[发明专利]联合循环发电厂及用于操作此联合循环发电厂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电厂。具体而言，本发明涉及用于联合循环发电厂的根据权利要求1的前序部分的水/蒸汽系统。它还涉及用于操作此水/蒸汽系统的根据权利要求13的前序部分的方法。

背景技术

在联合循环发电厂(CCPP)中，通常燃料(诸如天然气)在燃气轮机中焚烧来驱动发电机。来自燃气轮机的烟道气体用于生成蒸汽来驱动汽轮机(ST)，且然后又驱动发电机。汽轮机需要水/蒸汽循环来在其进入汽轮机之前生成蒸汽，且冷却离开汽轮机的蒸汽，直到其冷凝，以便然后再进入循环。根据现有技术的CCPP包括通常导致大约80℃到85℃的燃气轮机烟道气体排气温度的水/蒸汽循环，该温度是来自燃气轮机的烟道气体在来自烟道气体的热在水/蒸汽循环中用于加热冷凝物且由此生成蒸汽之后最终进入排气器或烟囱所具有的温度。

对于蒸汽生成，根据现有技术的CCPP包括通常具有三个蒸发器的余热回收蒸汽发生器(HRSG)，蒸发器可设计为单程型或鼓型。在HRSG的冷端处，冷凝物进入也称为低温(LT)节约器的第一节约器，以便加热。由于冷凝物的温度可能降到低于相应压力下的烟道气体中的水/酸露点的温度，故节约器再循环应用成以便防止水/酸冷凝，且因此避免来自烟道气体的水/酸的冷凝引起的节约器的潜在腐蚀。将由LT节约器加热的冷凝物流由于其由穿过HRSG的三个蒸发器的流的总和限定而受限，蒸发器通常归类为高压(HP)、中压(IP)和低压(LP)蒸发器。

目的在于提高CCPP的总效率的根据现有技术的用于增加从烟道气体的热获取的常规作法是连接附加的基于给水的"热消耗物"。根据现有技术的此基于给水热的"热消耗物"的一个实例为所谓的闪蒸汽系统。在根据现有技术的闪蒸汽系统中，来自LP节约器的水闪蒸到容器中，以便生成蒸汽。剩余的冷凝物再循环至HRSG。生成的饱和蒸汽然后注入LP ST的相应喷射端口中。

例如，WO2013/139884 A2涉及一种联合循环发电厂，其包括燃气轮机设备、由燃气轮机设备的热废气加热的余热回收蒸汽发生器，以及由产生的蒸汽驱动的汽轮机设备，以及布置在余热回收蒸汽发生器下游的废气净化设备，其中废气中的二氧化碳可由吸收器流体吸收，吸收器流体随后在再生区段中在升高温度下再生，同时放出二氧化碳来供应至储存器，由此再生区段具有加热器来用于保持所需的升高温度来用于再生，加热器利用来自余热回收蒸汽发生器或来自汽轮机设备的蒸汽操作，由此蒸汽冷凝且所得的热冷凝物可供应至闪蒸锅炉，在该处，其在低温下立即至少部分地蒸发，且由此该蒸汽可根据蒸汽压力供应至汽轮机设备的适合的级。

根据EP 2 937 528 A1，CCPP包括燃气轮机、HRSG、汽轮机闪蒸箱，以及第一供应管线和第二供应管线。燃气轮机、HRSG和汽轮机互连来生成电力。燃气轮机可包括空气预热系统，以预热燃气轮机中供应的空气，以允许加快其中的燃烧。闪蒸箱流体地连接在HRSG的冷端处，以从冷端获得废热水。此外，第一供应管线构造成使闪蒸箱和汽轮机互连来将闪蒸汽供应至汽轮机。此外，第二供应管线构造成使闪蒸箱和空气预热系统互连来将热闪蒸冷凝物供应至其。

根据现有技术的闪蒸汽系统具有的缺点在于它们需要相对高的再循环流，这是有问题的，因为其需要增大节约器的尺寸。此外，已知的系统具有的缺点在于，它们具有针对水再循环泵的相对高的辅助功率需求。相对高的辅助功率需求减小了CCPP的总体效率的期望的提高。

发明内容

鉴于现有技术水平的以上缺点，本发明的目的在于提供一种用于CCPP的水/蒸汽系统，其允许提高CCPP的总体效率，同时至少部分地避免关于节约器尺寸和水再循环泵的功率消耗的提到的缺陷。本发明的另一个目的在于提供一种用于操作CCPP的水/蒸汽系统的方法。

这些和其它目的由根据权利要求1的水/蒸汽系统、根据权利要求12的联合循环发电厂和根据权利要求13的操作方法来达成。

用于联合循环发电厂的根据本发明的水/蒸汽系统包括余热回收蒸汽发生器，其提供用于从燃气轮机排出的烟道气流获取热的烟道气流路径。余热回收蒸汽发生器具有低压区段，其包括沿烟道气流路径布置的低压蒸发器，以用于在低压输入水平下生成低压蒸汽来用于低压汽轮机的主蒸汽输入。低压区段还包括亚低压蒸发器，以用于在低于低压水平的亚低压水平下生成亚低压蒸汽。

根据本发明的联合循环发电厂包括创造性的水/蒸汽系统。