TW449641B - Modified bottoming cycle for cooling inlet air to a gas turbine combined cycle plant - Google Patents

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449641 A7 經濟部智慧时產笱員工消費合作吐—印製 B7五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明有關一用以改良蒸汽及氣體渦輪機（'' STAG")複合循環廠之額定功率及效率之方法。本發 明特別有關藉著使用多成份工作流體（諸如氨及水之混合 物）及該底循環中於一熱回收蒸汽發電機（'' H R S G 〃 )之低壓區段內之一部份廢熱冷卻進入該氣體渦輪機之空 氣1以增加複合循環廠之總輸出功率而不使熱效率退化之 方法。如在此所討論者，定位在該H R S G外側之 ''冷凍 器"使用多成份之工作流體以冷卻進入該氣體渦輪機之空 氣，藉此改良該渦輪機之總輸出功率，特別是當進給至該 氣體渦輪機之周圍空氣溫度超過約華氏6 0度時= ''複合循環〃發電系統係該技藝中已熟知者及典型包 含一氣體渦輪機及一利用來自該氣體渦輪機廢氣之熱量之 熱回收蒸汽發電機，以便產生依序驅動一蒸汽渦輪機之高 及中間壓力之蒸汽。用於習知熱回收蒸汽發電機之蒸汽循 環於設計及操作上變化很大。然而，此系統典型使用具有 多重熱回收蒸發器（鍋爐）之單一壓力或多重壓力式熱回 收循環（亦即由高至低變化蒸汽壓力之循環），以在驅動 該蒸汽渦輪機之不同層級所需之各種壓力程度下產生蒸汽 0 ''底循環〃 一詞業已長久用於工業中以敘述該熱回收 步驟，其產生用於該蒸汽渦輪機之對應中間及低壓層級之 中間及低壓蒸汽=於大部份之複合循環發電廠中’該氣體 渦輪機廢氣〔在該H R S G中之冷卻時釋出顯熱）及該蒸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） Α nn 4—^^i 一 1 .--¾ (請先閡讀背面之注意事項再填寫本頁) 449641 A7 B7 經濟部智慧时產"1工消費合作钍印製 五、發明説明（2 ) 汽發電機（在常溫下吸收沸騰之潛熱）之熱特性中之根本 不匹配1通常導致該底循環中所產生之運轉有約百分之 1 0範圍之熱動力損失。 存在有一持續之需求是改良習知氣體渦輪機複合循環 發電廠之效率3如此，其已變得常見的是利用多重之壓力 蒸汽循環以使該熱動力損失程度減至最少，特別是於該底 循環中。然而’實用之規範將不同壓力之數目限制於三或 更少。具有單一壓力之蒸汽循環，該熱動力損失可高於百 分之1 0程度。即使於多重壓力之設計中，必需非常注意 最佳化供水預熱器、過熱器及重熱器裝置之設計，以便使 潛在之效率損失減至最少。 於HR S G中由一熱源產生能量之最常見熱動力循環 係已知爲該''蘭金（R a n k i n e )循環〃。於習知蘭金循環中 ，單一工作流體（常見爲水）係使用一輕易可用之熱源蒸 發，及然後膨脹越過該蒸汽渦輪機之一或多個層級，藉此 把其能量轉變成更適用之形式供生電。然後該''用過"工 作流體之蒸氣使用諸如冷卻水之可用冷卻媒介於冷凝器中 凝結=該已凝結工作流體之位能係藉著將其泵吸至一較高 壓力所增加，及然後於該H R S G中再加熱該加壓液體’ 以產生額外之較高壓力蒸汽當作一新工作流體。雖然該蘭 金循環工作很有效率，特別是於多層級之H R S G系統中 ，由於需要額外之能量以再生該蒸汽而通常遭受效率ί員失 〇 於習知複合氣體/蒸汽渦輪機循環操作中之另一已知 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2】〇X：297公釐） c ^^1 ^^1 . ..........- i i - : - ! I ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 49 64 1 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 問題是譬如於每年之最熱月份期間，當進入該第一級氣體 渦輪機之入口空氣溫度超過大約華氏6 0度時’其比該系 統之額定値歷經總輸出功率之減少=已往已做過各種嚐試 以使用機械式冷凍而減少該氣體渦輪機入口空氣之溫度。 習知冷凍系統之一明顯缺點係因爲該冷凍壓縮機及相關設 備所必需消耗之功率而最終減少整個製程之效率。 绖濟部智总財1局S工消費合，!ΐ'吐‘印製 過去十年間，已發表之各種專利敘述多成份工作流體 之使用（諸如氨及水），以於該熱回收蒸汽發生循環中藉 著用該多成份流體取代水改良習知蘭金循環之效率=這些 新系統一 一 一般已知爲'' E X e r g y系統〃—一係以通則捧作 ，即二成份（多成份）之工作流體可嘟吸至一高工作壓力 及然後加熱至局部蒸發該工作流體。該混合物係然後在非 等溫條件下快速移動以分開該高低沸點之工作流體化合物 ，使得該低沸點成份膨脹越過一渦輪機以驅動該渦輪機及 產生額外之電力。該高沸點成份包含用於將該二成份工作 流體加熱至蒸發之可回收熱。然後該高沸點成份典型係與 ''用過〃之低沸騰流體混合，以於有冷卻媒介之情況下在 一冷凝器中吸收用過之工作流體。 於某些範例中，當使甩一相當低溫熱源時 > 這些使用 多成汾流體之已知Εκ rgy循環比起蘭金循環已展示改良之 效率=然而當涉及較高溫度之熱源時，多成份系統傾向於 提供較少勝過習知循環之理論及實際優點=一些稍後世代 之多成汾系統藉著使周一蒸餾步驟提供改良之效率，其中 蒸餾部份工作流體以輔助再生該工作流體。於此方面，業 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 449641 A7 _____B7________ -—— 五、發明説明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 已提出各種系統（一般習知爲Kalma Λ循環）當作使用多成 份工作流體之原始槪念之修正，以改良該底循環之熱^動力 效率。例如看美國專利第4，3 4 6，5 6 1 ; 4，489，563;4’548，043; 4，586，340:4，604，867; 4，732，005;4，76 3，480: 4，899，545;4，982，568; 5，〇29，444;5，095，708 及 5，2 0 3 ’ 8 9 9號。先前技藝之Kalina型系統之一淸 楚缺點係該多成份 '、工作流體〃可造成整體渦輪機成本之 大幅增加，這是由於氨水-工作流體在用於發電循環之渦 輪機葉片及其它零組件上之本質腐蝕性潛能= 經濟部货祛"產局員工消費合作注印製 此外，雖然該改良式KaUna底循環設計傾向於藉著使 用遭受不等溫狀態變化之混合物減少該H S R G中之熱動 力損失，此系統必須藉著使用多重之再加熱及/或藉著分 割該系統上之二相熱負載小心地使該工作流體之熱特性匹 配於該氣體渦輪機廢氣之熱特性a如此’已往很難以將 K a! 1 n a型循環所提供之潛在效率優點併入一習知多重壓力 之蒸汽底循環*顯著之實際困難亦存在於使一多成份工作 流體循環複合進入單一成份系統，這是因爲製程條件及用 於操作該二循環之材料所配合之根本差異3 據此，有需要藉著加入一分開.、多成份循環對習知底 循環提ί共-·項修正，該循環使用一部份底循環之廢熱，但 在該H R S G外部操作當作— 冷凍器〃以冷卻進入該氣 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2】οχ297公釐） 449641 A7 ____ B7 五、發明説明（5 ) 體渦輪機之入口空氣。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁〕 進一步需要是提供一種改良之底循環，其在該底循環 之一區段中倂入多成份工作流體，以增強該底循環中之熱 回收及減少熱動力損失，而同時保有維持蒸汽工作流體驅 動該H R S G蒸汽渦輪機之優點。 又進一步需要係改良一· H R S G之低壓區段以藉著使 用一部份預熱器廢熱在水進入該低壓鍋爐（有時稱爲該 H R S G之低壓ό預熱器ό區段）之前加熱該水，以如下文 所更詳細敘述地操作一氨/水循環。 又另一需要是藉著併入氨-水循環改良一習知複合 S T A G循環，以經由使用雙成份之工作流體利用該廢氣 及水間之根本熱量不匹配，及藉此改良該底循環之整體性 能等級，特別是當進入該第一級氣體渦輪機之空氣溫度超 過約華氏6 0度。最後，有需要利用氨-水循環以便不須 補充之冷卻設備（例如習知之機械冷凍裝置）’俾能降低 進入該第一級氣體渦輪機之周圍空氣溫度。 經濟部"慧时1局員工消骨合作7i印製 發明槪要 本發明藉著於該底循環中將改良之Exergy ( Kalina型 )循環（使用氨及水當作工作流體）倂入該H R S G之低 壓、、預熱器〃區段’即可於具有多重壓力層級:之複合 S T A G循環廠中藉著大幅改良該底循環整體效率之結果 滿足上述需求：特別是現在已發現一氨一水循環能藉著於 S G之低壓區段中利用某些熱回收:效:率有'效地用以 -8- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 x 297公楚） ^ 4 9 6 4 t Α7 Β7 6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :--級氣體渦輪機之空氣。特別當進給至該渦 -氣溫度超過約華氏6 0度時，按照本發明之 使用該 '' 入口空氣急冷器"最終傾向於改良該氣體渦輪機 之整體額定功率。 按照本發明之一論點，入口空氣急冷之改良式底循環 包含以下之製程步驟： (a )起先藉著將一多成份工作流體暴露至來自該氣 體渦輪機廢氣之一部份廢熱以加熱包括在該底循環之 H R S G部份內側之較高及較低沸騰成份（最好是氨及水 )之多成份工作流體； (b )蒸發部份該多成份工作流體以產生一濃縮蒸氣 微量（亦即相對該工作流體濃縮該較低沸點成份）； (c )在該H R S G外面使用一蒸氣一液體分離器以 由該工作流體分開該濃縮蒸氣微量，及使用冷凝器以將該 濃縮蒸氣凝結成一濃縮液體； C d )藉著減少該液體之壓力以使一部份漉縮液體過 冷；及 (e)使闬該過冷及濃縮之液體當作主要冷媒以經由 熱交換冷卻進人該氣體渦輪機之空氣= 圖靣簡述 各圖面之第1圖係習知底循環之一製造流程圖，其設 有具三涸分開壓力區（高、中及低壓）之H R S G '但無 按照本發明用以改良該複合循環之整體效率之空氣入口冷 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) Α4規格（210 Χ 297公釐） ~ 44964 1 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 凍器設計。 第2圖顯示一典型再加熱底循環設計之華氏溫度對每 小時數百萬英國熱量單位（B T U )之累增熱負載之關係 曲線圖，又無按照本發明之製程修改所達成熱回收利益。 第3圖描述與第1圖所示底循環及H R S G相同之製 造流程圖，但包含按照本發明之一入口空氣冷凍器當作該 底循環之低壓區段之一部份》 第4圖描述按照本發明之示範入口空氣冷凍器系統流 程樣式之製造流程圖。 第5圖顯示再加熱底循環之第二實施例製造流程圖， 並具有按照本發明之第二實施例空氣口冷凍器。 主要元件對照表 -I- -I —^^1 ^^^1 ^^^1 · - HH 士- - -- ---«Hi * .-5 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智.¾財產芍Μ二消費合作让印1 1 0 發 電 機 1 1 管 線 1 2 燃 料 源 1 3 廢 氣 1 5 燃 料 加熱系統 2 0 渦 輪 機 2 1 發 電 機 2 2 冷 •«匕r m 器 2 3 管 線 2 4 幫 浦 2 δ 冷 ••匕7 ι'Μ 器 2 6 管 線 2 1 管 線 2 8 管 線 2 9 管 線 3 0 管 線 3 1 管 線 3 2 管 線 4 0 管 m 5 0 分 離 器 5 1 管 線 5 2 管 線 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10 - 4 496 4 經濟部智.¾財產-7員工消骨合：IFTi印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 5 3 濃縮蒸氣 55 管線 60 閥 70 幫浦 本發明之其它目的、特色和優點將由以下較佳示範實 施例之詳細欽述會同所附圖面而變得明顯= 圖面之詳細敍述 使用習知氣體渦輪發電機1 0及底循環之複合循環廠 之典型槪要圖顯現在各圖面之第1圖中=第1圖中之底循 環顯示一設有具三種不同之操作壓力（高、中間及低）之 習知熱回收蒸汽發電機區段（H R S G )之熟知複合循環 設計，並具有用以在各種壓力及溫度下產生蒸氣以當作進 給至對應蒸汽渦輪機2 0之高壓（'' Η Ρ 〃 ）、中間壓力 ('Μ Ρ 〃：）及低壓（"L Ρ 〃 ）層級之蒸汽之機制。當 該蒸氣膨脹越過每一層級時，渦輪機2 0驅動發電機2 1 ，使得最後''用過"之蒸氣被移去和凝結在水冷式冷凝器 2 2中1用以再循環當作管線2 3中之凝結工作流體。額 外之補給水係加至一凝結幫浦2 4及一汽封冷凝器2 5上 游之系統。該液體之工作流體在二入口位置經由管線2 6 及2 7返回至該HRSG之低壓w預熱器〃區段。 第1圖亦說明氣體渦輪機10如何使用一在周圍溫度 之供氣（管線1 1 )及一燃料源1 2 (在使用燃料加熱系 統1 5點火之前預先加熱）·以產生熱燃燒氣體及驅動該 氣體渦輪機。來自該氣體渦輪機之高溫廢氣1 3進給入該 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） - —-i---- - 士 I I _ _ I 1 , 、\=α (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 449641 經濟部智洚財產局員工消費合泎社印製 B7 五、發明説明（9 ) 三重壓力熱回收蒸汽發電機（大致顯示爲項目5 )。該 H R S G使用三個習知蒸發器或 ''鍋爐"（於第1圖中分 別視爲用於高 '中及低壓之'' Η Ρ 〃 ， '' I Ρ 〃及'' L Ρ )，以產生用於驅動蒸汽渦輪機2 0及發電機2 1之蒸 汽。於第1圖所述之習知配置中，在該H R S G中再加熱 來自該渦輪機2 0之 ''已用過"高壓蒸氣，使得在中間壓 力之第一部份（管線2 8 )再循環回至該蒸汽渦輪機，及 在稍微較高操作壓力及溫度之第二部份（管線2 9 )返回 至該蒸汽渦輪機之第一級3 該H R S G之 ''預熱器〃區段中之低壓鍋爐（蒸發器 )(L Ρ 〃 ）加熱及蒸發經由凝結幫浦2 4及汽封冷凝 器2 5再循環來自該冷凝器2 2之部份複合凝結及補給工 作流體。來自該L Ρ蒸發器之蒸氣典型經由該H R S G傳 回供額外之加熱作用（看管線3 0 ) 1及最後變成進給至 蒸汽渦輪機2 0之一或多種中間壓力層級之部份蒸氣（看 管線3 1 )=以類似方式，該H R S G內之中間壓力蒸發 器〔I Ρ 〃 ）再加熱及蒸發來自該L Ρ蒸發器之一部份 流體至一較高溫度及壓力（看管線32)，而用作該渦輪 機2 0之一或多種中間壓力層級之工作蒸氣。 如上面所示，諸如第1圖所示複合氣體及蒸汽渦輪機 循環之習知設計之一問題是當給至該渦輪機之周圍空氣溫 度達至約華氏6 0度之程度時，該氣體渦輪機之整體效率 開始減少=於此方面，第2圖顯示一使芾π蘭金循環"之 典型複合循環廠在該循環之額定點之溫度及熱負載之熱曲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — II HI1 ^^^1 - -- 1>ιί - I ίί - . :圓 一《 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 44964 1 Α7 Β7 經濟部訾恶財產局WK工消費合泎社印製 五、發明説明（10) 知’但無按照本發明之入口空氣冷凍器之優點。第2圖包 含一每小時數百萬英國熱量單位（B 丁 U )之熱負載相對 該氣體渦輪機廢氣之對應溫度及進入該蒸汽渦輪機之高' 中間及低壓進給之溫度之曲線圖。第2圖遠至該曲線圖右 側之crb ί分代表源自再如熱該液體凝結物而在其進入該抵壓 黑發器 L Ρ 〃之前之累增熱負載本發明改良該 H R S G之、'低壓預熱器〃區段。 如所說明，該H R S G之預熱器區段中之燃燒氣體溫 度範圍在華氏3 0 0度至華氏3 1 0度之間。離開該 HR S G之氣體在約華氏1 8 5度之溫度下經由第1圖之 管線4 0進入該煙囟。該再循環之凝結物與該氣流形成對 流及在約華氏8 5度下進入該H R S G (看第1圖之點 4 1 )。該再加熱工作蒸氣在約華氏2 8 5度下離開該 H R S G (於第1圖之管線3 0 )。於本範例中，在該氣 體入口之2 5度比起在該氣體出口之1 〇 〇度之溫差造成 該二氣流之不匹配熱特性=藉著利用該 ''預熱器〃區段中 之一部份剩餘廢熱結合分離、多成份之工作流體，本發明 所提出之底循環修正即可改良該H R S G之效率和該複合 循環之整體額定功率。 第3圖顯示本發明所提出之底循環修正。藉著將分開 之多成份工作流體循環導入在位置'' Η "之H R S G已改 良該H R S G之一部份低壓預熱器區段。於該較佳實施例 中，在第3圖上標示爲 ''氨/水蒸發器"之H R S G額外 部份使用來自一位於該H R S G外側及更詳細描述於第4 I. I I m I _· ·· -....... E— n 言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標举（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 13 - 44964 1 經濟部皙达財1^-!3:工消f合诈Ti卬製 A7 B7 五、發明説明（11) 圖中之 ''冷凍器〃次系統之氨及水之混合物。該H R S G 加熱該氨-水進給部份及使氨-水蒸氣返回至該冷凍器次 系統之入口（看管線'' I 〃及第4圖）。 如第3圖所示，該氨-水混合物與該HR S G中之燃 燒氣體形成對流=如此，當該氨-水混合物開始沸騰時， 局部蒸發之蒸氣和液體混合物在點ό I ό排出該H R S G及 返回至該冷凍器次系統。在離開該H R S G之後，該二相 混合物進給入該冷凍器次系統中之一蒸氣-液體分離器 5 0 (看第4圖），在此該富有氨之蒸氣（管線5 1 )由 該富有水之液體（管線5 2 )分開而離開該液體分離器 5 0之底部。來自分離器5 0頂部之濃縮蒸氣5 3係在一 冷凝器中冷卻和局部凝結（在第4圖上標以'' Ε — 1 〇 3 預熱器"），該冷凝器使用來自第3圖上位置'' F "之冷 卻水（來自該汽封冷凝器之凝結物）當作該熱傳媒介。該 凝結物同時變得於返回至第3圖上點'' G 〃之H R S G之 前在該 ''預熱器〃 Ε — 103中加熱=該HRSG然後如 上述於進入該低壓鍋爐之前進一步加熱該凝結物。 來自分離器5 0之濃縮蒸氣完全凝結於冷凝器 1 0 5 〃中。於第4圖所示實施例中，該富有氨之液體亦 在低壓下快速移動越過閥6 0之前於熱交換器"Ε-1 0 7"中過冷。如郡些熟練該技藝之人士將發現者，於 該過冷階段期間所發生之特定冷凍量依該二成份工作流體 於該過冷及俠速移動期間之各成份相對組成而定。無論如 何，該過冷、濃縮之混合物與在空氣進入冷凍器- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） --.- —I— I! I. - - ! —^― I - -- .^―^― - - - -ί ^1» τ° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14 - 44964 A7 B7 五、發明説明（12) - tm ^^^1 士 11 -II —^ϋ ^^^1 In 一 'V; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 0 〃中周圍溫度下之空氣形成對流，藉此減少進給至 氣體渦輪機1 0之空氣溫度。然後於富有水之液體中吸收 由分離器5 0 (管線5 5 )離開之已蒸發冷凍劑，且該混 合物給入使用冷卻水移去所吸收熱量之吸收器'' E 1 0 6 〃。最後，使用幫浦7 0增加來自吸收器E - 1 0 6之液 體壓力，及然後於預熱器'' E - 1 0 4 〃中使用來自分離 器5 0並當作熱交換媒介之液體微量加熱。來自E -1 0 4之流體返回至在第3圖上點'' Η 〃之H R S G。 當如上述修正直接該H R S G之結果係顯示在第3及 4圖中，進給至該氣體渦輪機之周圔空氣溫度顯著地減少 。此外當比起進入該氣體渦輪機之進入空氣之習知冷凍循 環時1藉著具有顯著較低能量需求之冷凍器子系統可達成 一有效之冷卻量=如此，該複合循環之整體額定效率傾向 於藉著使用該新冷凍器設計而增加。 雖然本發明之較佳實施例使用一具有氨及水之混合物 當作工作流體之冷凍器，能使用其他包含碳化氫及/或氟 氯烷之多成份流體以完成該入α氣體渦輪機空氣之相同冷 卻效果及由此增加該複合循環之效率=本發明之上面較佳 示範實施例之一變異項顯現於第5圖中。於該第二實施例 中，該氨-水蒸發器（標以字母'' Η 〃及'Μ 〃）係定位 於該低壓預熱器之各區段之間（如第4圖中所示放在該 H R S G預熱器區段盡頭之相向位置處）=另一選擇是該 氨/水蒸發器區段可同時放置平行於該低壓預熱器。 以下範例說明按照本發明源自具有一冷凍器設計之已 本紙張尺度適用中國國家楼準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 449641 A7 B7 五、發明説明（13) 經 部 .1 时 i -¾ jl P 製 修改底 及百分 /水及 5 0之 度）， 方英吋 來自該 凝結成 度釋出 華氏7 換器'' 19 5 液體， 凍劑係 口冷凍 華氏5 冷凍蒸 液體混 造成百 合钧使 18 5 成該冷 上 功率（ 循環之淨 之3 5之 典型操作 氨液體（ 該混合物 及華氏1 分離器（ 一液體， 部份熱量 5度傳送 E 1 0 7 磅/每平 改良效 相對濕 條件如 18 0 在該Η 7 ◦度 百分之 而在2 以預熱 至該冷 〃過冷 方英吋 而供應一在3 8 於、' Ε - 1 0 7 進給至 器，在此 6度。在 氣係於3亥 合，以再 分之5 0 闬來自該 磅/每平 凍器次糸 述對習知 約百分之 吸收器 次於6 之氨-分離器 方英吋 統循環 複合循 9 )後 率=對 度）， 下：開 磅/每 R S G 下以約 9 6之 8 3磅 來自、、 卻水。 至華氏 至6 0 華氏度 "中過 該氣體 6磅/ 中與華 0磅/ 水液體 之百分 及加熱 0 環之修 導致功 於典型 該系統 始在w 平方英 中沸騰 略百分 氨）之 /每平 F 〃之 然後已 4 9度 磅/每 之冷凍 冷1使 渦輪機 每平方 氏1 ◦ 每平方 混合物 之3 5 至華氏 之熱天（ 使用具有 Η 〃具有 吋，華氏 及在1 7 之2 5之 蒸氣係在 方英吋及 水，使得 凝結之液 ，且下游 平方英吋 劑。約百 得其餘部 之進入空 英吋及華 2度之百 英吋及華 。然後該 之氨液體 華氏9 0度 熱性質之氨 重量百分之 15 6-5 0磅/每平 蒸氣返回。 華氏8 7度 華氏1 0 5 剩餘熱量在 體係於熱交 之閥由 快速移動該 分之8之冷 份進入該入 氣係冷卻至 氏7 0度之 分3 5之氨 氏8 5度下 氨液體之ϊ昆 唧吸至 5度，以完 正在減去該液體幫浦所使吊 率輸出之淨値增加，ΓΤΠ未造 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（21〇χ 297公酱〉 -16- (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 449641 A7 __B7 五、發明説明（Μ) (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 成工廠效率之任何減少。無可察覺耗熱率代價之功率輸出 增加代表一優於習知使用機械式冷凍之顯著改良，以完成 相同之冷卻負載。此外，不像需要分開之高溫熱源之常見 吸收冷凍循環，所提議之冷凍器次系統只由與該低壓預熱 器有關之排出氣體 ''借〃熱，使該氣體返回至於該冷凍器 子系統中預熱在該H R S G外側之供給水。 可使用該基本槪念之數種變化以獲得相同之有益結果 。譬如，吾人已發現該多重混合物沸騰區段及多重壓力層 級可使用在該冷凍器及該吸收器中。冷卻水熱交換器Ε -1 0 5及1 0 6亦可呈串列而非平行放置。當進入該氣體 渦輪機之周圍空氣溫度保持低下時，該冷凍器次系統甚至 在不需要時可旁通繞過，而不會影響可用在其他時段（例 如炎熱夏月）之節約功能。 雖然已關於目前認爲最實用及較佳之實施例敘述本發 明，應了解的是本發明未受限於所揭露之實施例’但反而 意欲涵蓋各種包含在所附申請專利之精神及範圍內之修正 和同等配置。 經涛部^总財產局工消費合泎钍印製 -17- 本紙诔尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ΙΟχ297公釐）

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 449641 六、申請專利範圍 1 . 一種用以冷卻進入一具有熱回收蒸汽發電機C '' H R S G 〃）之氣體渦輪機複合循環廠之空氣而當作部份 底循環|藉此使進入空氣在冷卻之前處於周圍溫度之方法 ，該方法包含： (a )起先藉著將一多成份工作流體暴露至在較高溫 度下之部份氣體渦輪機之燃燒氣體，以加熱包括較高及較 低沸騰成份之多成份工作流體： (b)蒸發部份該多成份工作流體以產生一濃縮蒸氣 微量，亦即相對該工作流體濃縮該較低沸點成份； (c.)在蒸氣-液體分離器中由該工作流體分開該濃 縮蒸氣微量1及將該蒸氣凝結成一濃縮液體： (d)藉著減少該濃縮液體之壓力以使一部份濃縮液 體過冷；及 (e )使用該過冷及濃縮之液體經由熱交換冷卻進入 該氣體渦輪機之空氣。 2 .根據申請專利範圍第1項之方法，其中該多成份 工作流體包含氨及水之混合物。 3.根據申請專利範圍第1項之方法，其中起先加熱 該多成份工作流體之步驟係發生在該H R S G之低壓區段 中 。 4 .根據申請專利範圍第1項之方法，其中該蒸發、 分離及過冷步驟發生於一由該H R S G分開之次系統中1 而未進一步暴露至任何氣體渦輪機燃燒氣體- 5 .根據申請專利範圍第1項之方法，其中起先加熱 本紙張尺度適用中國國家樓準（CNS ) A4規格（210X297公釐） n^i ^—^1 —^^1 ^^^1 - n 冬 _ - - - —111 - I I---OJ^^^1 i- - - I - I (請先閲讀背&之注意事項再填寫本頁) 經濟部智蒽財產局員工消費合作钍印製 -18 - 4 6 9 4 4 ABC 8 D 六、申請專利範圍 該多成份工作流體之步驟發生於該H R S G之低壓區段之 選定部份間。 6 .根據申請專利範圍第1項之方法，另包含蒸發一 部份該過冷液體、於水中吸收該已蒸發部份、及送回所吸 收之混合物至該H R S G低壓區段之步驟= 7 . —種氣體渦輪機複合循環之改良式底循環，包含 (a ) —在該底循環外側之空氣冷凍器，其包含一或 多個用以處理多成份工作流體之蒸發器、分離器 '及過冷 器，用於與該進入空氣直接熱交換；及 〔b ) —置於該熱回敉蒸汽發電機底循環內側之蒸發 器，用以藉著暴露至一部份氣體渦輪機之燃燒氣體而加熱 該多成份工作流體。 8 .根據申請專利範圍第7項之改良底循環，其中該 多成份工作流體包含氨及水之混合物。 9 .根據申請專利範圍第7項之改.良底循環，其中該 蒸發器包含一置於該底循環內側之蒸發器，用以由該多成 份工作流體產生一濃縮之蒸氣微量。 1 0 .根據申請專利範圍第7項之改良底循環，另包 含一用以由該多成份工作流體分開該濃縮蒸氣微量之蒸氣 -液體分離器、一用以將該濃縮蒸氣凝結成濃縮液體之冷 凝器、一用於該濃縮液體之過冷器、及使用該過冷及濃縮 液體冷卻該進入空氣之熱交換機構。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4洗格（210X297公釐） (請先K讀背面之注意事項再填寫本頁) L--^_ -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19-