高壓節(jié)熱器(HPECON)
[0061]50 高壓蒸發(fā)器(HPEVAP)
[0062]52主高壓過(guò)熱器
[0063]54最終高壓過(guò)熱器
[0064]56級(jí)間調(diào)溫器
[0065]58主再熱器
[0066]60副再熱器
[0067]62級(jí)間調(diào)溫器
[0068]64空氣進(jìn)口
[0069]66燃料噴嘴
[0070]68排氣擴(kuò)散器
[0071]70出口導(dǎo)葉
[0072]72排氣框架支柱
[0073]74穩(wěn)壓室
[0074]76過(guò)渡導(dǎo)管
[0075]78傾斜端壁部分
[0076]80 頂壁
[0077]82 側(cè)壁
[0078]84上游側(cè)
[0079]86下游側(cè)
[0080]88 底壁
[0081]90傾斜構(gòu)件
[0082]100經(jīng)改良的穩(wěn)壓室
[0083]101徑向擴(kuò)散器
[0084]102彎曲端壁
[0085]104 頂壁
[0086]106 底壁
[0087]108上游側(cè)壁
[0088]110下游側(cè)壁
[0089]112過(guò)渡區(qū)段
[0090]114渦輪轉(zhuǎn)子軸線(第一軸線)
[0091]116穩(wěn)壓室出口平面(第二軸線)
[0092]118下游邊緣。
【具體實(shí)施方式】
[0093]下面將對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述。為了致力于提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可能不會(huì)在說(shuō)明書中對(duì)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)例如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須作出許多對(duì)實(shí)現(xiàn)而言專有的決定來(lái)實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)有關(guān)及與商業(yè)有關(guān)的約束，開發(fā)人員的具體目標(biāo)可根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)彼此有所改變。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但盡管如此，對(duì)具有本公開的益處的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開發(fā)工作將是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。
[0094]當(dāng)介紹本實(shí)用新型的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一個(gè)”、“一種”、“該”和“所述”意圖表示存在一個(gè)或多個(gè)該元件。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在另外的元件。操作參數(shù)的任何實(shí)例都未排除公開的實(shí)施例的其它參數(shù)。
[0095]圖1為具有燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和HRSG的聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)10的實(shí)施例的示意性流程圖。具體而言，系統(tǒng)10可包括用于驅(qū)動(dòng)第一負(fù)載14的燃?xì)鉁u輪12。例如，第一負(fù)載14可為用于產(chǎn)生電功率的發(fā)電機(jī)。燃?xì)鉁u輪12可包括渦輪16、燃燒器18和壓縮機(jī)20。系統(tǒng)10還可包括用于驅(qū)動(dòng)第二負(fù)載24的蒸汽渦輪22。第二負(fù)載24也可為用于生成電功率的發(fā)電機(jī)。然而，將理解的是，第一負(fù)載14和第二負(fù)載24兩者可為能夠由燃?xì)鉁u輪12和蒸汽渦輪22驅(qū)動(dòng)的其它類型的負(fù)載。此外，盡管燃?xì)鉁u輪12和蒸汽渦輪22可如所示的實(shí)施例中所示的那樣驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的負(fù)載14和24，但燃?xì)鉁u輪12和蒸汽渦輪22還可串接使用來(lái)經(jīng)由單個(gè)軸驅(qū)動(dòng)單個(gè)負(fù)載。在所示的實(shí)施例中，蒸汽渦輪22可包括一個(gè)低壓區(qū)段26 (LPST)、一個(gè)中壓區(qū)段28 (IPST)，以及一個(gè)高壓區(qū)段30 (HPST)。然而，蒸汽渦輪22以及燃?xì)鉁u輪12的特定構(gòu)造可為實(shí)施方式特有的，且可包括區(qū)段和/或級(jí)的任何組合。
[0096]系統(tǒng)10還可包括多級(jí)HRSG 32。HRSG 32及其構(gòu)件的簡(jiǎn)化敘述不意圖為限制性的。相反，所示的HRSG 32示為表達(dá)此類系統(tǒng)的總體布置。來(lái)自燃?xì)鉁u輪12的經(jīng)加熱的排氣34可輸送到HRSG 32中，且用于加熱用于對(duì)蒸汽渦輪22供能的蒸汽。來(lái)自蒸汽渦輪22的低壓區(qū)段26的排氣可被引導(dǎo)到冷凝器36中。來(lái)自冷凝器36的冷凝物繼而又可借助于冷凝物栗38被引導(dǎo)到HRSG 32的低壓區(qū)段中。
[0097]冷凝物然后可流過(guò)低壓節(jié)熱器40 (LPECON)，其為構(gòu)造成以氣體加熱給水的裝置，可用于加熱冷凝物。冷凝物可從低壓節(jié)熱器40被引導(dǎo)到低壓蒸發(fā)器42 (LPEVAP)或中壓節(jié)熱器44(IPEC0N)中。來(lái)自低壓蒸發(fā)器42的蒸汽可返回蒸汽渦輪22的低壓區(qū)段26。同樣，冷凝物可從中壓節(jié)熱器44被引導(dǎo)到中壓蒸發(fā)器46 (IPEVAP)或高壓節(jié)熱器48 (HPECON)。此夕卜，來(lái)自中壓節(jié)熱器44的蒸汽可發(fā)送至燃料氣體加熱器(未示出)，其中蒸汽可用于加熱燃料氣體，以在燃?xì)鉁u輪12的燃燒器18中使用。來(lái)自中壓蒸發(fā)器46的蒸汽可發(fā)送至蒸汽渦輪22的中壓區(qū)段28。
[0098]最后，來(lái)自高壓節(jié)熱器48的冷凝物可被引導(dǎo)到高壓蒸發(fā)器50(HPEVAP)中。流出高壓蒸發(fā)器50的蒸汽可引導(dǎo)到主高壓過(guò)熱器52和最終高壓過(guò)熱器54，其中蒸汽被過(guò)熱，且最終發(fā)送至蒸汽渦輪22的高壓區(qū)段30。來(lái)自蒸汽渦輪22的高壓區(qū)段30的排氣繼而又可被引導(dǎo)到蒸汽渦輪22的中壓區(qū)段28中，且來(lái)自蒸汽渦輪22的中壓區(qū)段28的排氣可被引導(dǎo)到蒸汽渦輪22的低壓區(qū)段26中。
[0099]級(jí)間調(diào)溫器56可位于主高壓過(guò)熱器52與最終高壓過(guò)熱器54之間。級(jí)間調(diào)溫器56可允許對(duì)來(lái)自最終高壓過(guò)熱器54的蒸汽的排氣溫度進(jìn)行更穩(wěn)定可靠的控制。
[0100]此外，來(lái)自蒸汽渦輪22的高壓區(qū)段30的排氣可被引導(dǎo)到主再熱器58和副再熱器60中，其中其可在被引導(dǎo)到蒸汽渦輪22的中壓區(qū)段28中之前再加熱。主再熱器58和副再熱器60還可與級(jí)間調(diào)溫器62相關(guān)聯(lián)，以用于控制來(lái)自再熱器的排出蒸汽溫度。
[0101]在如系統(tǒng)10的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中，熱排氣可從燃?xì)鉁u輪12流出，且穿過(guò)HRSG 32，且可用于生成高壓高溫蒸汽。由HRSG 32產(chǎn)生的蒸汽然后可穿過(guò)蒸汽渦輪22來(lái)用于產(chǎn)生功率。此外，產(chǎn)生的蒸汽還可供應(yīng)至可使用過(guò)熱蒸汽的任何其它過(guò)程。燃?xì)鉁u輪12的發(fā)生循環(huán)通常稱為〃頂循環(huán)〃，而蒸汽渦輪22的發(fā)生循環(huán)通常稱為〃底循環(huán)〃。通過(guò)組合如圖1中所示的這兩個(gè)循環(huán)，聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)10可導(dǎo)致兩個(gè)循環(huán)中有更高的效率。具體而言，來(lái)自頂循環(huán)的排氣熱可被捕集且用于生成在底循環(huán)中使用的蒸汽。
[0102]因此，聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)10的一個(gè)方面在于能夠使用HRSG32從加熱的排氣34再捕集熱。如圖1中所示，燃?xì)鉁u輪12和HRSG 32的構(gòu)件可分成單獨(dú)的功能單元。換言之，燃?xì)鉁u輪12可生成經(jīng)加熱的排氣34，且朝HRSG 32引導(dǎo)經(jīng)加熱的排氣34，HRSG 32可主要負(fù)責(zé)通過(guò)生成過(guò)熱蒸汽來(lái)從經(jīng)加熱的排氣34再捕集熱。過(guò)熱蒸汽繼而又可由蒸汽渦輪22用作功率源。經(jīng)加熱的排氣34可經(jīng)由管道傳遞至HRSG 32，管道可基于聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)10的特定設(shè)計(jì)而變化。
[0103]燃?xì)鉁u輪12如何工作的更詳細(xì)的圖示可有助于示出經(jīng)加熱的排氣34可如何從燃?xì)鉁u輪12傳遞至HRSG 32。因此，圖2為圖1的燃?xì)鉁u輪12的實(shí)施例的詳細(xì)側(cè)視圖，其使圖1的HRSG 32的熱交換器元件與燃?xì)鉁u輪12的排氣擴(kuò)散器的構(gòu)件結(jié)合起來(lái)。如參照?qǐng)D1所述，燃?xì)鉁u輪12可包括渦輪16、燃燒器18和壓縮機(jī)20?？諝饪山?jīng)由空氣進(jìn)口 64進(jìn)入，且由壓縮機(jī)20壓縮。接下來(lái)，來(lái)自壓縮機(jī)20的壓縮空氣可被引導(dǎo)到燃燒器18中，其中壓縮空氣可與燃料氣體混合。燃料可經(jīng)由多個(gè)燃料噴嘴66噴射到燃燒器18中。壓縮空氣和燃料氣體的混合物大體上在燃燒器18的燃燒室內(nèi)燃燒，以生成可用于在渦輪16內(nèi)生成轉(zhuǎn)矩的高溫高壓燃燒氣體。渦輪16的轉(zhuǎn)子可聯(lián)接到壓縮機(jī)20的轉(zhuǎn)子上，使得渦輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)還可引起壓縮機(jī)20的旋轉(zhuǎn)。以此方式，渦輪16驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)20以及負(fù)載14(圖2中未示出)。來(lái)自燃?xì)鉁u輪12的渦輪區(qū)段16的排氣可被引導(dǎo)到排氣擴(kuò)散器68中。在圖2的實(shí)施例中，排氣擴(kuò)散器68可為徑向排氣擴(kuò)散器，由此排氣可由出口導(dǎo)葉70改變方向，以通過(guò)90度的向外(S卩，沿徑向)轉(zhuǎn)向而流出排氣擴(kuò)散器68，穿過(guò)排氣穩(wěn)壓室(未示出)和過(guò)渡入口到達(dá)HRSG 32。
[0104]除將經(jīng)加熱的排氣34引導(dǎo)至HRSG 32之外，排氣擴(kuò)散器68的某些構(gòu)件的另一方面可為確保實(shí)現(xiàn)經(jīng)加熱的排氣34的某些空氣動(dòng)力性質(zhì)。例如，圖2中所示的排氣框架支柱72可為曲面的，翼型件包圍在其周圍。排氣框架支柱72