[发明专利]燃气轮机压水堆蒸汽轮机联合循环系统

摘要

本发明燃气轮机压水堆蒸汽轮机联合循环系统涉及一种大容量的节能、低碳、清洁能源系统；用重型燃气轮机与压水堆蒸汽轮机组成联合循环系统，利用燃气轮机尾气的热量将二回路主蒸汽温度由272.8℃向上提升，随压水堆产汽量的不同和重型燃气轮机投入的台数及负荷的不同，二回路主蒸汽温度在272.8℃至630℃之间滑温运行；燃气轮机压水堆蒸汽轮机联合循环系统的热效率明显高于压水堆蒸汽轮机的热效率；就燃气增发的电量而言，燃气轮机压水堆蒸汽轮机联合循环系统的热效率也明显高于现有技术的燃气‑蒸汽联合循环。

主权项

1.一种燃气轮机压水堆蒸汽轮机联合循环系统，其特征在于：包括蒸汽轮机高压缸(1)、汽水分离再热器(2)、蒸汽轮机低压缸(3)、主汽再热关断阀(4)、凝汽器(5)、1号高压加热器(6)、二回路主给水泵(7)、除氧器(8)、3号低压加热器(9)、4号低压加热器(10)、5号低压加热器(11)、6号低压加热器(12)、凝结水泵(13)、余热锅炉过热器(14)、余热锅炉高压省煤器(15)、余热锅炉低压省煤器(16)、蒸汽发生器(17)、压水堆(18)、一回路主给水泵(19)、燃气轮机(20)、汽水分离再热器旁路阀(21)、1段抽汽再热关断阀(22)、DCS分布式控制系统；压水堆(18)中核燃料棒产生的热量经循环的一回路压力水在蒸汽发生器(17)中产生二回路饱和蒸汽；蒸汽发生器(17)的饱和蒸汽出口与余热锅炉过热器(14)的蒸汽进口相连接；余热锅炉过热器(14)的蒸汽出口经主汽门、调速汽门与蒸汽轮机高压缸(1)的进口相连接；余热锅炉过热器(14)的蒸汽出口经主汽再热关断阀(4)与汽水分离再热器(2)的主蒸汽进口相连接；蒸汽轮机高压缸的1段抽汽出口经1段抽汽再热关断阀(22)与汽水分离再热器(2)的1段抽汽进口相连接；余热锅炉高压省煤器(15)的水侧与1号高压加热器(6)的水侧并联，以分流的方式加热二回路主给水泵(7)出口的高压给水；余热锅炉低压省煤器(16)的水侧与由3号低压加热器(9)、4号低压加热器(10)、5号低压加热器(11)、6号低压加热器(12)串联组成的低压加热器组的水侧并联，以分流的方式加热凝结水泵(13)出口的凝结水；燃气轮机(20)的透平压气机进口经空气滤网组吸入空气，压缩后的空气在燃气轮机(20)的低氮燃烧系统内与天然气混合并充分燃烧，高温高压燃气在燃气轮机(20)的燃气涡轮组中做功驱动燃气轮机侧的发电机；燃气轮机(20)的燃气涡轮组出口的燃气轮机尾气，经烟道进入包括余热锅炉过热器(14)、余热锅炉高压省煤器(15)、余热锅炉低压省煤器(16)的燃气轮机余热锅炉的烟侧入口；燃气轮机余热锅炉的烟侧出口与烟囱连接或者以烟塔合一的方式由冷却塔排烟；重型燃气轮机与压水堆蒸汽轮机组成联合循环系统，利用燃气轮机尾气的热量将二回路主蒸汽温度由272.8℃向上提升，随压水堆产汽量的不同和重型燃气轮机投入的台数、负荷的不同，二回路主蒸汽温度在272.8℃至630℃之间滑温运行；DCS分布式控制系统协调控制压水堆(18)、燃气轮机(20)、汽水分离再热器(2)、主汽再热关断阀(4)、1段抽汽再热关断阀(22)、汽水分离再热器旁路阀(21)、蒸汽轮机高压缸(1)、蒸汽轮机低压缸(3)随压水堆产汽量的不同和重型燃气轮机投入的台数及负荷的不同，二回路主蒸汽温度在272.8℃至630℃之间滑温运行；蒸汽轮机高压缸(1)为双流、切向进汽，转子转速1500rpm或者1800rpm，其通流能力按最高进汽温度和最高质量流量同时达到进行设计；蒸汽轮机高压缸(1)的转子、高温进汽室、喷嘴、动叶使用的材料满足最高进汽温度下连续运行的要求；蒸汽轮机高压缸(1)的转子、喷嘴、动叶的强度满足最高进汽温度和最高质量流量同时达到时对材料的要求，并有足够的安全裕量；蒸汽轮机低压缸(3)按工作背压不同由3台或者4台同轴的双流、切向进汽的低压缸组成；蒸汽轮机低压缸(3)的进汽温度在343.5℃至253.6℃区间内滑温运行；蒸汽轮机低压缸(3)的最大通流能力按进汽温度343.5℃设计；当燃气轮机(20)的负荷降低，蒸汽轮机低压缸(3)的进汽温度降低到接近253.6℃时，打开主汽再热关断阀(4)，关闭汽水分离再热器旁路阀(21)，使蒸汽轮机低压缸(3)的进汽温度不低于253.6℃；当燃气轮机(20)负荷到0，打开1段抽汽再热关断阀(22)；燃气轮机(20)由3台H级燃气轮机组成；3台H级燃气轮机分别驱动各自的发电机；3台H级燃气轮机的燃气涡轮组出口的燃气轮机尾气排入同一台余热锅炉；汽水分离再热器(2)由6台或8台汽水分离再热器组成，即每一根低压缸进汽导汽管配置一台汽水分离再热器；每一台汽水分离再热器配置有相应的主汽再热关断阀、1段抽汽再热关断阀和汽水分离再热器旁路阀；当汽水分离再热器旁路阀打开时汽水分离再热器的进、出口压差不超过15kPa；燃气轮机余热锅炉包括余热锅炉过热器(14)、余热锅炉高压省煤器(15)、余热锅炉低压省煤器(16)；卧式布置；余热锅炉过热器(14)由高温、中温、低温3段过热器受热面组成，与烟气流程呈逆流布置；余热锅炉高压省煤器系统配置有相应的调节阀门组，用于调节余热锅炉高压省煤器(15)的水侧与1号高压加热器(6)的水侧的流量分配；余热锅炉低压省煤器系统配置有相应的调节阀门组，用于调节余热锅炉低压省煤器(16)的水侧与由3号低压加热器(9)、4号低压加热器(10)、5号低压加热器(11)、6号低压加热器(12)串联组成的低压加热器组的水侧的流量分配。