通过的热蒸汽可以进入主再热器58而不被任何蒸汽涡轮机22的部件使用，并且因此保持过热。同样地，除非旁通过的过热蒸汽的温度被控制，否则可能可以将来自主再热器58和辅助再热器60的蒸汽的下游温度增加到非常高的水平，在该水平甚至级间调温器62可能都不能够控制它们。因此，旁通过的过热蒸汽可以流动经过旁路调温器72，该旁路调温器72可帮助控制蒸汽的下游温度，从而在初级高压过热器52、末级高压过热器54、主再热器58和辅助再热器60之间临时产生的过热再循环回路中，帮助防止蒸汽温度脱离(spiral out)控制。
通过锅炉给水泵76的中压级74可以供应将由级间调温器62和旁路调温器72使用的水。总之，可以将水从低压节约器40(未显示)引入锅炉给水泵76的中压级74。此外，可以将来自中压级74的输出引入图2中示出的三个连接管线。首先，可以通过连接管线78将来自中压级74的水供应给级间调温器62。第二，如由连接管线80所示出的，可以将来自中压级74的水引入中压节约器44，在将水在中压蒸发器46和燃气加热器82之间分开之前，可以在节约器44中对水加热。由燃气加热器82从中压节约器44接收的水可用于加热燃气，使得燃气可以在燃气涡轮机12的燃烧室18中使用。一旦水被用于加热燃气，则可以向着旁路调温器72或者冷凝器84引导该水，水在此可以被冷凝以用于系统10的过程。可以通过温度控制阀86和/或压力控制阀88在旁路调温器72的路线和冷凝器84的路线之间控制来自燃气加热器82的水流。第三，通过连接管线90可以将来自锅炉给水泵76的中压级74的水直接输送至旁路调温器72。可以用控制阀92和高压旁路控制阀94控制经过连接管线90的水流。另外，来自锅炉给水泵76的中压级74的水还可以被引入锅炉给水泵76的高压级96。虽然中压级74和高压级96在图2的实施例中被示出为整体的锅炉给水泵，但是中压级74和高压级96可以是单独泵单元的一部分。
因此，在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁通期间，可以以各种方式用连接管线80和90将水供应至旁路调温器72。为了示出这些不同实施例之间的某些益处和不足，将给出一些代表性的流率和温度值。但是，这些值仅是代表性的，而不意图为限制性的。相反，这些值仅被给出以显示这些实施例之间的关键性差别。
在第一实施例中，仅连接管线90可用来将水供应给旁路调温器72，用于冷却旁通过蒸汽涡轮机22的高压级30的过热蒸汽。在该第一实施例中，控制阀86，88，92和94可以以如下方式操作，即将输送到燃料加热器82的所有的水引入冷凝器84。另外，可以简单地根本不使用小连接管线98。在任何情况下，在该第一实施例中，供应给旁路调温器72的所有水可以流动通过连接管线90，而供应给燃料加热器82的所有水可以流动通过连接管线80。
但是，以这种方式通过两个连接管线80，90供应水可能实际上导致一种情形，即比可能需要更多的水被泵送通过锅炉给水泵76的中压级74。例如，在该第一实施例中，通过锅炉给水泵76的中压级74的总的中压级流率(即，不包括从锅炉给水泵76的中压级74到高压级96的流)以及水的温度可以为300,000lb/hr和300°F的数量级，且通过连接管线78的大约10,000lb/hr，通过连接管线80的大约175,000lb/hr而通过连接管线90的大约115,000lb/hr。使用全部大约300°F的115,000lb/hr的水，旁路调温器72可能能够将旁路调温器72上游的大约950°F的过热蒸汽冷却成旁路调温器72下游的600°F的蒸汽。因此可以将主再热器58下游的蒸汽温度维持在920°F的数量级，从而导致到级间调温器62的仅大约10,000lb/hr的低流率。
但是，如上所述，仅使用连接管线90来将水供应给旁路调温器72可能导致另外的175,000lb/hr被引导通过连接管线80和中压节约器44，且大约75,000lb/hr被输送到燃气加热器82，而大约100,000lb/hr被输送到中压蒸发器46。例如，流出中压节约器44的水可以为大约420°F并且能够在燃气加热器82中将燃气从大约60°F加热到大约360°F。在此第一实施例中，流出燃气加热器82的水可以为在140°F的数量级，并且可以被引入冷凝器84。因此，如上所述，仅使用连接管线90将水供应给旁路调温器72可能导致水被输送经过连接管线90并经过连接管线80以尤其用于燃气加热器82中。
在第二实施例中，仅连接管线80可用来将水供应给旁路调温器72，用于冷却旁通过蒸汽涡轮机22的高压级30的过热蒸汽。在该第二实施例中，可以以这种方式来操作控制阀86，88，92和94，使得没有水被输送通过连接管线90，而是将输送经过燃气加热器82的所有水也被输送至旁路调温器72，旁通过冷凝器84。应当注意的是：在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁通期间，仅临时地对该冷凝器84进行旁通。一旦恢复正常操作，则可以再次将来自燃气加热器82的水引导至冷凝器84。另外，可以只是不使用连接管线90，使得通过连接管线80的流被引向旁路调温器72。在任一种情况下，在燃气加热器82中用来加热燃气的水也将被用于冷却旁通过蒸汽涡轮机22的高压级30的过热蒸汽。
同样地，离开中压节约器44的一些热水可以在燃气加热器82处进行冷却，并且因而可以适合作为旁路调温器72处的冷却源。例如，在该第二实施例中，经过锅炉给水泵76的中压级74的水的总体中压级流率和温度可在200,000lb/hr和300°F的数量级，且大约25,000lb/hr的流率经过连接管线78，而175,000lb/hr的流率经过连接管线80。因此，经过中压级74的总体中压级流率可能比第一实施例中的低得多，在第一实施例中连接管线90被用作用于将水供应给旁路调温器72的专用管线。与上述的第一实施例类似，在第一实施例中仅使用连接管线90来将水供应给旁路调温器72，引导通过连接管线80和中压节约器44的175,000lb/hr的流率可能导致大约75,000lb/hr的流率被输送至燃气加热器82，而大约100,000lb/hr的流率被输送至中压蒸发器46。流出中压节约器44的水又可以为大约420°F，并且能够将燃气从大约60°F加热到大约360°F。但是，在此第二实施例中，离开燃气加热器82的水可以旁通过冷凝器84，并可以在大约140°F的温度下被直接输送至旁路调温器72。
因此，在该第二实施例中，输送至旁路调温器72的水可以比仅使用连接管线90将水供应给旁路调温器72的第一实施例具有更低的流率(例如，大约75,000lb/hr对大约115,000lb/hr)和更低的温度(例如，大约140°F对大约300°F)。但是，尽管水的温度可能更低，但是更低的流率的事实可能实际上降低水源冷却旁路调温器72中过热蒸汽的能力。例如，在此第二实施例中，旁路调温器72的下游温度可能高达大约685°F，而主再热器58的下游蒸汽的温度达到例如1000°F(与仅使用来自连接管线90的水的第一实施例中旁路调温器72的下游的600°F和主再热器58的下游的920°F相对)。
但是，如上所述，即使为了维持合适的下游再热器的蒸汽温度而将进入级间调温器62的流率增加到25,000lb/hr，也可能仅将水的总体中压级流率增加到大约200,000lb/hr，这比仅用连接管线90将水供应给旁路调温器72的第一实施例低得多。换句话说，使用从燃气加热器82排放的水作为旁路调温器72中的冷却水可能允许更低的总体中压级流率，同时还可在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁路期间维持合适的过热蒸汽温度。降低通过锅炉给水泵76的中压级74的总体中压级流率可能导致降低总运行成本，因为泵的尺寸可以设置得更小，并且可能导致更低的动力成本。
然而，从实用观点来看，可并行地提供连接管线80，90。该多管线模式可允许更加有效的运行模式，在该模式下，将从燃气加热器82排放的水供应给旁路调温器72，同时还允许使用连接管线90作为用于旁路调温器72的补充源。换句话说，连接管线80，90可以分担将水供应给旁路调温器72的职责。在该第三实施例中，虽然系统可以操作控制阀86，88，92和94以便通过燃气加热器82提供和前面讨论的第二实施例相似或者相同的流率，但是，该系统可通过连接管线90增加流率，从而将旁路调温器72的下游过热蒸汽维持在和前面讨论的第一实施例相似或者相同的温度。因而，该第三实施例的双模式(使用管线80和90二者)与第二实施例相比可在旁路调温器72处提供改善的调温，同时与第一实施例相比还提供减少的总体给水流率。
例如，在该实施例中，通过锅炉给水泵76的中压级74的水的总体中压级流率和温度可以为220,000lb/hr和300°F的数量级，且大约10,000lb/hr的流率通过管线78，175,000lb/hr的流率通过连接管线80，而35,000lb/hr的流率通过连接管线90。因此，通过中压级74的总体中压级流率可能仍然比第一实施例中的低得多，在第一实施例中连接管线90被用作将水供应给旁路调温器72的专用管线。此外，与上述的第一实施例(在该第一实施例中仅连接管线90被用于将水供应给旁路调温器72)类似，引导通过连接管线80和中压节约器44的175,000lb/hr的流率可能导致大约75,000lb/hr的流率被输送至燃气加热器82，而大约100,000lb/hr的流率被输送至中压蒸发器46。流出中压节约器44的水又可以为大约420°F并且能够将燃气从大约60°F加热到大约360°F。但是，在该第三(“双模式”)实施例中，离开燃气加热器82的大约140°F的水不仅可以旁通过冷凝器84，而且还可以与来自连接管线90的大约300°F的水结合。这例如可能导致大约190°F的110,000lb/hr的水被输送到旁路调温器72用于调温目的。
因此，在该第三(“双模式”)实施例中，被输送到旁路调温器72的水可具有比仅使用连接管线90来将水提供给旁路调温器72的第一实施例稍低的流率(例如，大约110,000lb/hr对大约115,000lb/hr)和更低的温度(例如，大约190°F对大约300°F)。但是，在该第三实施例中，旁路调温器72可能能够将旁路调温器72的下游温度维持在与第一实施例(使用仅来自连接管线90的水)中大约相同的温度。因此，级间调温器62中使用的总体流率也可以与使用仅来自连接管线90的水的第一实施例非常类似。同样，使用从燃气加热器82排放的水以及来自连接管线90的补充水作为旁路调温器72中的冷却水可允许更低的总体中压级流率，同时在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁路期间还可维持合适的过热蒸汽温度。另外，降低通过锅炉给水泵76的中压级74的总体中压级流率可导致更低的总体运行成本。
另外，并行地一起使用连接管线80，90可允许在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁通期间更加可靠地将冷却水供应给旁路调温器72。例如，图3是可利用公开实施例的蒸汽调温系统和方法的示范性联合循环动力发生系统64的另一个示意性流程图。但是，图3示出了一种情形，在该情形中燃气加热器82可以停止工作或者完全从该系统去除。在该情形中，与上述的第一实施例类似，水可以不从燃气加热器82引向旁路调温器72。因此，可以将连接管线90用于补偿燃气加热器82的临时性能力不足，从而将水供应给旁路调温器72。在该情形中，一旦燃气加热器82恢复工作，那么在蒸汽涡轮机22的跳脱或者其他旁路期间，可以通过燃气加热器82实现将水供应给旁路调温器72。
图4是用于对旁通过使用公开实施例的蒸汽涡轮机的过热蒸汽进行调温的示范性方法100的流程图。在步骤102，可将水从锅炉给水泵输送至节约器。在本文中讨论的联合循环的动力发生系统10的背景下，更具体地，可将水从锅炉给水泵76的中压级74输送至中压节约器44。在步骤104，可用节约器(例如，中压节约器44)对水进行加热。在步骤106，可将来自中压节约器的加热过的水输送至燃气加热器。具体地，可以将来自中压节约器44的加热过的水输送至中压蒸发器46或者燃气加热器82。在步骤108，在燃气加热器82中，可以用来自节约器(例如，中压节约器44)的加热过的水对燃气进行加热。
接下来，在步骤110，可以做出蒸汽涡轮机22当前是否跳脱或者另外正在被旁通的确认。如果蒸汽涡轮机22当前没有跳脱或者另外被旁通，则方法100可继续至步骤112，在此步骤从燃气加热器82排放的水可以被输送至冷凝器84。但是，如果蒸汽涡轮机22当前正在跳脱或者另外正在被旁通，那么该方法100可以前进到步骤114。在步骤114中，来自燃气加热器82的水不是输送到冷凝器84，而是可以被输送到旁路调温器72。在步骤116，可以可选地将来自锅炉给水泵(例如，锅炉给水泵76的中压级74)的补充水直接输送至旁路调温器72。例如，如果来自锅炉给水泵76的中压级74的水通过连接管线90被直接输送到旁路调温器72以补充从燃气加热器82输送到旁路调温器72的水，那么可以执行该步骤。最后，在步骤118，可以使用来自燃气加热器82的水和可选地使用从锅炉给水泵76直接接受的补充水对旁通过蒸汽涡轮机22的蒸汽进行冷却。
尽管在本文中已经示出并描述了本发明的仅某些特征，但是本领域的技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解的是：所附权利要求意在覆盖落在本发明的真实精神内的所有这些修改和改变。

Claims (10)

1.一种冷却从蒸汽涡轮机(22)旁通的蒸汽的方法，包括：
将来自锅炉给水泵(76)的中压级(74)的水输送至节约器(44)；
用所述节约器(44)加热水；
将水从所述节约器(44)输送至燃气加热器(82)；
通过所述燃气加热器(82)将来自所述水的热量传递给燃气，从而加热所述燃气并冷却所述水；
将水从所述燃气加热器(82)输送至旁路调温器(72)；以及
通过所述旁路调温器(72)将来自从蒸汽涡轮机(22)旁通过的蒸汽的热量传递给来自所述燃气加热器(82)的水，从而冷却所述蒸汽。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将水直接从所述锅炉给水泵(76)输送至所述旁路调温器(72)。
3.一种蒸汽调温系统，包括：
燃气加热器(82)，其被配置成用加热过的给水加热燃气，并且在燃气加热过程中使用后排放水；以及
旁路调温器(72)，其被配置成用从所述燃气加热器(82)排放的水冷却蒸汽，其中所述蒸汽在蒸汽涡轮机(22)的跳脱期间已经被从所述蒸汽涡轮机(22)旁通。
4.如权利要求3所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述蒸汽调温系统包括节约器(44)，所述节约器(44)被配置成加热所述给水并将该加热过的给水输送至所述燃气加热器(82)。
5.如权利要求4所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述蒸汽调温系统包括锅炉给水泵(76)，所述锅炉给水泵(76)被配置成将所述给水输送至所述节约器(44)。
6.如权利要求5所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述蒸汽调温系统包括再热器调温器(62)，所述再热器调温器(62)被配置成对来自旁路调温器(72)的蒸汽进行冷却。
7.如权利要求6所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述再热器调温器(62)使用来自所述锅炉给水泵(76)的给水来冷却所述蒸汽。
8.如权利要求5所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述锅炉给水泵(76)被配置成直接将给水输送至所述旁路调温器(72)。
9.如权利要求3所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述燃气加热器(82)被配置成在所述蒸汽涡轮机(22)不跳脱时将排放的水输送至冷凝器(36)。
10.如权利要求3所述的蒸汽调温系统，其特征在于，所述旁路调温器(72)在所述蒸汽涡轮机(22)的跳脱期间仅使用从所述燃气加热器(82)排放的水来冷却从所述蒸汽涡轮机(22)旁通过的蒸汽。
CN200910205632A 2008-10-03 2009-09-30 用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置 Pending CN101713339A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/245,267 US7793501B2 (en) 2008-10-03 2008-10-03 Apparatus for steam attemperation using fuel gas heater water discharge to reduce feedwater pump size
US12/245267 2008-10-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101713339A true CN101713339A (zh) 2010-05-26

Family

ID=41161351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910205632A Pending CN101713339A (zh) 2008-10-03 2009-09-30 用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7793501B2 (zh)
EP (1) EP2172622A3 (zh)
JP (1) JP5604074B2 (zh)
CN (1) CN101713339A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104981588A (zh) * 2013-02-12 2015-10-14 西门子公司 用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8733104B2 (en) * 2009-03-23 2014-05-27 General Electric Company Single loop attemperation control
US20100263605A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Ajit Singh Sengar Method and system for operating a steam generation facility
DE102010040624A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Abhitzedampferzeuger
US9784248B2 (en) * 2011-07-25 2017-10-10 Ormat Technologies, Inc. Cascaded power plant using low and medium temperature source fluid
EP2620703A1 (de) * 2012-01-25 2013-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Wassereinspritzvorrichtung für ein Umleitdampfsystem einer Kraftwerksanlage
US9115603B2 (en) * 2012-07-24 2015-08-25 Electratherm, Inc. Multiple organic Rankine cycle system and method
US9341113B2 (en) 2012-10-23 2016-05-17 General Electric Company Atomizing air heat exchange for heating attemperation feed water in a combined cycle turbine
EP2824293A1 (en) * 2013-07-08 2015-01-14 Alstom Technology Ltd Power plant with integrated fuel gas preheating
US10338576B2 (en) 2016-05-17 2019-07-02 General Electric Company Intelligent management system for balance of plant
US20180106166A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 General Electric Technology Gmbh Feedwater bypass system for a desuperheater
CN107270383A (zh) * 2017-07-06 2017-10-20 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种热电机组调峰供热系统
CN108506057B (zh) * 2018-03-01 2023-07-14 华电电力科学研究院有限公司 一种用于切除低压缸进汽的热电联产系统及调节方法
US11300011B1 (en) * 2021-04-20 2022-04-12 General Electric Company Gas turbine heat recovery system and method
WO2023195985A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 General Electric Company Combined cycle power plant having a carbon capture system with a dedicated steam turbine
CN114934828B (zh) * 2022-05-13 2023-08-22 华电电力科学研究院有限公司 基于超临界再热型双抽供热背压机组系统的投入运行方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4932204A (en) * 1989-04-03 1990-06-12 Westinghouse Electric Corp. Efficiency combined cycle power plant
CN1061643A (zh) * 1990-11-20 1992-06-03 通用电气公司 蒸汽轮机和燃气轮机联合循环的再热蒸汽循环
JPH112105A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント
US6389797B1 (en) * 1999-11-25 2002-05-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combined cycle system
US6519944B2 (en) * 2000-10-18 2003-02-18 General Electric Company Method of generating a transient plant power boost in a gas turbine apparatus
JP2003148166A (ja) * 2002-09-24 2003-05-21 Hitachi Ltd コンバインド発電プラントおよびクローズド空気冷却ガスタービンシステム
US20070113562A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 General Electric Company Methods and apparatus for starting up combined cycle power systems

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2984984A (en) * 1954-06-25 1961-05-23 Bailey Meter Co Vapor generation and superheating
GB941311A (en) * 1959-02-17 1963-11-06 Babcock & Wilcox Ltd An improved method of generating power by means of a steam turbine and improvements in steam turbine power plant
JPH06185310A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Toshiba Corp 再熱式蒸気‐ガス複合サイクル発電プラント
US5577377A (en) * 1993-11-04 1996-11-26 General Electric Co. Combined cycle with steam cooled gas turbine
JP3776516B2 (ja) * 1996-07-24 2006-05-17 三菱重工業株式会社 コンバインドサイクル発電プラント
US6173563B1 (en) * 1998-07-13 2001-01-16 General Electric Company Modified bottoming cycle for cooling inlet air to a gas turbine combined cycle plant
JP4287981B2 (ja) * 2000-05-18 2009-07-01 三菱重工業株式会社 複合サイクルプラント
JP2003013708A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン設備
JP2003329201A (ja) * 2002-05-07 2003-11-19 Babcock Hitachi Kk 排熱回収ボイラと複合発電方法と装置
JP4131859B2 (ja) * 2004-06-11 2008-08-13 株式会社日立製作所 蒸気温度制御装置及び蒸気温度制御方法並びにこれらを用いた発電プラント
JP2006071166A (ja) 2004-09-01 2006-03-16 Babcock Hitachi Kk 貫流ボイラの蒸気温度制御装置
JP4699401B2 (ja) * 2007-02-20 2011-06-08 三菱重工業株式会社 蒸気システムの制御方法及び制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4932204A (en) * 1989-04-03 1990-06-12 Westinghouse Electric Corp. Efficiency combined cycle power plant
CN1061643A (zh) * 1990-11-20 1992-06-03 通用电气公司 蒸汽轮机和燃气轮机联合循环的再热蒸汽循环
JPH112105A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Toshiba Corp コンバインドサイクル発電プラント
US6389797B1 (en) * 1999-11-25 2002-05-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combined cycle system
US6519944B2 (en) * 2000-10-18 2003-02-18 General Electric Company Method of generating a transient plant power boost in a gas turbine apparatus
JP2003148166A (ja) * 2002-09-24 2003-05-21 Hitachi Ltd コンバインド発電プラントおよびクローズド空気冷却ガスタービンシステム
US20070113562A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 General Electric Company Methods and apparatus for starting up combined cycle power systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104981588A (zh) * 2013-02-12 2015-10-14 西门子公司 用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置
CN104981588B (zh) * 2013-02-12 2016-12-14 西门子公司 用于燃气和蒸汽涡轮设备的蒸汽温度调节装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2172622A2 (en) 2010-04-07
US20100083661A1 (en) 2010-04-08
US7793501B2 (en) 2010-09-14
JP2010090894A (ja) 2010-04-22
EP2172622A3 (en) 2017-10-18
JP5604074B2 (ja) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101713339A (zh) 用燃气加热器的水排放来减小给水泵尺寸的蒸汽调温装置
US6145295A (en) Combined cycle power plant having improved cooling and method of operation thereof
EP1179664B1 (en) Steam cooled gas turbine system
CN104279058B (zh) 联合循环发电设备以及操作联合循环发电设备的方法
US8387356B2 (en) Method of increasing power output of a combined cycle power plant during select operating periods
US9617874B2 (en) Steam power plant turbine and control method for operating at low load
RU2542725C2 (ru) Паротурбинная установка с узлом паровой турбины и потребителем технологического пара и способ ее эксплуатации
US11022005B2 (en) Steam turbine power plant utilizing industrial heat pumps to preheat boiler feed-water
JP2013527370A (ja) 複合サイクル発電システムにおける出力増大のためのエネルギ回収および蒸気供給
CN101713334A (zh) 通过使用调峰循环废热回收的联合循环动力增强进行峰值负载管理
CN109653875B (zh) 用于燃烧涡轮发动机的燃料预热系统
US6519927B2 (en) Method for operating a combined cycle power plant, and combined cycle power plant
US20160273406A1 (en) Combined cycle system
US9470112B2 (en) System and method for heat recovery and steam generation in combined cycle systems
KR102019616B1 (ko) 응축물 재순환
JP2012102711A (ja) 減温器蒸気熱回収設備
CN101379272A (zh) 电站设备
JP3679094B2 (ja) ガス・蒸気複合タービン設備の運転方法とその設備
KR102529628B1 (ko) 스팀 파워 플랜트의 작동 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 스팀 파워 플랜트
JP7086523B2 (ja) 複合サイクル発電プラント、および、この複合サイクル発電プラントを動作させるための方法
US6405525B1 (en) Combination power plant with injection device for injecting water into the live steam
US11339687B2 (en) Power plant
CN118829778A (zh) 具有热回收蒸汽发生器的热能存储系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20100526