[发明专利]联合循环发电设备

说明书

技术领域

本发明公开的主题涉及联合循环发电设备，更确切地说，涉及联合循环发电设备的热回收蒸汽发电机(heat recovery steam generator，简写为HRSG)。

背景技术

在联合循环发电设备中，燃气涡轮发动机通过燃烧燃料和空气的混合物来产生功率并发电。燃烧产生的热能发送到热回收蒸汽发电机(HRSG)，并由该热回收蒸汽发电机将热能转化为蒸汽。然后蒸汽作用于蒸汽涡轮发动机，以在其中产生额外的电力和电。

当联合循环发电设备用于现场时，经常运行几个时间段，在这几个时间段中对它们所供应的输电网的电力需求预期达到最大。这些时间段结束后，发电设备即被关机，关机过程经常需要清扫(purge)HRSG的残余燃料和空气，以使随后的开机能安全进行。这些清扫事件可通过不燃烧即运行燃气涡轮发动机来进行，以将加热后的空气泵入HRSG。清扫事件和其他类似事件，例如强制冷却和燃气涡轮发动机关机事件，可导致HRSG中发生冷凝，从而可能损害HRSG内的各种部件，并且可能导致潜在的过早损坏。

发明内容

根据本发明的一方面，本发明提供一种联合循环发电设备，所述联合循环发电设备包括燃气涡轮发动机，其通过燃烧燃料和空气的混合物来发电；热回收蒸汽发电机(HRSG)，其置于所述燃气涡轮发动机的下游，以从产生蒸汽的所述燃气涡轮发动机接收热能，所述HRSG包括过热组件和锅筒组件(drum element)；以及蒸汽涡轮发动机，其接收所述HRSG中产生的所述蒸汽，且通过所接收的蒸汽发电，所述HRSG进一步包括阀，其以可操作方式设置，以在所述HRSG中存在形成冷凝物的风险时，将所述过热组件与所述锅筒组件隔离开。

进一步的，所述热回收蒸汽发电机由紧靠所述燃气涡轮发动机的高压部分、远离所述燃气涡轮发动机的低压部分以及置于所述高压部分和所述低压部分之间的中间压力部分构成。

进一步的，所述高压部分、所述中间压力部分和所述低压部分中的至少一部分或多部分包括：蒸发器组件，其置于所述锅筒组件上游，以向所述锅筒组件供应饱和状态下的流体；以及套管，通过所述套管，所述流体从所述锅筒组件传送到所述过热组件，所述阀以可操作方式沿所述套管设置。

进一步的，所述的联合循环发电设备包括，控制器，其以可操作方式连接到所述阀，以在所述热回收蒸汽发电机中存在形成冷凝物的风险时，打开和关闭所述阀。

进一步的，所述控制器根据排气的条件测量和/或所述锅筒组件和所述过热组件中的条件测量来确定所述风险存在。进一步的，所述阀在清扫事件期间关闭。

进一步的，所述阀在燃气涡轮发动机强制冷却事件期间关闭。

进一步的，所述阀在燃气涡轮发动机关机事件期间关闭。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种联合循环发电设备，所述联合循环发电设备包括燃气涡轮发动机，其通过燃烧燃料和空气的混合物来发电；热回收蒸汽发电机(HRSG)，其置于所述燃气涡轮发动机的下游，以从产生蒸汽的所述燃气涡轮发动机接收热能，所述HRSG包括过热组件、锅筒组件和阀，所述阀以可操作方式设置，以将所述过热组件与所述锅筒组件隔离开；蒸汽涡轮发动机，其接收所述HRSG中产生的所述蒸汽，且通过所接收的蒸汽发电；以及控制器，其以可操作方式连接到所述阀，以在所述HRSG中存在形成冷凝物的风险时，打开和关闭所述阀。

进一步的，所述热回收蒸汽发电机由紧靠所述燃气涡轮发动机的高压部分、远离所述燃气涡轮发动机的低压部分以及置于所述高压部分和所述低压部分之间的中间压力部分构成。

进一步的，所述高压部分、所述中间压力部分和所述低压部分中的至少一部分或多部分包括：蒸发器组件，其置于所述锅筒组件上游，以向所述锅筒组件供应饱和状态下的流体；以及套管，通过所述套管，所述流体从所述锅筒组件传送到所述过热组件，所述阀以可操作方式沿所述套管设置。

进一步的，所述控制器根据排气的条件测量和/或所述锅筒组件和所述过热组件中的条件测量来确定所述风险存在。

进一步的，所述控制器在清扫事件期间关闭所述阀。

进一步的，所述控制器在燃气涡轮发动机强制冷却事件期间关闭所述阀。

进一步的，所述控制器在燃气涡轮发动机关机事件期间关闭所述阀。