[发明专利]燃气涡轮机联合设备

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机联合设备，该燃气涡轮机联合设备配有带空气冷却器的燃气涡轮机部和带放热回收锅炉的蒸汽涡轮部，更详细地说，涉及改良了采用放热回收锅炉的给水方式的空气冷却器的燃气涡轮机联合设备。

背景技术

众所周知，燃气涡轮机利用空气压缩机压缩空气并送至燃烧器，使所获得的压缩空气在燃烧器中与燃料一起加热燃烧，产生高温高压的气体，通过使该高温高压的气体在涡涡轮机中膨胀，驱动涡涡轮机以获得发电机的动力。

在此，从提高燃气涡轮机的效率的观点出发，有必要尽力防止涡涡轮机中的气体泄漏，为此，可动部(转动叶片)和静止部(从外周侧围住转动叶片的壳体等)之间的间隙被设计得尽可能的小。

另一方面，从提高燃气涡轮机的热效率的观点出发，工作气体温度应采用较高的温度，为了在高温下确保上述间隙，有效地冷却涡涡轮机中成为高温的部件(以下称为高温部件)并抑制热膨胀成为重要的课题。

因此，在涡涡轮机中设有空气冷却器，该空气冷却器冷却从空气压缩机中抽出并获得的高温空气，供给高温部件用于冷却。

并且，为了有效利用从燃气涡轮机中排出的排出气体的热量，将该排出气体送至放热回收锅炉，利用放热回收锅炉所获得的蒸汽驱动蒸汽涡轮机，获得另一个发电机的动力，燃气涡轮机联合设备就是这样实际使用的。

该燃气涡轮机联合设备利用冷凝器冷凝通过驱动蒸汽涡轮机而排出的蒸汽，将所获得的水供应给放热回收锅炉，来自燃气涡轮机部的排出气体在放热回收锅炉内顺次经过过热器、蒸发器、废气节热器进行放热，另一方面，从冷凝器供应的水(给水)通过流经废气节热器、蒸发器、过热器并吸收热量，有效地利用从燃气涡轮机部放出的热。

进而，设有冷却水回路，可有效进行热回收，所述冷却水回路，将向放热回收锅炉的给水的一部分作为冷却导入燃气涡轮机部的空气冷却器中的高温空气的制冷剂导入到空气冷却器中，与高温空气进行热交换而温度升高的给水返回到使放热回收锅炉的给水更高温化的行程中。

但是，上述的燃气涡轮机联合设备，由于在蒸汽涡轮机起动时或切断负荷时，通过冷却水回路的二次侧(从空气冷却器返回到放热回收锅炉的一侧)的行程(例如滚筒等)的压力升高，冷却水回路的一次侧(从放热回收锅炉导入空气冷却器的一侧)和二次侧之间的相对压力差变小，结果，流过空气冷却器的给水量减少，对高温空气的冷却不充分。

发明内容

本发明鉴于上述事实，其目的是提供一种燃气涡轮机联合设备，该设备即使在正常运转时以外的蒸汽涡轮机起动时或切断负荷时等多种运转状态下，也可以稳定地冷却燃气涡轮机的高温空气。

为了实现上述目的，如本发明方案1所述的燃气涡轮机联合设备，配有燃气涡轮机部和蒸汽涡轮机部，该燃气涡轮机部具有空气压缩机、燃烧器、燃气涡轮机、和冷却从空气压缩机抽出所获得的高温空气并供应于冷却燃气涡轮机中的高温部件的空气冷却器；上述蒸汽涡轮机部具有利用燃气涡轮机排出的排出气体的放热产生蒸汽的放热回收锅炉，利用蒸汽进行驱动的蒸汽涡轮机、及把蒸汽涡轮机排出的蒸汽冷凝的冷凝器，其特征在于，在具有冷却水回路的燃气涡轮机联合设备中，所述冷却水回路使得放热回收锅炉中的给水的一部分被导入空气冷却器中并与高温空气进行热交换，将热交换后的给水返回到放热回收锅炉中，在这样的燃气涡轮机联合设备中，配有：将热交换后的给水导入冷凝器的分支回路，调整流过该分支回路的给水量的调节阀。

这里，导入空气冷却器的给水可以是放热回收锅炉中任何行程中的给水，由于必须是液相的，所以在蒸发器上游的行程中的给水例如是通过废气节热器之前的给水(废气节热器的入口给水)或通过废气节热器之后但在通过蒸发器之前的给水(废气节热器的出口给水)等。另外，在多个废气节热器配置有多级的情况下，也可以是这些废气节热器之间的给水。

采用这种结构的如方案1所述的燃气涡轮机联合设备，在当蒸汽涡轮机起动时和切断负荷时等冷却水回路的一次侧和二次侧之间的压力差减小的情况下，通过增大设置在经过大致呈真空状态的冷却器的分支回路中的调节阀的开度，导入空气冷却器的给水(冷却水)经过分支回路流入冷凝器，从而可以充分确保流过空气冷凝器的给水量，可防止对高温空气的冷却不充分。另一方面，在蒸汽涡轮机正常运转时，通过缩小调节阀的开度(也可以完全关闭)，导入空气冷却器的给水的多余部分(在完全关闭调节阀的情况下，为全部给水)经过冷却回路的二次侧返回到放热回收锅炉中，而通过返回到比冷却回路的一次侧温度更高的行程中(例如，废气节热阀出口)，可以比现有技术热效率更高地对给水进行循环。