燃气涡轮机用燃料的预热装置、具有该预热装置的燃气涡轮机设备、以及燃气涡轮机用燃...的制作方法_4

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回收管线61b分支的位置更靠近废热回收装置100的冷凝器123侧的位置,设有回收水调节阀62。辅助分支蒸汽管线65b从分支蒸汽管线65开始分支,并且连接至辅助蒸汽产生装置200的蒸汽回收管线212。该辅助分支蒸汽管线65b上设有辅助回收蒸汽调节阀66b,该辅助回收蒸汽调节阀66b调节流动于此的蒸汽的流量。此外,在分支蒸汽管线65中较辅助分支蒸汽管线65b分支的位置更靠近废热回收装置100的中压蒸汽涡轮机121b侧的位置,设有回收蒸汽调节阀66,该回收蒸汽调节阀66调节流动于此的蒸汽的流量。
[0104]本实施方式的燃料预热装置50b的各调节阀56、56b、58、62、62b、66、66b都相应来自控制装置90的指示进行开闭动作。
[0105]接着,说明以上说明的本实施方式的燃气涡轮机设备的动作。
[0106]本实施方式中,燃气涡轮机10和废热回收装置100也与第一实施方式同样地动作。
[0107]此外,本实施方式中,燃气涡轮机10和废热回收装置100进行稳态运转时,燃料预热装置50b也与第一实施方式同样地动作。也就是说,本实施方式的燃料预热装置50b如下动作。
[0108]驱动高压蒸汽涡轮机121c后的高压蒸汽HS的一部分作为冷却蒸汽CS,经由高压蒸汽回收管线139和冷却蒸汽管线55送至燃烧器21,来自废热回收装置100的中压过热器114b的蒸汽的一部分作为冷却蒸汽CS,经由中压蒸汽管线133和冷却蒸汽管线55送至燃烧器21。此时,可通过设置在冷却蒸汽管线55上的冷却蒸汽调节阀56,调节供给至燃烧器21的冷却蒸汽CS的流量。此外,此时辅助冷却蒸汽调节阀56b为全闭状态。
[0109]来自冷却蒸汽管线55的冷却蒸汽CS通过与燃烧器21的燃烧筒23的热交换来冷却该燃烧筒23。另一方面,该冷却蒸汽CS过热后,成为过热蒸汽SS。
[0110]该过热蒸汽SS经由过热蒸汽管线57,流入预热器51的壳体52内。此时,通过设置在过热蒸汽管线57上的过热蒸汽调节阀58,调节流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS的流量。来自燃烧器21的过热蒸汽SS中未流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS经由分支蒸汽管线65和再热蒸汽管线136,供给至中压蒸汽涡轮机121b。此外,此时回收蒸汽调节阀66为全开状态,辅助回收蒸汽调节阀66b为全闭状态。
[0111]流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS与流动在预热器51的管53内的燃料F进行热交换,加热燃料F。该燃料F经由燃料管线29供给至燃烧器21。另一方面,过热蒸汽SS通过与燃料F的热交换而冷却,并冷凝成水。该水经由水回收管线61,返回至废热回收装置100的冷凝器123或供水管线131。此时,回收水调节阀62为全开状态,辅助回收水调节阀62b为全闭状态。
[0112]此外,本实施方式中,在燃气涡轮机10的启动阶段等即废热回收装置100未稳态运转时,燃料预热装置50b与第二实施方式同样地动作。也就是说,本实施方式的燃料预热装置50b如下动作。
[0113]通过辅助蒸汽产生装置200的辅助锅炉201产生的蒸汽的一部分作为冷却蒸汽CS,经由辅助蒸汽管线211、辅助冷却蒸汽管线55b以及冷却蒸汽管线55,送至燃烧器21。此时,通过辅助冷却蒸汽调节阀56b,可调节供给至燃烧器21的冷却蒸汽CS的流量。此外,此时冷却蒸汽调节阀56为全闭状态。
[0114]来自辅助蒸汽管线211、辅助冷却蒸汽管线55b以及冷却蒸汽管线55的冷却蒸汽CS与燃烧器21的燃烧筒23进行热交换,冷却燃烧筒23。另一方面,该冷却蒸汽CS过热后,成为过热蒸汽SS。
[0115]该过热蒸汽SS经由过热蒸汽管线57,流入预热器51的壳体52内。此时,通过设置在过热蒸汽管线57上的过热蒸汽调节阀58,调节流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS的流量。来自燃烧器21的过热蒸汽SS中未流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS经由分支蒸汽管线65、辅助分支蒸汽管线65b以及辅助蒸汽产生装置200的蒸汽回收管线212,供给至辅助蒸汽产生装置200的冷凝器202。此时,辅助回收蒸汽调节阀66b为全开状态,回收蒸汽调节阀66为全闭状态。
[0116]流入预热器51的壳体52内的过热蒸汽SS与流动在预热器51的管53内的燃料F进行热交换,加热燃料F。该燃料F经由燃料管线29供给至燃烧器21。另一方面,过热蒸汽SS通过与燃料F的热交换而冷却,并冷凝成水。该水经由水回收管线61和辅助水回收管线61b,返回至辅助蒸汽产生装置200的冷凝器202或脱气罐203。此时,辅助回收水调节阀62b为全开状态,回收水调节阀62为全闭状态。
[0117]以上,本实施方式中,燃气涡轮机10和废热回收装置100稳态运转时,能够使用来自该废热回收装置100的蒸汽冷却燃烧器21并对燃料F进行预热,在燃气涡轮机10的启动阶段等即废热回收装置100未稳态运转时,能够使用来自辅助蒸汽产生装置200的蒸汽,冷却燃烧器21并对燃料F进行预热。而且,本实施方式中,不论是在燃气涡轮机10和废热回收装置100稳态运转时,还是在燃气涡轮机10的启动阶段等即废热回收装置100未稳态运转时,都能够提高燃气涡轮机设备整体的热效率。
[0118]“燃料预热装置的第一改进例”
[0119]接着,参照图5,说明以上各实施方式的燃料预热装置的第一改进例。
[0120]本改进例的燃料预热装置50c具有两台预热器51a、51b、冷却蒸汽管线55、过热蒸汽管线57、水回收管线61、以及从过热蒸汽管线57开始分支的分支蒸汽管线65。也就是说,除了具有两台预热器51a、51b以外,本改进例的燃料预热装置50c基本上与以上实施方式的燃料预热装置相同。两台预热器51a、51b串联设置在燃料管线29上。这两台预热器51a,51b中,设置在燃料管线29的上游侧的预热器51a形成第一预热器51a,设置在燃料管线29的下游侧的预热器51b形成第二预热器51b。
[0121]本改进例的冷却蒸汽管线55从蒸汽供给系统70开始分支。该蒸汽供给系统70是第一和第三实施方式中的废热回收装置100的中压蒸汽管线133,或者是第二和第三实施方式中的辅助蒸汽产生装置200的辅助蒸汽管线211。与以上各实施方式相同,该冷却蒸汽管线55连接至燃烧器21的燃烧筒23。此外,该冷却蒸汽管线55上还设有冷却蒸汽调节阀56。
[0122]连接至燃烧器21的燃烧筒23上的过热蒸汽管线57在中途分支为两个,其中一个形成第一过热蒸汽管线57a,并连接至第一预热器51a的壳体52,另一个形成第二过热蒸汽管线57b,并连接至第二预热器51b的壳体52。第一过热蒸汽管线57a上设有第一过热蒸汽调节阀58a,该第一过热蒸汽调节阀58a调节通过此处的过热蒸汽SS的流量,在第二过热蒸汽管线57b上设有第二过热蒸汽调节阀58b,该第二过热蒸汽调节阀58b调节通过此处的过热蒸汽SS的流量。
[0123]在第一预热器51a的壳体52和第二预热器51b的壳体52上分别连接着水回收管线61。各水回收管线61都连接至冷凝/供水系统71。该冷凝/供水系统71是第一和第三实施方式中的废热回收装置100的冷凝器123或供水管线131,或者是第二和第三实施方式中的辅助蒸汽产生装置200的冷凝器202或脱气罐03。
[0124]从过热蒸汽管线57开始分支的分支蒸汽管线65连接至蒸汽回收系统72。该蒸汽回收系统72是第一和第三实施方式中的废热回收装置100的再热蒸汽管线136,或者是第二和第三实施方式中的辅助蒸汽产生装置200的蒸汽回收管线212。
[0125]本实施方式中,来自蒸汽供给系统70的蒸汽也作为冷却蒸汽CS,经由冷却蒸汽管线55送至燃烧器21。来自冷却蒸汽管线55的冷却蒸汽CS通过与燃烧器21的燃烧筒23的热交换来冷却该燃烧筒23。另一方面,该冷却蒸汽CS过热后,成为过热蒸汽SS。
[0126]该过热蒸汽SS在经由第一过热蒸汽管线57a流入第一预热器51a的壳体52内的同时,经由第二过热蒸汽管线57b流入第二预热器51b的壳体52内。此时,可通过第一过热蒸汽调节阀58a调节流入第一预热器51a的壳体52内的过热蒸汽SS的流量,并通过第二过热蒸汽调节阀58b调节流入第二预热器51b的壳体52内的过热蒸汽SS的流量。来自燃烧器21的过热蒸汽SS中未流入第一预热器51a的壳体52内和第二预热器51b的壳体52内的过热蒸汽SS经由分支蒸汽管线65,送至蒸汽回收系统72。
[0127]流入第一预热器51a的壳体52内的过热蒸汽SS将加热燃料F。该燃料F经由燃料管线29送至第二预热器51b。此外,流入第二预热器51b的壳体52内的过热蒸汽SS会进一步加热经过第一预热器51a加热的燃料F。该燃料F经由燃料管线29供给至燃烧器21。另一方面,过热蒸汽SS通过与各预热器51a、51b中的燃料F的热交换而冷却,并冷凝成水。该水经由水回收管线61送至冷凝/供水系统71。
[0128]以上,本改进例中,以两个阶段加热燃料F,因此与以上实施方式相比,能够将温度更高的燃料F供给至燃烧器21,并能够提高燃烧器21中的燃料F的燃烧效率。
[0129]“燃料预热装置的第二改进例”
[0130]接着,参照图6,说明以上各实施方式的燃料预热装置的第二改进例。
[0131 ] 与第一改进例相同,本改进例的燃料预热装置50d也具有两台预热器51d、51b、冷却蒸汽管线55、过热蒸汽管线57、水回收管线61、以及从过热蒸汽管线57开始分支的分支蒸汽管线65。并且,本改进例也与第一改进例相同,两台预热器51d、51b串联设置在燃料管线29中。这两台预热器51d、51b中,设置在燃料管线29的上游侧的预热器51d形成第一预热器(前段预热器)51d,设置在燃料管线29的下游侧的预热器51b形成第二预热器(后段预热器)51b。
[0132]与第一改进例相同,本改进例的冷却蒸汽管线55也从蒸汽供给系统70开始分支,并连接至燃烧器21的燃烧筒23。此外,该冷却蒸汽管线55上也设有冷却蒸汽调节阀56。该冷却蒸汽管线55在较冷却蒸汽调节阀56的位置更靠近蒸汽供给系统70侧的位置开始分支,该分支的管线形成第一预热器用蒸汽管线(前段蒸汽管线)68。该第一预热器用蒸汽管线68连接至第一预热器51d的壳体52。该第一预热器用蒸汽管线68上设有第一预热器用蒸汽调节阀69。
[0133]连接至燃烧器21的燃烧筒23上的过热蒸汽管线57与第二预热器51b的壳体52相连接。该过热蒸汽管线57上也设有过热蒸汽调节阀58,该过热蒸汽调节阀58调节通过此处的过热蒸汽SS的流量。
[0134]与第一改进例相同,第一预热器51d的壳体52和第二预热器51b的壳体52上分别连接着水回收管线61。各水回收管线61都连接至冷凝/供水系统71。此外,与第一改进例相同,从过热蒸汽管线57开始分支的分支蒸汽管线65也连接至蒸汽回收系统72。
[0135]本改进例中,来自蒸汽供给系统70的蒸汽的一部分经由第一预热器用蒸汽管线68流入第一预热器51d的壳体52内。此时,通过第一预热器用蒸汽调节阀69,调节流入第一预热器51d的壳体52内的蒸汽的流量。流入第一预热
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