專利名稱：蒸汽渦輪動力系統(tǒng)及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容的領(lǐng)域大體而言涉及蒸汽渦輪，且更特定而言涉及蒸汽渦輪動力系統(tǒng) (steam turbine power system)及組裝該蒸汽渦輪動力系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
許多已知的蒸汽渦輪動力系統(tǒng)包括至少一個蒸汽渦輪機(jī)組(steamturbine train)，其利用冷凝器來將排出的蒸汽冷凝成液體水用于通過該機(jī)組再循環(huán)。具體而言，至 少某些已知的蒸汽渦輪動力系統(tǒng)利用多個獨(dú)立的蒸汽渦輪機(jī)組，每個機(jī)組具有其自己的冷 凝器，其與其它機(jī)組的冷凝器平行冷卻。但是，當(dāng)多個獨(dú)立的蒸汽渦輪機(jī)組的冷凝器平行冷卻時，在這些獨(dú)立機(jī)組上的冷 凝器壓差最小(即，機(jī)組傾向于具有基本上相同的效率)。因此，具有下面這樣的蒸汽渦輪 動力系統(tǒng)將是適用的其中能降低在多個獨(dú)立蒸汽渦輪機(jī)組中至少一個機(jī)組中的冷凝器壓 力，從而提高動力系統(tǒng)的總效率。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了一種組裝蒸汽渦輪動力系統(tǒng)與冷卻劑源的方法。該方法包括提 供第一蒸汽渦輪機(jī)組，其包括第一高壓渦輪組件、與第一高壓渦輪組件流動連通地連接的 第一低壓渦輪組件，以及與第一低壓渦輪組件流動連通地連接的第一冷凝器。該方法還包 括提供第二蒸汽渦輪機(jī)組，其包括第二高壓渦輪組件，與第二高壓渦輪組件流動連通地連 接的第二低壓渦輪組件，以及與第二低壓渦輪組件流動連通地連接的第二冷凝器。該方法 還包括將冷卻管連接到第一冷凝器和第二冷凝器，該冷卻管被配置成從冷卻劑源通過第一 冷凝器，從第一冷凝器通過第二冷凝器，和從第二冷凝器往回向冷卻劑源傳送冷卻劑。在另一方面，提供了一種用于冷卻劑源的蒸汽渦輪動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一蒸 汽渦輪機(jī)組，第一蒸汽渦輪機(jī)組包括第一高壓渦輪組件、與第一高壓渦輪組件流動連通地 連接的第一低壓渦輪組件，以及與第一低壓渦輪組件流動連通地連接的第一冷凝器。該系 統(tǒng)還包括第二蒸汽渦輪機(jī)組，第二蒸汽渦輪機(jī)組包括第二高壓渦輪組件，與第二高壓渦輪 組件流動連通地連接的第二低壓渦輪組件，以及與第二低壓渦輪組件流動連通地連接的第 二冷凝器。該系統(tǒng)還包括連接到第一冷凝器與第二冷凝器的冷卻管，該冷卻管被配置成自 冷卻劑源通過第一冷凝器，自第一冷凝器通過第二冷凝器，和自第二冷凝器往回向冷卻劑 源引導(dǎo)冷卻劑。


圖1是蒸汽渦輪機(jī)組的流程圖；以及圖2是利用圖1所示的蒸汽渦輪機(jī)組的動力系統(tǒng)的流程圖。元件列表100 機(jī)組
102熱源組件104熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)組件106蒸汽渦輪組件108冷凝器組件110原動機(jī)組件112傳熱管線114蒸汽管道116高壓(HP)渦輪組件118中壓(IP)渦輪組件120低壓(LP)渦輪組件122排氣管道124驅(qū)動軸桿126冷凝液輸送管線128 泵130冷卻管132冷卻劑源134第一再熱管道136第二再熱管道138 泵200動力系統(tǒng)400 第一機(jī)組402第一燃?xì)鉁u輪404第二燃?xì)鉁u輪406 第一 HRSG408 第二 HRSG410第一蒸汽渦輪412第一冷凝器414第一發(fā)電機(jī)416第一驅(qū)動軸桿418第一傳熱管線420第二發(fā)電機(jī)422第二驅(qū)動軸桿424第二傳熱管線426第一蒸汽管道428第二蒸汽管道430第一 HP渦輪部段432第一 IP渦輪部段434第一 LP渦輪部段436第二 LP渦輪部段
440第一冷凝液輸送·
442第二冷凝液輸送·
500第二機(jī)組
502第三燃?xì)鉁u輪
504第四燃?xì)鉁u輪
506第三HRSG
508第四HRSG
510第二蒸汽渦輪
512第二冷凝器
514第三發(fā)電機(jī)
516第三驅(qū)動軸桿
518第三傳熱管線
520第四發(fā)電機(jī)
522第四驅(qū)動軸桿
524第四傳熱管線
526第三蒸汽管道
528第四蒸汽管道
530第二 HP渦輪部段
532第二 IP渦輪部段
534第三LP渦輪部段
536第四LP渦輪部段
540第三冷凝液輸送·
542第四冷凝液輸送·
642旁通管
644泵
具體實(shí)施例方式下文的詳細(xì)描述以舉例的方式但非限制方式說明了蒸汽渦輪動力系統(tǒng)及其組裝 方法。本描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能做出和使用本公開內(nèi)容，且本描述說明了本公開內(nèi)容 的若干實(shí)施例，包括目前被認(rèn)為是執(zhí)行本公開內(nèi)容的最佳方式的內(nèi)容。本公開內(nèi)容在本文 中被描述為適用于優(yōu)選實(shí)施例，即，組合循環(huán)動力系統(tǒng)。但是，構(gòu)想到本公開內(nèi)容具有對廣 泛系統(tǒng)中的蒸汽渦輪的一般應(yīng)用和除了組合循環(huán)動力系統(tǒng)之外的多種應(yīng)用。圖1示出示范性蒸汽渦輪機(jī)組100。在示范性實(shí)施例中，機(jī)組100包括熱源組件 102、熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)組件104、蒸汽渦輪組件106、冷凝器組件108和原動機(jī)組件 110(例如，至少一個發(fā)電機(jī)、泵、推進(jìn)器等)。熱源組件102可包括任何合適熱源，諸如，但 不限于，核熱源、燃煤熱源、燃?xì)鉁u輪熱源和/或能使機(jī)組100如本文所述起作用的任何其 它熱源。在示范性實(shí)施例中，HRSG組件104可包括多壓HRSG和用于包含工作流體(例如， 液體水)的儲集器。在其它實(shí)施例中，HRSG組件104可包括能使機(jī)組100如本文所述起作 用的任何合適數(shù)量的任何合適類型的HRSG。在示范性實(shí)施例中，HRSG組件104經(jīng)由至少一個傳熱管線112連接到熱源組件102，至少一個傳熱管線112便于將來自熱源組件102的熱 導(dǎo)送至HRSG組件104。HRSG組件104還經(jīng)由至少一個蒸汽管道114與蒸汽渦輪組件106 流動連通地連接，至少一個蒸汽管道114便于將來自HRSG組件104的蒸汽導(dǎo)送到蒸汽渦輪 組件106。在示范性實(shí)施例中，蒸汽渦輪組件106以串行流動排列包括高壓(HP)渦輪組件 116、中壓(IP)渦輪組件118和低壓(LP)渦輪組件120。在某些實(shí)施例中，LP渦輪組件120 可合適地分成任意多個LP渦輪部段(例如，雙流LP渦輪部段)。任選地，蒸汽渦輪組件106 可不包括IP渦輪組件118，使得HP渦輪組件116和LP渦輪組件120彼此直接流動連通地 連接。在示范性實(shí)施例中，LP渦輪組件120經(jīng)由至少一個排氣管道122與冷凝器組件108 流動連通地連接，且蒸汽渦輪組件106經(jīng)由至少一個驅(qū)動軸桿124在操作上連接到原動機(jī) 組件110。冷凝器組件108經(jīng)由至少一個冷凝液輸送管線126與HRSG組件104流動連通 地連接，以便于經(jīng)由任何合適的泵128將來自冷凝器組件108的冷凝液泵送到HRSG組件 104。在示范性實(shí)施例中，冷凝器組件108包括液體對空氣熱交換器，其具有延伸穿過它的 任何合適數(shù)量的冷卻管130，每個冷卻管130經(jīng)由泵138自冷卻劑源132 (例如，湖、冷卻塔 等)通過冷凝器組件108導(dǎo)送任何合適的冷卻劑(例如，液體、氣體等)，如在下文中詳細(xì)地 描述的那樣。在操作中，熱源組件102產(chǎn)生熱，熱經(jīng)由傳熱管線112引導(dǎo)至HRSG組件104，從而 加熱HRSG組件104內(nèi)的工作流體(例如，液體水)以在其中產(chǎn)生蒸汽。蒸汽自HRSG組件 104經(jīng)由蒸汽管道114引導(dǎo)到蒸汽渦輪組件106內(nèi)，使得蒸汽依序被導(dǎo)送通過HP渦輪組件 116、IP渦輪組件118和LP渦輪組件120以便于分別驅(qū)動HP渦輪組件116、IP渦輪組件 118和LP渦輪組件120，且經(jīng)由驅(qū)動軸桿124促動原動機(jī)組件110以發(fā)電。在某些實(shí)施例 中，離開HP渦輪組件116的蒸汽可經(jīng)由第一再熱管道134自HP渦輪組件116往回引導(dǎo)至 HRSG組件104內(nèi)以在HRSG組件104內(nèi)再熱且然后可經(jīng)由第二再熱管道136自HRSG組件 104引導(dǎo)至IP渦輪組件118內(nèi)，從而便于改進(jìn)蒸汽渦輪組件106的操作效率(即，蒸汽渦輪 組件106可具有至少一個“再熱循環(huán)”)。在蒸汽通過LP渦輪組件120流動后，蒸汽經(jīng)由排 氣管道122排放到冷凝器組件108內(nèi)，其中，熱從蒸汽轉(zhuǎn)移到流經(jīng)冷卻管130的冷卻劑，從 而冷凝冷凝器組件108內(nèi)的蒸汽以在冷凝器組件108內(nèi)產(chǎn)生冷凝液(例如，液體水)。然 后冷凝液經(jīng)由泵128通過冷凝液輸送管線126泵送回到HRSG組件104，以在HRSG組件104 內(nèi)再熱且通過機(jī)組100再循環(huán)。圖2示出包括第一蒸汽機(jī)組400和第二蒸汽機(jī)組500的動力系統(tǒng)200的一個實(shí)施 例，第一蒸汽機(jī)組400和第二蒸汽機(jī)組500基本上類似于圖1所示的機(jī)組100且相似構(gòu)件 使用圖1所用的相同附圖標(biāo)記表示。在其它實(shí)施例中，動力系統(tǒng)200可包括使動力系統(tǒng)200 如本文所述起作用的任何合適數(shù)量的蒸汽渦輪機(jī)組(例如，三個機(jī)組、四個機(jī)組、五個機(jī)組等)在第一機(jī)組400的示范性實(shí)施例中，熱源組件102包括第一燃?xì)鉁u輪402和第二 燃?xì)鉁u輪404 (即，第一機(jī)組400布置于組合循環(huán)配置中)，且HRSG組件104包括第一 HRSG 406和第二 HRSG 408。在其它實(shí)施例中，第一機(jī)組400可包括任何合適數(shù)量的HRSG，其可 由任何合適數(shù)量的燃?xì)鉁u輪和/或任何其它合適熱源加熱。在示范性實(shí)施例中，第一燃?xì)?渦輪402經(jīng)由第一驅(qū)動軸桿416在操作上連接到第一發(fā)電機(jī)414，且經(jīng)由第一傳熱管線418與第一 HRSG 406流動連通地連接。第二燃?xì)鉁u輪404經(jīng)由第二驅(qū)動軸桿422在操作上連 接到第二發(fā)電機(jī)420，且經(jīng)由第二傳熱管線424與第二 HRSG 408流動連通地連接。在第一 機(jī)組400的某些實(shí)施例中，第一燃?xì)鉁u輪402和/或第二燃?xì)鉁u輪404可與蒸汽渦輪組件 106 一起在操作上連接到原動機(jī)組件110，使得第一燃?xì)鉁u輪402、第二燃?xì)鉁u輪404和/或 蒸汽渦輪組件106便于合作地驅(qū)動原動機(jī)組件110 (例如，第一機(jī)組400可處于“單軸桿組 合循環(huán)”布置中)。或者，第一燃?xì)鉁u輪402和/或第二燃?xì)鉁u輪404可分別經(jīng)由第一驅(qū)動 軸桿416和/或第二驅(qū)動軸桿422在操作上連接至任何合適裝置(例如，機(jī)械驅(qū)動裝置，諸 如，泵、推進(jìn)器、壓縮機(jī)等)。在示范性實(shí)施例中，第一機(jī)組400的蒸汽渦輪組件106包括第一蒸汽渦輪410，且 第一機(jī)組400的冷凝器組件108包括第一冷凝器412。第一蒸汽渦輪410的HP渦輪組件 116包括第一 HP渦輪部段430，且第一蒸汽渦輪410的IP渦輪組件118包括第一 IP渦輪 部段432。第一蒸汽渦輪410的LP渦輪組件120包括第一 LP渦輪部段434和第二 LP渦輪 部段436。在其它實(shí)施例中，第一蒸汽渦輪410的LP渦輪組件120可具有任何合適數(shù)量的 LP渦輪部段。在示范性實(shí)施例中，第一 HRSG 406和第二 HRSG 408分別經(jīng)由第一蒸汽管道 426和第二蒸汽管道426與第一蒸汽渦輪410流動連通地連接，且第一冷凝器412分別經(jīng)由 第一冷凝液輸送管線440和第二冷凝液輸送管線442與第一 HRSG 406和第二 HRSG 408流 動連通地連接。在第二機(jī)組500的示范性實(shí)施例中，熱源組件102包括第三燃?xì)鉁u輪502和第四 燃?xì)鉁u輪504 (即，第二機(jī)組500布置于組合循環(huán)配置中)，且HRSG組件104包括第三HRSG 506和第四HRSG 508。在其它實(shí)施例中，第二機(jī)組500可包括任何合適數(shù)量的HRSG，其由 任何合適數(shù)量的燃?xì)鉁u輪和/或任何其它合適熱源加熱。在示范性實(shí)施例中，第三燃?xì)鉁u 輪502經(jīng)由第三驅(qū)動軸桿516在操作上連接到第三發(fā)電機(jī)514且經(jīng)由第三傳熱管線518與 第三HRSG 506流動連通地連接。第四燃?xì)鉁u輪504經(jīng)由第四驅(qū)動軸桿522在操作上連接 到第四發(fā)電機(jī)520且經(jīng)由第四傳熱管線524與第四HRSG 508流動連通地連接。在第二機(jī) 組500的某些實(shí)施例中，第三燃?xì)鉁u輪502和/或第四燃?xì)鉁u輪504可與蒸汽渦輪組件106 一起在操作上連接到原動機(jī)組件110，使得第三燃?xì)鉁u輪502、第四燃?xì)鉁u輪504和/或蒸 汽渦輪組件106便于合作地驅(qū)動原動機(jī)組件110 (例如，第二機(jī)組500可處于“單軸桿組合 循環(huán)”布置中)?；蛘撸谌?xì)鉁u輪502和/或第四燃?xì)鉁u輪504可分別經(jīng)由第三驅(qū)動軸 桿516和/或第四驅(qū)動軸桿522在操作上連接到任何合適裝置(例如，機(jī)械驅(qū)動裝置，諸如 泵、推進(jìn)器、壓縮機(jī)等)。在示范性實(shí)施例中，第二機(jī)組500的蒸汽渦輪組件106包括第二蒸汽渦輪510，且 第二機(jī)組500的冷凝器組件108包括第二冷凝器512。第二蒸汽渦輪510的HP渦輪組件 116包括第二 HP渦輪部段530，且第二蒸汽渦輪510的IP渦輪組件118包括第二 IP渦輪 部段532。第二蒸汽渦輪510的LP渦輪組件120包括第三LP渦輪部段534和第四LP渦輪 部段536。在其它實(shí)施例中，第二蒸汽渦輪510的LP渦輪組件120可具有任何合適數(shù)量的 LP渦輪部段。在示范性實(shí)施例中，第三HRSG 506和第四HRSG 508分別經(jīng)由第三蒸汽管道 526和第四蒸汽管道528與第二蒸汽渦輪510流動連通地連接，且第二冷凝器512分別經(jīng) 由第三冷凝液輸送管線540和第四冷凝液輸送管線542與第三HRSG 506和第四HRSG 508 流動連通地連接。在示范性實(shí)施例中，冷卻管130自冷卻劑源132通過冷凝器412，自冷凝
7器412通過冷凝器512和自冷凝器512往回到冷卻劑源132延伸，以便于經(jīng)由泵138自冷 卻劑源132通過串聯(lián)的冷凝器412和冷凝器512傳送冷卻劑。當(dāng)動力系統(tǒng)200操作時，第一燃?xì)鉁u輪402、第二燃?xì)鉁u輪404、第三燃?xì)鉁u輪502 和第四燃?xì)鉁u輪504分別經(jīng)由第一驅(qū)動軸桿416、第二驅(qū)動軸桿422、第三驅(qū)動軸桿516和 第四驅(qū)動軸桿522分別同時操作第一發(fā)電機(jī)414、第二發(fā)電機(jī)420、第三發(fā)電機(jī)514和第四 發(fā)電機(jī)520。第一燃?xì)鉁u輪402經(jīng)由第一傳熱管線418排放熱氣體到第一 HRSG 406內(nèi)，且 第二燃?xì)鉁u輪404經(jīng)由第二傳熱管線424排放熱氣體到第二 HRSG 408內(nèi)。第三燃?xì)鉁u輪 502經(jīng)由第三傳熱管線518排放熱氣體到第三HRSG 506內(nèi)，且第四燃?xì)鉁u輪504經(jīng)由第四 傳熱管線524排放熱氣體到第四HRSG 508內(nèi)。同樣，第一 HRSG 406、第二 HRSG 408、第三 HRSG 506和第四HRSG 508同時加熱容納于其中的工作流體(例如，液體水)以產(chǎn)生蒸汽。第一 HRSG 406和第二 HRSG 408生成蒸汽，蒸汽分別經(jīng)由第一蒸汽管道426和第 二蒸汽管道428導(dǎo)送到第一蒸汽渦輪410內(nèi)。具體而言，在第一 HRSG 406和第二 HRSG 408 內(nèi)生成的蒸汽導(dǎo)送通過第一 HP渦輪部段430和第一 IP渦輪部段432且隨后分成通過第一 LP渦輪部段434導(dǎo)送的蒸汽的第一部分和通過第二 LP渦輪部段436導(dǎo)送的蒸汽的第二部 分，從而經(jīng)由驅(qū)動軸桿124操作機(jī)組400的原動機(jī)組件100以發(fā)電。在其它實(shí)施例中，第一 機(jī)組400可具有至少一個再熱循環(huán)，如圖1所示和上文所述。在示范性實(shí)施例中，蒸汽的第 一部分和第二分部然后分別從第一 LP渦輪部段434和第二 LP渦輪部段436經(jīng)由機(jī)組400 的排氣管道122排出到第一冷凝器412。在第一冷凝器412內(nèi)，熱自蒸汽轉(zhuǎn)移到流經(jīng)冷卻管 130的冷卻劑，使得蒸汽冷凝以產(chǎn)生冷凝液(例如，液體水)。冷凝液分別經(jīng)由第一機(jī)組400 的泵128通過第一冷凝液輸送管線440和第二冷凝液輸送管線442往回泵送到第一 HRSG 406和第二 HRSG 408以通過第一機(jī)組400再循環(huán)。第三HRSG 506和第四HRSG 508產(chǎn)生蒸汽，其分別經(jīng)由第三蒸汽管道526和第四 蒸汽管道528導(dǎo)送到第二蒸汽渦輪510內(nèi)。具體而言，在第三HRSG 506和第四HRSG 508 內(nèi)生成的蒸汽導(dǎo)送通過第二 HP渦輪部段530和第二 IP渦輪部段532且隨后分成通過第三 LP渦輪部段534導(dǎo)送的蒸汽的第一部分和通過第四LP渦輪部段536導(dǎo)送的蒸汽的第二部 分，從而經(jīng)由驅(qū)動軸桿124操作機(jī)組500的原動機(jī)組件110以發(fā)電。在其它實(shí)施例中，第二 機(jī)組500可具有至少一個再熱循環(huán)，如圖1所示和上文所述的那樣。在示范性實(shí)施例中，然 后蒸汽的第一部分和第二部分分別自第三LP渦輪部段534和第四LP渦輪部段536經(jīng)由機(jī) 組500的排氣管道122排出到第二冷凝器512內(nèi)。在第二冷凝器512內(nèi)，熱從蒸汽轉(zhuǎn)移到 流經(jīng)冷卻管130的冷卻劑使得蒸汽冷凝以產(chǎn)生冷凝液(例如，液體水)。冷凝液經(jīng)由第二機(jī) 組500的泵128分別通過第三冷凝液輸送管線540和第四冷凝液輸送管線542往回泵送到 第三HRSG 506和第四HRSG 508以通過第二機(jī)組500再循環(huán)。在示范性實(shí)施例中，冷卻劑自冷卻劑源132經(jīng)由冷卻管130在流動方向F'導(dǎo)送冷 卻劑通過冷凝器412、512。具體而言，冷卻劑自冷卻劑源132通過第一冷凝器412，自第一 冷凝器412通過第二冷凝器512，且自第二冷凝器512往回至冷卻劑源132導(dǎo)送，使得冷凝 器412、512自冷卻劑源132相互串聯(lián)地接收冷卻劑。在其它實(shí)施例中，冷卻劑可在被導(dǎo)送 通過第一冷凝器412之前被導(dǎo)送通過第二冷凝器512 (即，在與流動方向F'相反的方向)。 或者，如果動力系統(tǒng)200包括多于兩個機(jī)組和/或多于兩個冷凝器，冷卻液可以任何合適次 序?qū)屯ㄟ^機(jī)組的冷凝器。
由于冷卻劑被導(dǎo)送通過串聯(lián)的第一冷凝器412和第二冷凝器512 (即，最初流動通 過第一冷凝器412且隨后通過第二冷凝器412)，能獲得在冷凝器412、512中每一個中的不 同的壓力。具體而言，能在第一冷凝器412(即，冷卻劑首先流經(jīng)的冷凝器)中獲得比在第二 冷凝器512中(即，冷卻劑隨后流經(jīng)的冷凝器)更低的壓力。在一實(shí)施例中，例如，能在第 一冷凝器412中獲得大約1. IHgA的壓力和在第二冷凝器512中獲得大約1. 3HgA的壓力。 在其中動力系統(tǒng)200包括具有第三冷凝器的第三機(jī)組的其它實(shí)施例中，當(dāng)冷卻劑被導(dǎo)送通 過第一冷凝器412，然后通過第二冷凝器512且隨后通過第三冷凝器時，能在第三冷凝器中 獲得大約1.5HgA的壓力。此外，當(dāng)在導(dǎo)送冷卻劑通過第二冷凝器512之前循環(huán)冷卻劑通過第一冷凝器412 時，便于降低第一冷凝器412中的冷卻劑的對數(shù)平均溫度，從而能使得第一冷凝器412被設(shè) 計用于較低冷凝器壓力。同樣，由于第一冷凝器412中較低的冷凝器壓力，第一蒸汽渦輪 410便于被設(shè)計成具有減小的背壓，從而對于相同性能水平(例如，供熱水平)產(chǎn)生較大的 輸出和/或提高的凈組合循環(huán)效率(例如，在某些應(yīng)用中大約0.2%)。此外，由于在第一 冷凝器412中較低的冷凝器壓力，第一蒸汽渦輪410便于被設(shè)計成具有較大末級葉片(last stage bucket, LSB)長度。在某些實(shí)施例中，為了得到(account for)第一冷凝器412內(nèi) 降低的壓力，第一機(jī)組400的泵128可被設(shè)計成具有較大排放壓力，和/或第一冷凝器412 可被設(shè)計成具有較大表面積以得到冷凝器412、512之間對數(shù)平均溫差(LMTD)的減小。在一實(shí)施例中，旁通管642可連接到第一冷凝器412與第二冷凝器512之間的冷 卻管130，以便于轉(zhuǎn)向在第一冷凝器412與第二冷凝器512之間流動的冷卻劑的一部分到冷 卻劑源132 (例如，通過打開沿著旁通管642定位的閥)和/或利用來自冷卻劑源132的額 外冷卻劑補(bǔ)充在第一冷凝器412與第二冷凝器512之間流動的冷卻劑(例如，通過操作沿 著旁通管642定位的泵644)，以便可實(shí)現(xiàn)在第一機(jī)組400與第二機(jī)組500之間的LSB環(huán)速 度和/或LSB排氣損失的差異，從而使得操作者能最小化動力系統(tǒng)200上的平均LSB排氣 損失，且在動力系統(tǒng)200的任何給定操作負(fù)荷(即，在基本負(fù)荷、在部分負(fù)荷等)期間改進(jìn) 動力系統(tǒng)200的平均操作效率。本文所述的方法和系統(tǒng)便于在蒸汽渦輪機(jī)組中獲得較低冷凝器壓力。具體而言， 本文所述的方法和系統(tǒng)便于通過降低蒸汽渦輪機(jī)組中至少一個機(jī)組中的冷凝器壓力來獲 得多個獨(dú)立冷凝的蒸汽渦輪機(jī)組中至少一個機(jī)組中的較低背壓。因此，本文所述的方法和 系統(tǒng)便于提高較大動力系統(tǒng)的輸出和效率能力。在上文中詳細(xì)地描述了蒸汽渦輪動力系統(tǒng)及其組裝方法的示范性實(shí)施例。本文所 述的方法和系統(tǒng)并不限于本文所述的具體實(shí)施例，而是，方法和系統(tǒng)的構(gòu)件可獨(dú)立地且單 獨(dú)于本文所述的其它構(gòu)件利用。舉例而言，本文所述的方法和系統(tǒng)可具有其它應(yīng)用，并不限 于如本文所述利用組合循環(huán)動力系統(tǒng)來實(shí)踐。而是，本文所述的方法和系統(tǒng)可結(jié)合各種其 它動力系統(tǒng)來實(shí)施和利用。雖然關(guān)于各種具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解在權(quán)利要求的 精神和范圍內(nèi)可在實(shí)踐中對本發(fā)明做出修改。
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權(quán)利要求
一種用于冷卻劑源(132)的蒸汽渦輪動力系統(tǒng)(200)，所述動力系統(tǒng)包括第一蒸汽渦輪機(jī)組(400)，其包括第一高壓渦輪組件(116)，與所述第一高壓渦輪組件流動連通地連接的第一低壓渦輪組件(120)，以及與所述第一低壓渦輪組件流動連通地連接的第一冷凝器(412)；第二蒸汽渦輪機(jī)組(500)，其包括第二高壓渦輪組件，與所述第二高壓渦輪組件流動連通地連接的第二低壓渦輪組件，以及與所述第二低壓渦輪組件流動連通地連接的第二冷凝器(512)；以及冷卻管(130)，其連接到所述第一冷凝器和所述第二冷凝器，所述冷卻管被配置成自所述冷卻劑源(132)通過所述第一冷凝器，自所述第一冷凝器通過所述第二冷凝器，和自所述第二冷凝器往回到所述冷卻劑源引導(dǎo)冷卻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于還包括旁通管(642)，所述旁通管連 接到在所述第一冷凝器(412)與所述第二冷凝器(512)之間的所述冷卻管(130)，使得所述 旁通管被配置成將在所述第一冷凝器與所述第二冷凝器之間流動的冷卻劑的一部分轉(zhuǎn)向 到所述冷卻劑源(132)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于還包括旁通管(642)，所述旁通管連 接到在所述第一冷凝器(412)與所述第二冷凝器(512)之間的所述冷卻管(130)，使得所述 旁通管被配置成利用來自所述冷卻劑源(132)的額外冷卻劑補(bǔ)充在所述第一冷凝器與所 述第二冷凝器之間流動的冷卻劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第一蒸汽渦輪機(jī)組(400)包 括第一原動機(jī)組件(110)，所述第一原動機(jī)組件在操作上連接到所述第一高壓渦輪組件 (116)和所述第一低壓渦輪組件(120)中的至少一個上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第一低壓渦輪組件(120)包括 第一低壓渦輪部段(434)和第二低壓渦輪部段(436)，所述第一低壓渦輪部段和所述第二 低壓渦輪部段與所述第一冷凝器(412)流動連通地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第一蒸汽渦輪機(jī)組(400)包括 第一熱回收蒸汽發(fā)生器組件(406)和第一熱源組件(102)，所述第一熱回收蒸汽發(fā)生器組 件與所述第一高壓渦輪組件(116)和所述第一低壓渦輪組件(120)流動連通地連接，所述 第一熱源組件與所述第一熱回收蒸汽發(fā)生器組件流動連通地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第二蒸汽渦輪機(jī)組(500)包括 第二原動機(jī)組件，所述第二原動機(jī)組件在操作上連接到所述第二高壓渦輪組件和所述第二 低壓渦輪組件中的至少一個上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第一熱源組件(102)包括第一 燃?xì)鉁u輪(402)，所述第一燃?xì)鉁u輪與所述第一熱回收蒸汽發(fā)生器組件(406)流動連通地 連接，以便于將來自所述第一燃?xì)鉁u輪的排氣引導(dǎo)至所述第一熱回收蒸汽發(fā)生器組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于還包括在操作上連接到所述第一燃 氣渦輪(402)上的發(fā)電機(jī)(414)和機(jī)械驅(qū)動裝置中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述第一燃?xì)鉁u輪(402)在操作 上連接到所述第一原動機(jī)組件(110)上。
全文摘要
本申請涉及蒸汽渦輪動力系統(tǒng)及其組裝方法。其中，提供一種用于冷卻劑源(132)的蒸汽渦輪動力系統(tǒng)(200)。動力系統(tǒng)包括第一蒸汽渦輪機(jī)組(400)、第二蒸汽渦輪機(jī)組(500)和冷卻管(130)，第一蒸汽渦輪機(jī)組包括第一高壓渦輪組件(116)，與第一高壓渦輪組件流動連通地連接的第一低壓渦輪組件(120)，以及與第一低壓渦輪組件流動連通地連接的第一冷凝器(412)，第二蒸汽渦輪機(jī)組(500)包括第二高壓渦輪組件，與第二高壓渦輪組件流動連通地連接的第二低壓渦輪組件，以及與第二低壓渦輪組件流動連通地連接的第二冷凝器(512)，冷卻管連接到第一冷凝器和第二冷凝器，冷卻管被配置成自冷卻劑源(132)通過第一冷凝器，自第一冷凝器通過第二冷凝器，和自第二冷凝器往回到冷卻劑源引導(dǎo)冷卻劑。
文檔編號F01K11/02GK101881189SQ20101017681
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者J·E·小肖爾斯, R·W·史密斯 申請人:通用電氣公司