专利名称：并列运行式联合循环电站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电站，特别是一种联合循环发电站。
目前，联合循环电站用来调峰，已被许多电网所接受。现有的普通独立运行的联合循环电站由烟气发生器(如燃气轮机、柴油机或其它任何能放出高温烟气的装置)、余热锅炉、汽轮发电机组及其辅机组成，从烟气发生器排出的热烟气，输入余热锅炉，将烟气的热量转化为蒸汽的热能。其蒸汽循环过程为，给水从余热锅炉的给水加热器进口送入，加热后从其加热器出口进入锅筒进水口，从锅筒出水口用管路接至余热锅炉的蒸发器进口，水汽化后，再用管路从蒸发器出口送至锅筒进汽口，在锅筒内进行汽水分离，分离后的蒸汽从锅筒出汽口引入余热锅炉的过热器进口并在其中继续加热，加热成能满足汽轮机进汽参数条件的过热蒸汽后，再从过热器出口直接引至汽轮机的蒸汽进口，驱动汽轮发电机组，最后从汽轮机的出汽口排出，经过辅机的冷凝、加压、加热和除氧等过程，又回到给水的初始状态。但联合循环电站只能使用价格昂贵的液体燃料和气体燃料，从而使应用范围受到限制。另一方面，它的汽轮机参数受烟气发生器的排气温度的制约，效率不能充分发挥，因此，有必要通过提高汽轮机参数，来实现提高联合循环电站效率，降低运行成本的目的，以便扩大其应用范围。
本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种并列运行式联合循环电站，使热交换过程更趋合理，能生产更多、参数更高的蒸汽，从而效率大大提高，运行成本大大降低。
本发明的技术解决方案一种并列运行式联合循环电站，它包括有烟气发生器GT，余热锅炉HRSG，汽轮发电机组ST及其由冷凝器(1)、除氧器(2)、抽汽加热器(3)、给水泵(4)组成的辅机FT，其特征在于接入至少一个的常规锅炉NB，且它的工质(汽或水)流道与余热锅炉HRSG的工质流道连通连接，使得余热锅炉HRSG中的部分蒸汽生产过程转入常规锅炉NB中进行，并使这些流经余热锅炉HRSG又被转入常规锅炉NB中加热的工质获得的蒸汽参数比仅用余热锅炉HRSG加热所能得到的更高。
本发明将联合循环电站的蒸汽热力系统与常规蒸汽电站的蒸汽热力系统有机地连为一体，让它们并列运行，从而使在两系统锅炉内的热交换过程更趋合理，能生产更多、参数更高的蒸汽。
图1是本发明的余热锅炉和常规锅炉(即常规蒸汽电站锅炉)全工质流道相连的结构示意图；图2是本发明的余热锅炉和常规锅炉部分工质流道相连的结构示意图。
本发明中，余热锅炉HRSG的蒸汽出口可与常规锅炉NB的过热器进口连接，NB的过热器出口与汽轮发电机组ST的蒸汽入口连接，使得供给ST一部分蒸汽的生产过程是经HRSG又转入NB加热才完成的，构成HRSG和NB的全工质流道相连系统。图1是这种接法的一种例子。如图1，余热锅炉HRSG和常规锅炉NB共用一个锅筒(5)，NB的蒸发器(6)进出口与锅筒(5)的出水口和进汽口连接，NB的省煤器(7)的出口与锅筒(5)的进水口连接，NB的过热器(8)由其前段和后段组成，其前段进口与锅筒(5)的出汽口连接，其前段出口与HRSG的过热器(9)的出口都与NB的过热器(8)后段进口连接，其后段出口与汽轮发电机组ST的蒸汽入口连接，NB的省煤器(7)的进口与ST的辅机FT中抽汽加热器(3)的出水口连接。其工作原理如下，余热锅炉HRSG的进水管接HRSG的给水加热器(11)进口，在给水加热器(11)内加热升温，它的出口接锅筒(5)的进水口，锅筒(5)的出水口接HRSG的蒸发器(10)的进水口，水在蒸发器(10)中汽化，蒸发器(10)的出汽口接锅筒(5)进汽口，在锅筒(5)内分离汽水，锅筒(5)的出汽口接HRSG的过热器(9)的进汽口，过热器(9)中的蒸汽被加热成过热蒸汽，过热器(9)的出汽口接常规锅炉NB的过热器(8)的进口，利用常规锅炉中的比余热锅炉烟气温度高得多的火焰和高温烟气来加热从HRSG的过热器(9)出来的蒸汽，使通过NB加热的蒸汽比仅用HRSG加热的蒸汽参数更高，NB的过热器(8)的出口接汽轮发电机组ST的蒸汽入口，由于其出口的蒸汽比HRSG过热器(9)出口的蒸汽参数高，故ST的效率也就比独立运行时更高。NB的空气预热器(12)用来预热炉膛进风，NB的进水管接NB省煤器(7)的进水口，水在省煤器(7)中加热升温，省煤器(7)的出水口接锅筒(5)的进水口，锅筒(5)有出水口接NB蒸发(6)的进水口，水在蒸发器(6)中汽化成蒸汽，蒸发器(6)的出汽口接锅筒(5)的进汽口，在锅筒(5)内分离汽水，锅筒(5)的出汽口接NB的过热器(8)进口，蒸汽经过热器(8)前段过热并汇同从HRSG的过热器(9)流入NB过热器(8)后段加热的蒸汽，从NB过热器(8)的出口送至ST的蒸汽入口，驱动汽轮发电机组ST。ST出口的蒸汽经其辅机FT的冷凝、加压、加热和除氧后，分成两路，一路经阀门(13)送至HRSG的给水加热器(11)的进水口，另一路送到NB的省煤器(7)的进水口，从而构成并列运行的联合循环电站。
本发明的余热锅炉HRSG和常规锅炉NB的蒸汽流道还可通过下述结构实现，当余热锅炉HRSG取消了过热器(9)后，则将HRSG的蒸发器(10)出口通过锅筒(5)与常规锅炉NB的过热器(8)进口连接，过热器(8)出口与汽轮发电机组ST的进汽口连接。这样HRSG的蒸发器(10)产生的蒸汽汇同NB蒸发器(6)产生的蒸汽，在锅筒(5)中分离汽水，分离出来的蒸汽由锅筒(5)的出汽口引至NB的过热器(8)的进口，最后从过热器(8)的出口供ST工作。
本发明中，余热锅炉HRSG和常规锅炉NB也可通过部分工质流道连接为一体，可从HRSG的给水加热器(11)上另引一给水出口与NB的蒸发器(6)入口连接，此时HRSG的过热器(9)的出口和NB的过热器(8)出口同与汽轮发电机组ST的蒸汽入口连接，供给ST的一部分蒸汽是经HRSG又转入NB加热而来的。图2是这种接法的一种实施例。如图2，HRSG和NB可共用一个锅筒(5)，HRSG的给水加热器(11)出口通过锅筒(5)另引一路与NB的蒸发器(6)入口连接，也可将HRSG的蒸发器(10)出口通过锅筒(5)另引一路与NB过热器(8)的进口连接，同时HRSG的过热器(9)的出口与NB的过热器(8)的出口一同与汽轮发电机组ST的蒸汽入口连接，NB的省煤器(7)的进出口分别与ST辅机FT中抽汽加热器(3)出水口和锅筒(5)的进水口连接。构成HRSG和NB的部分工质流道相连系统。所示的电站在烟气发生器GT的排烟温度较汽轮机ST初温高，但烟气在高温段热量有限的情况下较适用。这是因为较高的烟气温度虽然能把部分给水汽化，过热到汽轮机ST的入口参数要求，但仍有部分给水由于烟气的高温段热量有限，而无法达到直接进入汽轮机ST的要求，故利用锅筒(5)将HRSG给水加热器(11)提供的部分给水转入NB的蒸发器(6)内进行汽化，蒸发器(6)汽化的蒸汽再通过NB过热器(8)过热后送到汽轮发电机组ST。或者也可将HRSG的蒸发器(10)产出的部分蒸汽通过锅筒(5)转入NB的过热器(8)中过热，来完成其余部分给水汽化后的过热过程。
在独立运行的联合循环电站和独立运行的常规蒸汽电站中，为提高蒸汽参数，设有再热蒸汽系统。在独立运行时，HRSG和NB仅再热由它们本身生产的经汽轮机做一部分功后的蒸汽。而并列运行式联合循环电站，可将汽轮机接至HRSG和NB的再热蒸汽管道中的蒸汽重新分配，使进HRSG的比独立运行时少，而进NB的比独立运行时多，从而达到将HRSG中部分蒸汽生产过程转入NB中进行的目的。
图1和图2所示的电站都采用了共用锅筒(5)的形式，其优点是对于常规蒸汽电站连续运行，而联合循环电站调峰运行的情况，具有加快调峰电站起动速度的作用。因为连续运行的常规蒸汽电站能保证锅筒(5)始终为热态，而热态的锅筒(5)在联合循环电站余热锅炉HRSG升温时，不会产生额外的热应力，从而加快了整个调峰电站的起动速度。在实际应用中，也可根据具体情况并接两个或两个以上锅筒(5)，其各连接口均对应相同，以增加锅筒容量。或者象独立运行时那样，余热锅炉HRSG和常规锅炉NB各采用自己的锅筒，以确保锅筒有足够的容量。本发明的电站中，也可通过联接管路直接将余热锅炉HRSG和常规锅炉NB的工质通道连为一体，可省去锅筒(5)，这对于无锅筒的直流锅炉较适用。本发明的电站中，余热锅炉HRSG和常规锅炉NB所带动的汽轮发电机组ST可以是一组，也可是两组或多组。
本发明所述的将余热锅炉HRSG中的部分产汽过程转入常规锅炉NB中进行，相当于利用NB的热量对HRSG进行了补燃。汽轮机虽然可利用补燃来提高效率，但补燃本身会影响联合循环电站的效率(如果汽轮机效率和其它条件不变，补燃越多效率越低)为了平衡补燃量，在本发明的并列运行式联合循环电站中，还设计了给水截止阀(13)及有关的管路，利用这条管路向HRSG供应给水，并使HRSG给水加热器(11)的进水量比独立运行时多，而NB省煤器(7)的进水量比独立运行时少，从而将常规蒸汽电站加热给水的部分过程分配到HRSG中进行，作为对从NB中获取热量的一种补偿。这样，一方面可使汽轮机效率提高，另一方面补燃量尽可能地减小，根据具体条件和要求，可以为零值甚至负值(这是独立运行的联合循环电站所无法做到的)。因此，本发明并列运行式联合循环电站比独立运行的联合循环电站和独立运行的常规蒸汽电站的综合效率更高。当常规锅炉NB使用廉价的固体燃料时，补燃量也可设计为正值。这时，虽然并列运行式联合循环电站的效率不会有补燃量为零或负值时那么高，但由于固体燃料的价格远较液体燃料和气体燃料低，因此运行成本仍可大大降低。总之，通过上述的并列运行联合循环电站的经济性可有明显提高。
权利要求
1.一种并列运行式联合循环电站，它包括有烟气发生器GT，余热锅炉HRSG，汽轮发电机组ST及其由冷凝器(1)、除氧器(2)、抽汽加热器(3)、给水泵(4)组成的辅机FT，其特征在于接入至少一个的常规锅炉NB，且它的工质(汽或水)流道与余热锅炉HRSG的工质流道连通连接，使得余热锅炉HRSG中的部分蒸汽生产过程(包括汽化、过热和再热)转入常规锅炉NB中进行，并使这些流经余热锅炉HRSG又被转入常规锅炉NB中加热的工质获得的蒸汽参数比仅用余热锅炉HRSG加热所能得到的更高。
2.按权利要求1所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于可将余热锅炉HRSG的蒸汽出口与常规锅炉NB的过热器进口连接，NB的过热器出口与汽轮发电机组ST的蒸汽入口连接，构成HRSG和NB的全工质流道相连系统。
3.按权利要求2所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于余热锅炉HRSG和常规锅炉NB共同一个锅筒(5)，NB的蒸发器(6)进出口与锅筒(5)的相应接口连通连接，NB的省煤器(7)的出口与锅筒(5)的进水口连接，NB的过热器(B)由其前段和后段组成，其前段出口与HRSG的过热器(9)的出口都与NB的过热器(8)后段进口连接，其后段出口与汽轮发电机组ST的进汽口连接，NB的省煤器(7)的进口与ST的辅机FT中抽汽加热器(3)的出水口连接。
4.按权利要求2所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于可将余热锅炉HRSG的蒸发器(10)出口通过锅筒(5)与常规锅炉NB的过热器(8)进口连接，过热器(8)的出口与汽轮发电机组ST的进汽口连接，省去HRSG的过热器(9)。
5.按权利要求1所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于将余热锅炉HRSG过热器(9)的出口接汽轮发电机组ST的蒸汽进口，同时，又将HRSG的给水加热器(11)出口通过锅筒(5)与常规锅炉NB的蒸发器(6)入口接通，使流经加热器(11)的部分给水转入常规锅炉NB中加热，构成HRSG和NB的部分工质流道相连系统。
6.按权利要求1所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于将余热锅炉HRSG过热器(9)的出口接汽轮发电机组ST的蒸汽进口，同时，又将余热锅炉HRSG的蒸发器(10)的出口通过锅筒(5)与常规锅炉NB的过热器(8)进口接通，使流经余热锅炉的部分蒸汽转入常规锅炉NB中加热，亦构成HRSG和NB的部分工质流道相连系统。
7.按权利要求1所述，对于再热型并列运行式联合运行电站，可将再热蒸汽管路中的蒸汽重新分配，使进入余热锅炉HRSG的蒸汽比独立运行时少，而进入常规锅炉NB的蒸汽比独立运行时多，从而达到将HRSG中的部分蒸汽生产过程转入NB中进行的目的。
8.按权利要求3、5或6所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于锅筒(5)可以共用一个，也可并接两个或两个以上锅筒，其各连接口均对应相同，以增加锅筒容量。
9.按权利要求1所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于余热锅炉HRSG和常规锅炉NB的工质通道也可通过联接管道直接连通。
10.按权利要求1所述的并列运行式联合循环电站，其特征在于余热锅炉HRSG和常规锅炉NB所带动的汽轮发电机组ST可以是一组，也可是两组或多组。
全文摘要
本发明涉及一种联合循环发电站，其特点是至少接入一个常规锅炉，且它的工质流道与余热锅炉的工质流道连接，使得余热锅炉中的部分蒸汽生产过程转入常规锅炉中进行，并使这些流经余热锅炉又被转入常规锅炉中加热的工质获得的蒸汽参数比仅用余热锅炉加热所得到的更高。可使并列运行式联合循环电站的效率比独立运行的联合循环电站和常规蒸汽电站的综合效率更高，运行成本更低。
文档编号F22B35/00GK1125306SQ95110919
公开日1996年6月26日 申请日期1995年1月26日 优先权日1994年12月9日
发明者俞平 申请人:俞平