本公開涉及聯(lián)合循環(huán)功率裝置，且特別涉及聯(lián)合循環(huán)功率裝置，其包括蒸汽渦輪、第一熱回收蒸汽發(fā)生器和第二熱回收蒸汽發(fā)生器。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有多軸聯(lián)合循環(huán)功率裝置(CCPP)中，蒸汽渦輪典型地布置成與對其進(jìn)行供給的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)間隔開。但是要理解，蒸汽渦輪相對于CCPP中的熱回收蒸汽發(fā)生器的布置可改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在現(xiàn)在要參照的所附獨立權(quán)利要求中限定本發(fā)明。本發(fā)明的有利特征在從屬權(quán)利要求中闡述。

第一方面提供一種聯(lián)合循環(huán)功率裝置，其包括蒸汽渦輪、第一熱回收蒸汽發(fā)生器和第二熱回收蒸汽發(fā)生器，其中第一熱回收蒸汽發(fā)生器通過第一蒸汽管系統(tǒng)附連到蒸汽渦輪上而第二熱回收蒸汽發(fā)生器通過第二蒸汽管系統(tǒng)附連到蒸汽渦輪上，以允許蒸汽從第一和第二熱回收蒸汽發(fā)生器傳送到蒸汽渦輪，其中蒸汽渦輪布置在第一熱回收蒸汽發(fā)生器和第二熱回收蒸汽發(fā)生器之間。

這可通過優(yōu)化和緊湊布置在系統(tǒng)和設(shè)備的布置方面提供增加的靈活性。特別地，與現(xiàn)有設(shè)計相比，這個布局可進(jìn)一步優(yōu)化(減小)占地面積，其可消除一些之前所需要的建造結(jié)構(gòu)，其可減小輔助系統(tǒng)和/或結(jié)構(gòu)(諸如潤滑油模塊)的重復(fù)，其可減小對城市混凝土工作的需要，并且其可減少現(xiàn)場活動(因為減小了所需要的材料量)，其可提供額外的空間用于維護(hù)。與現(xiàn)有設(shè)計相比，這個布局也可簡化采購和安裝過程。其還可減小部件應(yīng)力，減小壓降(例如從蒸汽渦輪到HRSG的壓降)，并且減小所需的蒸汽管長度。總之，其可改進(jìn)性能和效率。下面詳細(xì)描述的本發(fā)明的可選特征可有助于提供這些優(yōu)點。

在一個實施例中，第一蒸汽管系統(tǒng)和第二蒸汽管系統(tǒng)相對于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線彼此對稱。雖然兩個鏡像設(shè)計對一些單元和構(gòu)件的需要會增加復(fù)雜性，但是要理解，這個缺點可被本申請別處描述的各種益處所超過。

在一個實施例中，第一蒸汽管系統(tǒng)在第一熱回收蒸汽發(fā)生器的中心點處附連到第一熱回收蒸汽發(fā)生器，該點在垂直于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線的方向(y)上處于中心，而第二蒸汽管系統(tǒng)在第二熱回收蒸汽發(fā)生器的中心點處附連到第二熱回收蒸汽發(fā)生器，該點在垂直于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線的方向(y)上處于中心。對HRSG上的蒸汽管系統(tǒng)提供中心點可允許有單HRSG設(shè)計。

在一個實施例中，蒸汽渦輪為第一蒸汽渦輪而聯(lián)合循環(huán)功率裝置包括第二蒸汽渦輪，其構(gòu)造和布置成在比第一渦輪更低的壓力下工作，第一熱回收蒸汽發(fā)生器包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第二區(qū)域構(gòu)造和布置成在比第一區(qū)域更低的壓力下工作，第二熱回收蒸汽發(fā)生器包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第二區(qū)域構(gòu)造和布置成在比第一區(qū)域更低的壓力下工作，并且其中第一蒸汽渦輪鄰近第一熱回收蒸汽發(fā)生器中的第一區(qū)域和第二熱回收蒸汽發(fā)生器中的第一區(qū)域，并且其中第二蒸汽渦輪鄰近第一熱回收蒸汽發(fā)生器中的第二區(qū)域和第二熱回收蒸汽發(fā)生器中的第二區(qū)域。這可最小化蒸汽在HRSG和蒸汽渦輪之間行進(jìn)的距離，并且可最小化壓降。

在一個實施例中，第一蒸汽渦輪為高壓蒸汽渦輪，第二蒸汽渦輪為中壓蒸汽渦輪，第一熱回收蒸汽發(fā)生器的第一區(qū)域和第二區(qū)域相應(yīng)地為高壓區(qū)域和中壓區(qū)域，而第二熱回收蒸汽發(fā)生器的第一區(qū)域和第二區(qū)域相應(yīng)地為高壓區(qū)域和中壓區(qū)域。在一個實施例中，聯(lián)合循環(huán)功率裝置為多軸聯(lián)合循環(huán)功率裝置。優(yōu)選地，多軸聯(lián)合循環(huán)功率裝置包括第一燃?xì)鉁u輪，其附連到第一熱回收蒸汽發(fā)生器上，以允許排氣從燃?xì)鉁u輪流到第一熱回收蒸汽發(fā)生器；以及第二燃?xì)鉁u輪，其附連到第二熱回收蒸汽發(fā)生器上，以允許排氣從燃?xì)鉁u輪流到第二熱回收蒸汽發(fā)生器，其中聯(lián)合循環(huán)功率裝置布置成多軸聯(lián)合循環(huán)功率裝置，蒸汽渦輪在第一軸上，第一燃?xì)鉁u輪在第二軸上而第二燃?xì)鉁u輪在第三軸上。

在一個實施例中，第一蒸汽渦輪為高壓蒸汽渦輪，而聯(lián)合循環(huán)功率裝置在單個軸上包括發(fā)電機(jī)、高壓蒸汽渦輪、中壓蒸汽渦輪、第一低壓蒸汽渦輪和第二低壓蒸汽渦輪。

附圖說明

現(xiàn)在將僅以示例的方式且參照附圖而描述本發(fā)明的實施例，其中：

圖1為功率裝置的俯視圖；

圖2為另一個功率裝置的俯視圖；和

圖3為第三功率裝置的俯視圖。

參考標(biāo)號列表：

10聯(lián)合循環(huán)功率裝置

20蒸汽渦輪

22蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線

23高壓蒸汽渦輪

24中壓蒸汽渦輪

30第一熱回收蒸汽發(fā)生器(第一HRSG)

32第一蒸汽管系統(tǒng)

33第一HP蒸汽管系統(tǒng)

34第一IP蒸汽管系統(tǒng)

35HP區(qū)域

36IP區(qū)域

40第二熱回收蒸汽發(fā)生器(第二HRSG)

42第二蒸汽管系統(tǒng)

43第二HP蒸汽管系統(tǒng)

44第二IP蒸汽管系統(tǒng)

45HP區(qū)域

46IP區(qū)域

50軸

52發(fā)電機(jī)

60燃?xì)鉁u輪

61壓縮機(jī)

62渦輪

63排氣線路

64排氣線路

CCPP聯(lián)合循環(huán)功率裝置

G發(fā)電機(jī)

GT燃?xì)鉁u輪

HP高壓

HRSG熱回收蒸汽發(fā)生器

IP中壓

LP低壓

ST蒸汽渦輪。

具體實施方式

圖1顯示聯(lián)合循環(huán)功率裝置10的一部分，其包括蒸汽渦輪20、第一熱回收蒸汽發(fā)生器(第一HRSG)30和第二熱回收蒸汽發(fā)生器(第二HRSG)40。第一和第二HRSG布置在蒸汽渦輪20的任一側(cè)。第一和第二HRSG布置成鄰近蒸汽渦輪且在蒸汽渦輪的旋轉(zhuǎn)軸線22的相反側(cè)。蒸汽渦輪20通過第一蒸汽管系統(tǒng)32附連到第一HRSG，而通過第二蒸汽管系統(tǒng)42附連到第二HRSG。蒸汽管系統(tǒng)32,42在HRSG30,40和蒸汽渦輪20之間運(yùn)送蒸汽。

圖2顯示聯(lián)合循環(huán)功率裝置10的另一個示例。代替圖1中顯示的僅一個蒸汽渦輪，提供高壓(HP)蒸汽渦輪23和中壓(IP)蒸汽渦輪24。也可在IP蒸汽渦輪24下游提供一個、兩個或更多個低壓(LP)蒸汽渦輪(未顯示)。HP蒸汽管系統(tǒng)分成第一HP蒸汽管系統(tǒng)33和第二HP蒸汽管系統(tǒng)43，而IP蒸汽管系統(tǒng)分成第一IP蒸汽管系統(tǒng)34和第二IP蒸汽管系統(tǒng)44。

第一HP蒸汽管系統(tǒng)33將第一HRSG30的第一區(qū)域(例如HP區(qū)域35)連接到HP蒸汽渦輪23，而第二HP蒸汽管系統(tǒng)43將第二HRSG40的第一區(qū)域(例如HP區(qū)域45)連接到HP蒸汽渦輪23。

第一IP蒸汽管系統(tǒng)34將第一HRSG30的第二區(qū)域(例如IP區(qū)域36)連接到IP蒸汽渦輪24，并且第二IP蒸汽管系統(tǒng)44將第二HRSG40的第二區(qū)域(例如IP區(qū)域46)連接到IP蒸汽渦輪24。

優(yōu)選地，如圖2中顯示，蒸汽管系統(tǒng)33,34,43,44中的一些或所有連接到HRSG的中心，因為這允許第一和第二HRSG為相同設(shè)計。

HP蒸汽渦輪23和IP蒸汽渦輪24布置在軸50上。發(fā)電機(jī)52也布置在軸50上。

圖3顯示聯(lián)合循環(huán)功率裝置，其具有兩個燃?xì)鉁u輪60，燃?xì)鉁u輪各自包括壓縮機(jī)61、燃燒器(未顯示)和渦輪62。燃?xì)鉁u輪60通過線路63,64附連到第一和第二HRSG30,40，線路63,64將渦輪排氣相應(yīng)地運(yùn)送到第一和第二HRSG30,40。輔助設(shè)備可布置成鄰近燃?xì)鉁u輪和/或在燃?xì)鉁u輪上方。

蒸汽管系統(tǒng)構(gòu)造和布置成適當(dāng)?shù)卦诟鞣N部件之間引導(dǎo)蒸汽。蒸汽管系統(tǒng)附連到HRSG所處的進(jìn)入點(其可為中心點)允許蒸汽傳送出HRSG和通過蒸汽管系統(tǒng)到達(dá)蒸汽渦輪。在HRSG中產(chǎn)生蒸汽所需要的熱可使用來自例如燃?xì)鉁u輪的廢熱產(chǎn)生。

聯(lián)合循環(huán)功率裝置通常布置成使得蒸汽渦輪的旋轉(zhuǎn)軸線22 水平地在x方向上延伸(例如參見圖2)。y方向與x方向成直角，并且x和y方向位于水平平面中。z方向相對于x和y方向以直角延伸，且因此為豎向的。

聯(lián)合循環(huán)功率裝置可例如為一個或多個燃?xì)鉁u輪與一個或多個蒸汽渦輪的組合；例如，燃?xì)鉁u輪、HP蒸汽渦輪、IP蒸汽渦輪和兩個LP(低壓)蒸汽渦輪。可使用單軸或多軸布置。在多軸布置中，可提供兩個或更多個單獨的軸，各個軸具有一個或多個渦輪(蒸汽渦輪、燃?xì)鉁u輪)，諸如圖3中那樣。各個軸將通常具有單獨的發(fā)電機(jī)。也可使用單軸布局，不止一個渦輪(蒸汽渦輪、燃?xì)鉁u輪)在同一軸上，例如燃?xì)鉁u輪與HP蒸汽渦輪和IP蒸汽渦輪在同一軸上。

大體上，蒸汽渦輪在第一和第二HRSG之間居中；也就是說，第一HRSG與第二HRSG離蒸汽渦輪相同距離。在這個情況下，HRSG的位置相對于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22為對稱的，各個HRSG離蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線相同距離。在蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22的相反側(cè)的HRSG和/或蒸汽管系統(tǒng)可相對于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22成鏡像。軸50和因此還有蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22通常在第一HRSG和第二HRSG之間延伸。大體上，第一和第二HRSG蒸汽渦輪平行于旋轉(zhuǎn)軸線22而延伸，如圖中顯示。

蒸汽渦輪可安裝在平臺上。在這種設(shè)計中，蒸汽渦輪可在平臺結(jié)構(gòu)的頂部底板上。下底板(通常在地面高度)可用于接近，例如用于在建造和維護(hù)期間輸送部件。中底板可容納例如附件。平臺的上底板可高于下底板大約20m，但是可使用不同的高度。這個布置可提供空間用于建造和維護(hù)。

因為系統(tǒng)在蒸汽渦輪的兩側(cè)重復(fù)，所以對于一些構(gòu)件需要兩個鏡像設(shè)計(一對設(shè)計，一旦安裝，其沿著蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線的線路彼此對稱)，諸如蒸汽管系統(tǒng)。其它構(gòu)件(諸如第一和第二HRSG)可為相同的。在HRSG的情況下，這通過在HRSG上的中心位置處提供蒸汽接近點使得相同設(shè)計可用于兩側(cè)來實現(xiàn)。作為備選方案，鏡像設(shè)計也可用于第一和第二HRSG，在這種情況下，蒸汽接近點(蒸汽管系統(tǒng)進(jìn)入HRSG所處的電，參見例如圖2)不需要處于中心位置。

如上面所提到，第一HRSG30和第二HRSG40可為相同的(或基本相同)或可為對稱設(shè)計。特別地，對于相同設(shè)計，第一和第二蒸汽管系統(tǒng)相應(yīng)地進(jìn)入第一和第二HRSG的頂部中，特別地在垂直于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線的y方向上(參見例如圖2)進(jìn)入頂部中的中心點(中心連接點)。在CCPP被安裝時，y方向通常也是水平的。進(jìn)入中心點允許相同設(shè)計的HRSG用于蒸汽渦輪的兩側(cè)。中心點可額外在x方向上處于中心點，但是這不是必須的，并且第一和第二HRSG可仍然相同，在x方向上相對于中心點而偏移。相同設(shè)計不表示第一和第二HRSG必須絕對在最小的細(xì)節(jié)方面都相同，并且小細(xì)節(jié)或裝飾性細(xì)節(jié)可如需要的那樣改變；盡管如此，關(guān)于簡單的方面，真正相同的設(shè)計優(yōu)選是具有較小修改的設(shè)計。

CCPP的重新布置表示，大體上有更大的機(jī)會在燃?xì)鉁u輪之間或在燃?xì)鉁u輪和蒸汽渦輪之間共用系統(tǒng)，諸如潤滑油模塊和防火模塊。在之前的設(shè)計中，這樣共用模塊，諸如潤滑油模塊和防火模塊大體上是不可行的，當(dāng)前設(shè)計因此可為有利的，因為減少對重復(fù)系統(tǒng)的需要。對于其中各個HRSG仍然需要輔助系統(tǒng)的系統(tǒng)，第一HRSG的輔助系統(tǒng)可為第二HRSG的那些設(shè)計的鏡像設(shè)計。但是大體上，優(yōu)選的是在可行的情況下對于輔助系統(tǒng)具有單個系統(tǒng)設(shè)計，而非兩個鏡像設(shè)計(兩個設(shè)計，其為彼此的鏡像)。這可通過提供中心連接點來實現(xiàn)。

如關(guān)于HRSG中的蒸汽管系統(tǒng)的中心連接點針?biāo)枋?，具有中心連接點表示連接點布置在y方向上的中心上；y方向為垂直于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22的方向且通常也為水平的。中心點可額外的在x方向上處于中心點。

在上面的示例中的特定布局中顯示圖2中的部件，諸如發(fā)電機(jī)(G)，之后為HP蒸汽渦輪(ST)，之后為IP蒸汽渦輪(G-HP ST-IP ST)。各種其它布局也是可行的，諸如G-IP ST-HP ST。在也提供燃?xì)鉁u輪(GT)的情況下，可行布局包括G-GT-HP ST-IP ST和GT-G-HP ST-IP ST。在也提供低壓蒸汽渦輪或渦輪的情況下，可行布局包括G-LP ST-IP ST-HP ST和G-HP ST-IP ST-LP ST-LP ST?？蔀閮?yōu)選的是在局部的一端處包括LP ST，因為用于LP ST系統(tǒng)的蒸汽管系統(tǒng)可為體積非常大的。特別地，可為優(yōu)選的是任何LP ST布置成使得其不在第一和第二HRSG之間；也就是說，LP ST布置成使得其在延伸在第一和第二HRSG之間的空間之外。相對于其中LP ST介于第一和第二HRSG之間的設(shè)計，這可允許第一和第二HRSG布置成較靠近。

布局不限于任何特定蒸汽渦輪。在提供不止一個蒸汽渦輪時，兩者可在相同壓力下運(yùn)行，或一個可比另一個在更高壓力下運(yùn)行。在使用不同壓力的三個蒸汽渦輪的情況下，這些典型地表示為高壓、中壓和低壓，其中高壓高于中壓，中壓高于低壓。在使用僅兩個不同壓力的蒸汽渦輪的情況下，這些在本文中稱為高壓蒸汽渦輪和中壓蒸汽渦輪。

第一蒸汽渦輪和第二蒸汽渦輪(諸如圖2的HP蒸汽渦輪和IP蒸汽渦輪)之間的距離可在設(shè)計階段進(jìn)行改變。優(yōu)選地，高壓蒸汽渦輪23鄰近第一熱回收蒸汽發(fā)生器30中的高壓區(qū)域35和第二熱回收蒸汽發(fā)生器40中的高壓區(qū)域45。優(yōu)選地，中壓蒸汽渦輪24鄰近第一熱回收蒸汽發(fā)生器30中的中壓區(qū)域36和第二熱回收蒸汽發(fā)生器40中的中壓區(qū)域46。在一些情況下，諸如在第二HRSG添加到現(xiàn)有功率裝置時，可僅可行的是使區(qū)域35,36,45,46中的一個或多個相鄰。部件是相鄰的，因為它們在垂直于蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)軸線22的方向y上在相同線路上(這可在從上面看時看到，特別地如圖2中那樣)。利用這個布置，可大體上使蒸汽管系統(tǒng)33,34,43,44比在其中蒸汽渦輪和HRSG不布置成彼此鄰近的布置中更短。理想地，蒸汽管系統(tǒng)中的管主要或僅在這個垂直方向上延伸，從而最小化管程度。

燃?xì)鉁u輪60包括壓縮機(jī)61、燃燒器(未顯示)和渦輪62。各個燃?xì)鉁u輪具有相關(guān)聯(lián)的軸。對于各個燃?xì)鉁u輪，發(fā)電機(jī)可設(shè)置在軸上。在圖3中顯示兩個燃?xì)鉁u輪，各個HRSG30,40有一個，但是大體上可提供一個或多個燃?xì)鉁u輪，并且燃?xì)鉁u輪可連接到一個或多個HRSG。

對描述的實施例的各種修改為可行的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到這些修改，而不偏離所附權(quán)利要求所限定的發(fā)明。