专利名称：产生饱和蒸汽的具有至少一个汽轮机组的系统的改装方法及根据该方法改装的电厂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将一个产生饱和蒸汽的具有至少一个汽轮机组的系统改装成一个为高新蒸汽参数设计的电厂的方法及根据该方法改装的电厂。
对于一个核电厂的建设，投入运用及运行需要有在各时间阶段中待官方授予的各种批准。出于多种原因，尤其是政治局势的变化，可能会出现对于一个全面完工的核电厂不能授予运行的批准，或是一个已经被授予的运行批准又被收回。此外还谕知，政府将促使从核电厂技术中的撤回。其后果是涉及未被动用的水/蒸汽回路，电设备，建筑物，水冷却设备等的投资破产。
通用设备部分被继续利用的一种可能性在于将核电厂改装成一个组合电厂。
在一个产生饱和蒸汽的具有汽轮机组的系统的改装过程中将要作出努力，使其改装成具有较高蒸汽参数及具有为较高蒸汽参数设计的汽轮机组的电厂，以便由此提高包括饱和蒸汽产生系统及汽轮机组在内的整个电厂的效率。
本发明的任务在于创立一种改装一个产生饱和蒸汽的具有至少一个汽轮机组的系统的方法，该汽轮机组具有一个饱和蒸汽中压汽轮机，根据该方法可使尽可能多的原始设备技术部分得以继续利用。
随着此改装将有利地得到其功率的提高并同时使整个电厂的效率提高。
本发明尤其可应用于其核设备部分必需停止工作及接着可能被拆卸的核电厂的改装。
根据本发明，该任务将通过第一方法实施例来实现，其中产生饱和蒸汽的系统被至少一个燃气轮机组，至少一个余热锅炉，至少一个前联汽轮机，来代替，至少一个燃气轮机组的至少一个燃气轮机的废气用来在至少一个余热锅炉中产生蒸汽，在至少一个余热锅炉中产生的蒸汽通过一个新蒸汽导管供给至少一个前联汽轮机，及至少一个前联汽轮机的废蒸汽用于供给至少一个汽轮机组，最好供给该汽轮机组的饱和蒸汽中压汽轮机。根据一个优选实施例，至少一个前联汽轮机的废蒸汽状态实质上相应于在现有汽轮机组的入口处的现有蒸汽参数。在该第一实施例中整个汽轮机组保持其现有状态。
在第二方法实施例中，这样地改变至少一个余热锅炉及至少一个前联汽轮机的设计，即在前联汽轮机及饱和蒸汽中压汽轮机之间的蒸汽参数在对于饱和蒸汽中压汽轮机允许的范围内向更高温度及更低压力方向这样地移动，以致在饱和蒸汽中压汽轮机出口处的最后膨胀点被转换到低蒸汽湿度，及可能的话转换到过热范围内，由此使分离器被去掉及可能时使饱和蒸汽中压汽轮机及低压汽轮机之间的中间过热器被去掉。
在第三方法实施例中，进行用各一个具有中间过热器的余热锅炉的替代，其中每个汽轮机组的饱和蒸汽中压汽轮机被至少一个对于较高蒸汽参数设计的新中压汽轮机代替，至少一个前联汽轮机的废蒸汽用于供给至少一个余热锅炉的中间过热器，该蒸汽被中间过热，及该被中间过热的蒸汽用于供给至少一个新中压汽轮机。最好该新中压汽轮机被这样设计，即其废蒸汽的参数至少近似等于原始汽轮机组的低压汽轮机入口处的蒸汽参数，以使得分离器可被去掉及可能时使新中压汽轮机及低压汽轮机之间的中间过热器被去掉。
根据用于实施该方法的设备的第一构型改装的、原始包括至少一个产生饱和蒸汽的系统及至少一个具有一个饱和蒸汽中压汽轮机的汽轮机组，一个分离器，一个用饱和蒸汽工作的中间过热器及一个低压汽轮机的发电厂，其特征在于用至少一个燃气轮机组，至少一个余热锅炉，至少一个前联汽轮机来代替原始产生饱和蒸汽的系统；及至少部分地保留至少一个原始发电厂的汽轮机组。
根据实施该方法的设备的第二构型，至少一个余热锅炉及至少一个前联汽轮机被这样地设计，即在前联汽轮机及饱和蒸汽中压汽轮机之间的蒸汽参数处在对于饱和蒸汽中压汽轮机允许的高温度及低压力的范围内，以致在饱和蒸汽中压汽轮机出口处的最后膨胀点处于比原始发电厂中更低的蒸汽湿度范围内。因此可去掉原始发电厂的分离器。另一实施例考虑这样确定的参数范围，即在饱和蒸汽中压汽轮机的出口处的膨胀端点处于过热蒸汽的范围中，因此也可去掉过热器。
根据实施该方法的设备的第三构型，其特征在于用至少一个燃气轮机组，至少一个具有中间过热器的余热锅炉，至少一个前联汽轮机及至少一个中压汽轮机来代替原始产生饱和蒸汽的系统及饱和蒸汽中压汽轮机，其中这样设计中间过热器出口处的蒸汽参数，即在改装的发电厂中保留一个汽轮机组，它具有一个与中间过热器出口处的蒸汽参数适配的新中压汽轮机及未保留分离器及中间过热器。根据本发明的发电厂的有利构型被包括在其它的从属权利要求中。
本发明的优点实质上在于，尤其使一个核电厂在尽可能保留传统设备技术的情况下用最低投资改造成一个组合发电厂并可得到这样的发电厂，即它具有比原始核发电厂更大的功率及效率。
在附图中表示了本发明的各个实施例。这些附图仅表示理解本发明的基本单元。
图1概要地表示一个核电厂的水/蒸汽回路。
图2概要地表示被改造的电厂的第一方案，其中保留具有分离器及用流动蒸汽中间过热的汽轮机组(单轴设备)，图3概要地表示被改造的电厂的第一方案，其中保留具有分离器及用流动蒸汽中间过热的汽轮机组(多轴设备)，图4概要地表示被改造的电厂的第二方案，其中保留了汽轮机组，但其中对参数适配并可能去掉分离器，图5概要地表示被改造的电厂的第三方案，其中为代替饱和蒸汽中压汽轮机在余热锅炉中实现中间过热去掉分离器及用流动蒸汽的中间过热，图6表示具有三个燃气轮机组及所属余热锅炉，作为单轴设备的相应前联汽轮机，中压蒸汽总管及一个汽轮机组的实施例，图7表示具有三个燃气轮机组及所属余热锅炉，作为单轴设备的相应前联汽轮机，中压蒸汽总管及多个汽轮机组的实施例，图8表示具有包括前联汽轮机的多轴设备，一个中压蒸汽总管及一个汽轮机组的实施例，图9表示具有包括前联汽轮机的多轴设备，一个中压蒸汽总管及多个汽轮机组的实施例，图10表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉和单个前联汽轮机，一个高压蒸汽总管及一个汽轮机组的实施例，图11表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉和单个前联汽轮机，一个高压蒸汽总管及多个汽轮机组的实施例，图12表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉和两个前联汽轮机，一个高压蒸汽总管，一个中压蒸汽总管及一个汽轮机组的实施例，图13表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉和两个前联汽轮机，一个高压蒸汽总管，一个中压蒸汽总管及多个汽轮机组的实施例，图14表示具有三个燃气轮机组及所属余热锅炉及中间过热器，作为单轴设备的相应前联汽轮机，一个热的中间过热器蒸汽总管及一个具有一个新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图15表示具有三个燃气轮机组及所属余热锅炉及中间过热器，作为单轴设备的相应前联汽轮机，一个热的中间过热器蒸汽总管及多个具有新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图16表示具有包括前联汽轮机的多轴设备，一个热的中间过热器蒸汽总管及多个具有新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图17表示具有包括前联汽轮机的多轴设备，一个热的中间过热器蒸汽总管及多个具有新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图18表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉，一个高压蒸汽总管，单个前联汽轮机，一个中压蒸汽总管，一个热的中间过热器蒸汽总管及一个具有一个新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图19表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉，一个高压蒸汽总管，单个前联汽轮机，一个中压蒸汽总管，一个热的中间过热器蒸汽总管及多个具有新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，图20表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉，一个高压蒸汽总管，两个前联汽轮机，一个中压蒸汽总管，一个热的中间过热器蒸汽总管及一个具有一个新中压汽轮机的汽轮机组的实施例，及图21表示具有三个燃气轮机组及其余热锅炉，一个高压蒸汽总管，两个前联汽轮机，一个中压蒸汽总管，一个热的中间过热器蒸汽总管及多个具有新中压汽轮机的汽轮机组的实施例。
图1概要地表示作为一个产生饱和蒸汽的具有至少一个汽轮机组的系统例子的一个核电厂的水/蒸汽回路。
在一个核能蒸汽发生系统1中产生出饱和蒸汽，它的主要部分通过蒸汽导管3输送到汽轮机组2的饱和蒸汽中压汽轮机4。产生的饱和蒸汽的另一部分输送给中间过热器7。在图示的实施例中汽轮机组2具有一个饱和蒸汽中压汽轮机4。从该饱和蒸汽中压汽轮机4排出的蒸汽流过输送管5，分离器(湿汽分离器)6及中间过热器7送到低压汽轮机8。蒸汽从核能蒸汽发生系统1通过蒸汽支管9输送到中间过热器7。与锅炉内的中间过热相对立地，这里我们称其为具有流动蒸汽的中间过热。该饱和蒸汽中压汽轮机4及低压汽轮机8通过一个轴驱动发电机10。
出于节能的原因，来自分离器6及中间过热器7的冷凝水被引导到涉及相应蒸汽压力的预热器或下一低压级。这就是说，在目前情况下在中间过热器7中出现的蒸汽冷凝水经过蒸汽冷凝水导管51输送到在核能蒸汽发生系统1前面的最后高压预热器(HD预热器)25及来自分离器6的冷凝水通过冷凝水导管50输送到在供给水容器/除气器21前面的最后低压预热器(ND预热器)17。
低压汽轮机8的废蒸汽通过废蒸汽导管38流到冷凝器11及热井12。
冷凝水从热井12借助冷凝水泵13通过冷凝水导管14被输送到低压预热器15,16,17。低压预热器15,16,17通过抽吸蒸汽导管18,19,20由低压汽轮机8供给蒸汽。
ND预热器的数目及布置被作为说明本发明设备的例子来考虑。如公知的，蒸汽发电厂中的预热可用多种不同方案实施。
ND预热器17在供给水的方向上被供给水容器/除气器21跟随。供给水从后者通过高压供水泵输送到HD预热器23,24,25。从饱和蒸汽中压汽轮机4延伸到供给水容器/除气器21及HD预热器23,24,25的相应抽吸蒸汽导管用标记26,27,28,44表示。
HD预热器的数目及结构也可用不同方案实施。
最终，供给水从最后的HD预热器25通过供水导管55流到核能蒸汽发生系统1。
在图1中预热器的抽吸蒸汽冷凝水级联地排出到供水容器/除气器21或热井12中。当然在该区域中可能有不同的路线变型。
虽然HD预热器如图示地通常级联地排出到供水容器/除气器21中，但在低压预热器列中可能有级联连接及供给泵连接的多种组合。
预热柱的构型-即冷凝水排出管类型及设有去热器和后冷却器-与本发明无关。
尤其在用轻水反应器可实现的蒸气温度范围从260℃到315℃的情况下，最佳蒸气功率过程需要在汽轮机入口处具有饱和蒸汽条件或直到最大30K的轻微蒸汽过热。因此在汽轮机入口处的压力处于45至70巴的范围内。出于技术可行性亦出于经济上的原因，在大多数轻水反应器技术中对由核系统的中间过热不予考虑。为了在低压部分中处理蒸汽，因此仅能在一个分离器6中提供蒸汽干燥，及接着由中间过热器7提供流动蒸汽。
关于汽轮机入口处的参数或关于一个汽轮机的标记，以下所使用的饱和蒸汽的概念应理解为汽轮机入口处的蒸汽状态在约5-8％的小湿度至最大30K的过热范围内。
一个产生饱和蒸汽的系统应理解为-一个饱和蒸汽锅炉，或-一个核能蒸汽产生系统。在此情况下功能原理，结构形式，参数等是无意义的。在核能蒸汽产生系统的情况下它可涉及沸水反应器或具有多个初级循环回路的加压水反应器。
以下所使用的汽轮机组标记2除了现有的饱和蒸汽中压汽轮机4或新的中压汽轮机49外还包括低压汽轮机8及分流器6，中间过热器7及连接导管3,5,9，其中分离器6及中间过热器7不是绝对需要的。
当现在电厂的核能蒸汽产生系统由于开始部分所述理由必须停止工作时，在第一方案中该部分通过至少一个燃气轮机组29,30,31,36，至少一个余热锅炉32及至少一个前联汽轮机37来替代，如在图2中简化地表示的。
燃气轮机组29,30,31,36包括一个压缩机29，一个燃烧室30，一个燃气轮机31及一个发电机36。燃气轮机31的废气在一个余热锅炉32中被用来产生蒸汽。来自余热锅炉32的蒸汽通过新蒸汽导管43被输送到前联汽轮机37。前联汽轮机37的废蒸汽通过废汽导管39输送到具有分离器6及中间过热器7的现有汽轮机组2。
燃气轮机组29,30,31,36的发电机36通过一个离合器与前联汽轮机37相连接，由此形成一个单轴设备35。
现在将这样地选择余热锅炉32的蒸汽参数及前联汽轮机37的实施，即前联汽轮机37的废蒸汽参数相应于现有的饱和蒸汽中压汽轮机4及中间过热器的条件。
因此，在该第一方案中核能蒸汽产生系统1通过由压缩机29，燃烧室30，燃气轮机31及发电机36组成的至少一个燃气轮机组29,30,31,36；至少一个余热锅炉32及至少一个前联汽轮机37来代替。
线路41表示对水/蒸气回路的接口，各种冷凝水及蒸气导管导入该接口及供水导管42从那里返回到余热锅炉32。
在蒸汽电厂的情况下，存在通过再生预热提高供水温度来提高蒸气处理效率的可能性。出于该原因，如图1中所示的核电厂提供了多级再生预热。
在组合电厂的情况下，即当使用燃气轮机的余热在一个余热锅炉中产生蒸汽的情况下，当汽轮机的功率最大时，整个处理的效率最大。这意味着在余热锅炉中废气尽可能深的冷却，这又防止了再生预热。供给水/冷凝水的预热应有利地在余热锅炉中进行。
为了避免余热锅炉冷端的露点腐蚀，应根据譬如燃气轮机燃料的含硫量使供水不能低于一个最小供水温度。此外，需要使泵入余热锅炉的供给水除气。这两者可涉及供给水在低温范围上的有限预热。在具体情况下将分离器6及中间过热器7的冷凝水，并仅在后面的步骤中才实现低压范围中对冷凝水的抽吸。
在改装核电厂的所有方案中，通过在前面连接一个前联汽轮机来达到新蒸汽参数的提高。因此，至少高压预热器及可能地高压供水泵在新系统中不再以它们现有的设计应用。相反地，将可能保留冷凝水泵13，低压预热器15-17及供水容器/除气器21。
根据图1所述的、由ND预热器15,16,17、供水容器/除气器21、高压供水泵22及HD预热器23,24,25、抽吸蒸汽导管18,19,20,26,27,28,44、冷凝水排出管路等可部分或全部地被去除。
根据待获得的蒸汽参数至少一个被改装的余热锅炉譬如通过现有的高压供水泵22从供水容器/除气器21或通过一个分开的供水泵从冷凝器11的热井12或从供水容器/除气器21供以供给水。
在怎样的程度上实现在余热锅炉中或通过抽吸蒸汽加热的预热器在低温范围上余热锅炉的预热，取决于所使用的具体设备、冷凝水温度、燃气轮机的燃料、热力学、总体构思、化学作用原理等。
但是，由一个产生饱和蒸汽的具有一个汽轮机组的系统改装所需要的该水/蒸汽回路范围中的适配对于本发明并不重要，因此在下面的描述中不再考虑。
在图2及所有后面的附图中首先表示了从水/蒸汽回路延伸到余热锅炉32的供给水导管42。此外单独并亦组合地表示出从汽轮机组2可能到水蒸汽回路延伸的冷凝水导管50,51及蒸汽导管38,18,19,20,26,27,28,44。如已说明的，在这里未表示的水/蒸汽回路部分对于本发明并无意义。
在该第一方案中，后装的前联汽轮机37与燃气轮机设备29,30,31发电机36布置在一个轴上。因此该方案也被称为单轴设备35。
该单轴设备35的优点在于，首先节省了一个用于前联汽轮机37的单独的发电机，及在运行中得到燃气轮机组29,30,31,36、余热锅炉32及前联汽轮机37之间明确分配的优点。
除了所述实现单轴设备35的可能性外，当然至少一个前联汽轮机也可作为具有自身发电机的单独汽轮机组来实施。这种方案被称为多轴设备。
当改装核电厂需要多个燃气轮机设备时，这是特别有利的。可以将各个前联汽轮机组合成一个前联汽轮机组。
当将燃气轮机设备理解为由压缩机，燃烧室及燃气轮机组成的设备时，燃气轮机组的名称则应包括发电机在内。相同的定义也适用于气轮机组，它可能包括多个汽轮机部分及相关的发电机。
在图3中，相应于图2所示的第一方案，核能蒸汽发生系统1通过至少一个由压缩机29、燃烧室30、燃气轮机31及发电机36组成的燃气轮机组29,30,31,36；至少一个余热锅炉32及至少一个前联汽轮机组37,48来代替。但在此实施例中，燃气轮机组29,30,31,36及前联汽轮机组37,48构成一个多轴设备。
该多轴设备的实施例也适用于以下的一些方案。在此情况下现有燃气轮机组的数目与现有前联汽轮机组的数目无关。
类似于图2，线路41表示对水/蒸汽回路的接口。
在图4中表示出基于第一方案构成的另一用于改装核电厂的第二变型。
在该第二变型中余热锅炉32及前联汽轮机37的设计将这样改变，即在前联汽轮机37及饱和蒸汽中压汽轮机4之间的蒸汽参数在对于饱和蒸汽中压汽轮机4允许的范围内向更高温度及更低压力方向这样地移动，以致在饱和蒸汽中压汽轮机4出口处的最后膨胀点被转换到低蒸汽湿度，及可能的话转换到过热范围内。因此该分离器6可被去掉及在饱和蒸汽中压汽轮机4及低压气轮机8之间的用蒸汽工作的中间过热器7可被减载或在合适条件下被省略。
线路41表示对水/蒸汽回路的接口。
在图5所示的第三变型中，现在具有流动蒸汽的中间过热器7在另一步骤中在较低的蒸汽参数的情况下被余热锅炉32中的中间过热器33代替。但这会引起，现有的以饱和蒸汽条件设计的饱和蒸汽中压汽轮机4被新的中压汽轮机49代替。
在该第三变型中余热锅炉32除了现有的供给蒸汽的蒸汽产生系统外还提供一个附加的中间过热器33。
前联汽轮机37的废蒸汽将通过废蒸汽导管39提供给余热锅炉32。
用于(新)中压汽轮机49的蒸汽是在余热锅炉32中被中间过热的前联汽轮机37的废蒸汽，它通过热的中间过热器蒸汽导管40输送到(新)中压汽轮机49。该(新)中压汽轮机49是这样设计的，即它的废蒸汽参数相应于低压汽轮机8入口处的参数。
线路41表示对水/蒸汽回路的接口。
如开始部分所述，核能蒸汽产生系统由至少一个具有余热锅炉的燃气轮机组及至少一个前联汽轮机代替。
在图2-5中各仅表示出一个燃气轮机组，一个余热锅炉及一个前联汽轮机。具有多个单元可能性通过燃气轮机组，余热锅炉及前联汽轮机的外框来指示。
图6-21表示根据图2及4的变型的实施例。例如燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″与前联汽轮机37,37′,37″作成单轴设备35,35′,35″。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与中压蒸汽总管45形成连接。该中压蒸汽总管45延伸到汽轮机组2。
图7表示根据图6的一种变型实施例。它也具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″与前联汽轮机37,37′,37″作成单轴设备35,35′,35″。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与中压蒸汽总管45形成连接。但该中压蒸汽总管45延伸到多个汽轮机组2,2′,…。
这些汽轮机组2,2′,…的具体数目依赖于在原始电厂中具有的汽轮机组的数目。相应地，用箭头46表示延伸到另一汽轮机组的中压蒸汽总管45。
图8的实施例是基于图3的方案构成的，它表示多轴设备。例如它具有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。前联汽轮机37,37′,37″与燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″分开并各与一个自身的发电机48,48′,48″相连接。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与中压蒸汽总管45形成连接。该中压蒸汽总管45延伸到汽轮机组2。
图9表示根据图8的一个实施例。例如它也具有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。前联汽轮机37,37′,37″与燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″分开并各与一个自身的发电机48,48′,48″相连接。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与中压蒸汽总管45形成连接。但该中压蒸汽总管45延伸到多个汽轮机组2,2′,…。
用箭头46表示一个加长的中压蒸汽总管45及具有多于两个的汽轮机组。
图10也表示根据图3的一个实施例。它也具有例如设有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。但在该实施例中仅有一个具有前联汽轮机37及发电机48的前联汽轮机组37,48。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸至唯一一个前联汽轮机37。该前联汽轮机37在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39与汽轮机组2相连接。
图11表示根据图10的一个实施例。它也具有例如设有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。在该实施例中也仅有一个具有前联汽轮机37及发电机48的前联汽轮机组37,48。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸至一个前联汽轮机37。但该前联汽轮机37在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39与多个汽轮机组2,2′，…相连接。
用箭头60表示一个加长的废蒸汽导管39及具有多于两个的汽轮机组。
图12也表示根据图3的一个实施例。它也具有例如设有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。但在该实施例中设有两个具有前联汽轮机37,37′及发电机48,48′的前联汽轮机组37,48；37′,48′。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸至两个前联汽轮机37,37′。这些前联汽轮机37,37′在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′及中压蒸汽总管45与汽轮机组2相连接。
图13表示根据图12的一个实施例。它也具有例如设有三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。在该实施例中也设有两个具有前联汽轮机37,37′及发电机48,48′的前联汽轮机组37,48；37′,48′。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸至两个前联汽轮机37,37′。但这些前联汽轮机37,37′在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′及中压蒸汽总管45与多个汽轮机组2,2′,…相连接。
用箭头46表示一个加长的中压蒸汽总管45及具有多于两个的汽轮机组。
图14表示根据图5的一种变型实施例。它也具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″与前联汽轮机37,37′,37″作成单轴设备35,35′,35″。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到新装设的汽轮机组2的中压汽轮机49。
图15表示根据图14的一种变型实施例。它也具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″与前联汽轮机37,37′,37″作成单轴设备35,35′,35″。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。但该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到多个新的汽轮机组2,2′的中压汽轮机49,49′。
用箭头61表示一个加长的热的中间过热器蒸汽总管34及具有多于两个的汽轮机组。
根据图16的实施例也是基于图5的方案构成的，表示多轴装置。它也具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。前联汽轮机37,37′,37″与燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″分开并各与一个发电机48,48′,48″相连接。类似于图14的实施例，在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到新装设的汽轮机组2的中压汽轮机49。
图17表示根据图16的实施例。它也是具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。前联汽轮机37,37′,37″与燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″分开并各与一个各自的发电机48,48′,48″相连接。类似于图14的实施例，在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给三个前联汽轮机37,37′,37″。前联汽轮机37,37′,37″在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′,39″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。但该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到多个新装设的汽轮机组2,2′的中压汽轮机49,49′。
用箭头61表示一个加长的热的中间过热器蒸汽总管34及具有多于两个的汽轮机组。
图18也表示根据图5的实施例。它也是具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。但在该实施例中仅具有唯一一个设有前联汽轮机37及发电机48的前联汽轮机组37,48。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸到一个前联汽轮机37及一个发电机48。前联汽轮机37在废蒸汽侧通过中压蒸汽总管45及冷中间过热导管56,56′,56″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到新装设的汽轮机组2的中压汽轮机49。
图19表示根据图18的实施例。它也是具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29 ′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。但在该实施例中仅具有唯一一个设有前联汽轮机37及发电机48的前联汽轮机组37,48。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸到一个前联汽轮机37及一个发电机48。前联汽轮机37在废蒸汽侧通过中压蒸汽总管45及冷的中间过热导管56,56′,56″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到多个新装设的汽轮机组2,2′的中压汽轮机49,49′。
用箭头61表示一个加长的热的中间过热器蒸汽总管34及具有多于两个的汽轮机组。
图20也表示根据图5方案的实施例。它也是具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。但在该实施例中具有两个设有前联汽轮机37,37′及发电机48,48′的前联汽轮机组37,48；37′,48′。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸到两个前联汽轮机37,37′及两个发电机48,48′。前联汽轮机37,37′在废蒸汽侧通过中压蒸汽总管45及冷的中间过热导管56,56′,56″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到新装设的汽轮机组2的中压汽轮机49。
图21表示根据图20的一个实施例。它也是具有例如三个燃气轮机组29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″及其所属的余热锅炉32,32′,32″的多轴设备。余热锅炉32,32′,32″具有中间过热器33,33′,33″。在该实施例中也具有两个设有前联汽轮机37,37′及发电机48,48′的前联汽轮机组37,48；37′,48′。在余热锅炉32,32′,32″中产生的蒸汽通过新蒸汽导管43,43′,43″供给一个高压蒸汽总管47。它延伸到两个前联汽轮机37,37′及两个发电机48,48′。前联汽轮机37,37′在废蒸汽侧通过废蒸汽导管39,39′，中压蒸汽总管45及冷的中间过热导管56,56′,56″与余热锅炉32,32′,32″的中间过热器33,33′,33″形成连接。被中间过热的蒸汽将从余热锅炉32,32′,32″通过热的中间过热器蒸汽导管40,40′,40″输送到热的中间过热器蒸汽总管34。该热的中间过热器蒸汽总管34延伸到多个新装设的汽轮机组2,2′的中压汽轮机49,49′。
用箭头61表示一个加长的热的中间过热器蒸汽总管34及具有多于两个的汽轮机组。
作为变换，也可设有两个或多个具有发电机的前联汽轮机。例如一个改装的电厂具有四个燃气轮机燃气轮机组及四个余热锅炉，其中每两个余热锅炉在废蒸汽侧与一个总管形成连接，因此四个燃气轮机组与两个各具有一个发电机的前联汽轮机相组合。譬如当改装的电厂具有两个汽轮机组时，可选择该结构。
显然可能具有多种变型。最终选择那个方案主要取决于原有的汽轮机组，经济上的考虑及现有电厂的结构。
当然本发明不被限制在所述的实施例上。例如，取代以下-高压蒸汽总管47，-中压蒸汽总管45，或-热的中间过热器蒸汽总管34亦可在相应的电厂部分之间设置各个蒸汽导管。
权利要求
1．用于改装一个产生饱和蒸汽的具有至少一个汽轮机组(2,2′)的系统(1)的方法，该汽轮机组具有一个饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)，其特征在于产生饱和蒸汽的系统(1)被至少一个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，至少一个余热锅炉(32,32′,32″)，至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)来代替，至少一个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)的至少一个燃气轮机(31,31′,31″)的废气用来在至少一个余热锅炉(32,32′,32″)中产生蒸汽，在至少一个余热锅炉(32,32′,32″)中产生的蒸汽通过一个新蒸汽导管(43,43′,43″)供给至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)，及至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)的废蒸汽用于供给至少一个汽轮机组(2,2′)。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)的废蒸汽用于通过其废蒸汽导管(39,39′,39″)供给汽轮机组(2,2′)的至少一个饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)。
3．根据权利要求1的方法，其中一个汽轮机组(2,2′)在其饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)及该机的废蒸汽侧后的低压汽轮机(8,8′)之间设有一个分离器(6,6′)及一个中间过热器(7,7′)，其特征在于这样地改变至少一个余热锅炉(32,32′,32″)及至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)的设计，即在前联汽轮机(37,37′,37″)及饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)之间的蒸汽参数在对于饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)允许的范围内向高温度及低压力方向这样地移动，以致在饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)出口处的最后膨胀点被转换到低蒸汽湿度，及可能的话转换到过热范围内，由此使分离器(6,6′)被去掉及可能时使中间过热器(7,7′)被去掉。
4．根据权利要求1的方法，其特征在于进行用各一个具有中间过热器(33,33′,33″)的余热锅炉(32,32′,32″)的替代，每个汽轮机组(2,2′)的饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)被至少一个对于高蒸汽参数设计的中压汽轮机(49,49′)代替，至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)的废蒸汽用于供给至少一个余热锅炉(32,32′,32″)的中间过热器(33,33′,33″)，该蒸汽被中间过热，及该被中间过热的蒸汽用于供给至少一个中压汽轮机(49,49′)。
5．根据权利要求1的方法改装的、原始包括至少一个产生饱和蒸汽的系统(1)及至少一个具有一个饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)的汽轮机组(2,2′)，一个分离器(6,6′)，一个用饱和蒸汽工作的中间过热器(7,7′)及一个低压汽轮机(8,8′)的发电厂，其特征在于用至少一个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，至少一个余热锅炉(32,32′,32″)，至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)来代替原始产生饱和蒸汽的系统(1)；及至少部分地保留至少一个原始发电厂的汽轮机组(2,2′)。
6．根据权利要求5的改装的发电厂，其特征在于至少一个余热锅炉(32,32′,32″)及至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)被这样地设计，即在前联汽轮机(37,37′,37″)及饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)之间的蒸汽参数处在对于饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)允许的高温度及低压力的范围内，以致在饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)出口处的最后膨胀点处于比原始发电厂中低的蒸汽湿度范围内。
7．根据权利要求6的改装的发电厂，其特征在于至少一个汽轮机组(2,2′)未保留分离器(6,6′)。
8．根据权利要求6的改装的发电厂，其特征在于在前联汽轮机(37,37′,37″)及饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)之间的蒸汽参数处在对于饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)允许的高温度及低压力的范围内；在饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)出口处的最后膨胀点处于被过热的范围内。
9．根据权利要求8的改装的发电厂，其特征在于至少一个汽轮机组(2,2′)未保留分离器(6,6′)及中压过热器(7,7′)。
10．根据权利要求5的改装的发电厂，其特征在于用至少一个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，至少一个具有中间过热器(33,33′,33″)的余热锅炉(32,32′,32″)，至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)及至少一个中压汽轮机(49,49′)来代替原始产生饱和蒸汽的系统(1)及饱和蒸汽中压汽轮机(4,4′)，其中这样设计中间过热器(33,33′,33″)出口处的蒸汽参数，即在改装的发电厂中保留一个汽轮机组(2,2′)，它具有一个与中间过热器(33,33′,33″)出口处的蒸汽参数适配的中压汽轮机(49,49′)及未保留分离器(6,6′)及中间过热器(7,7′)。
11．根据权利要求5的改装的发电厂，其特征在于一个相应的燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，与一个相应前联汽轮机(37,37′,37″)构成一个单轴设备(35,35′,35″)。
12．根据权利要求11的改装的发电厂，具有多个单轴设备(35,35′,35″)及至少一个汽轮机组(2,2′)其特征在于前联汽轮机(37,37′,37″)在废蒸汽侧通过废蒸汽导管(39,39′,39″)与中压蒸汽总管(45)形成连接，该中压蒸汽总管(45)延伸到至少一个汽轮机组(2,2′)。
13．根据权利要求5的改装的发电厂，其特征在于至少一个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)与至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)构成一个多轴设备(29,30,31,36,37,48；29′,30′,31′,36′,37′,48′；29″,30″,31″,36″,37″,48″)，及至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)与一个单独的发电机(48,48′,48″)相连接。
14．根据权利要求13的改装的发电厂，具有多个多轴设备(29,30,31,36,37,48；29′,30′,31′,36′,37′,48′；29″,30″,31″,36″,37″,48″)及至少一个汽轮机组(2,2′)，其特征在于前联汽轮机(37,37′,37″)在废蒸汽侧通过废蒸汽导管(39,39′,39″)与中压蒸汽总管(45)形成连接，该中压蒸汽总管(45)延伸到至少一个汽轮机组(2,2′)。
15．根据权利要求10的改装的发电厂，具有至少一个汽轮机组(2,2′)，其特征在于一个相应的燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，与一个相应前联汽轮机(37,37′,37″)构成一个单轴设备(25,35′,35″)，具有多个这样的单轴设备(25,35′,35″)，每个余热锅炉(32,32′,32″)具有中间过热器(33,33′,33″)及热的中间过热器蒸汽导管(40,40′,40″)与热的中间过热器蒸汽总管(34)相连接，该热的中间过热器蒸汽总管(34)延伸到至少一个中压汽轮机(49,49′)。
16．根据权利要求10的改装的发电厂，具有至少一个汽轮机组(2,2′)，其特征在于一个相应的燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，与一个相应前联汽轮机(37,37′,37″)构成一个多轴设备(29,30,31,36,37,48；29′,30′,31′,36′,37′,48′；29″,30″,31″,36″,37″,48″)，及至少一个前联汽轮机(37,37′,37″)与一个单独的发电机(48,48′,48″)相连接，具有多个这样的多轴设备(29,30,31,36,37,48；29′,30′,31′,36′,37′,48′；29″,30″,31″,36″,37″,48″)，每个余热锅炉(32,32′,32″)具有中间过热器(33,33′,33″)及热的中间过热器蒸汽导管(40,40′,40″)与热的中间过热器蒸汽总管(34)相连接，该热的中间过热器蒸汽总管(34)延伸到至少一个中压汽轮机(49,49′)。
17．根据权利要求5的改装的发电厂，具有多个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，余热锅炉(32,32′,32″)及前联汽轮机(37,37′)，其特征在于前联汽轮机(37,37′)的数目与具有余热锅炉的燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)的数目不相等；新蒸汽导管(43,43′,43″)从余热锅炉(32,32′,32″)延伸到高压蒸汽总管(47)，由后者向前联汽轮机(37,37′)供给蒸汽；及前联汽轮机(37,37′)在废蒸汽侧通过废蒸汽导管(39,39′)及中压蒸汽总管(45)与汽轮机组(2)相连接。
18．根据权利要求5的改装的发电厂，具有多个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)及余热锅炉(32,32′,32″)，其特征在于具有单个前联汽轮机(37)；新蒸汽导管(43,43′,43″)从余热锅炉(32,32′,32″)延伸到高压蒸汽总管(47)，由后者向单个前联汽轮机(37)供给蒸汽；及该单个前联汽轮机(37)在废蒸汽侧通过废蒸汽导管(39)与至少一个汽轮机组(2,2′)相连接。
19．根据权利要求10的改装的发电厂，具有多个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)，余热锅炉(32,32′,32″)及前联汽轮机(37,37′)，其特征在于前联汽轮机(37,37′)的数目与具有余热锅炉的燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)的数目不相等；新蒸汽导管(43,43′,43″)从余热锅炉(32,32′,32″)延伸到高压蒸汽总管(47)，由后者向前联汽轮机(37,37′)供给蒸汽；及前联汽轮机(37,37′)在废蒸汽侧通过废蒸汽导管(39,39′)与一个中压蒸汽总管(45)相连接，在后者上连接了延伸到余热锅炉(32,32′,32″)的冷的中间过热器导管(56,56′,56″)，余热锅炉(32,32′,32″)本身与一个热的中间过热器蒸汽总管(34)形成连接，该热的中间过热器蒸汽总管延伸到至少一个汽轮机组(2,2′)。
20．根据权利要求10的改装的发电厂，具有多个燃气轮机组(29,30,31,36；29′,30′,31′,36′；29″,30″,31″,36″)及余热锅炉(32,32′,32″)，其特征在于具有单个前联汽轮机(37)；新蒸汽导管(43,43′,43″)从余热锅炉(32,32′,32″)延伸到高压蒸汽总管(47)，由后者向单个前联汽轮机(37)供给蒸汽；及该单个前联汽轮机(37)在废蒸汽侧与一个中压蒸汽总管(45)相连接，在后者上连接了延伸到余热锅炉(32,32′,32″)的冷的中间过热器导管(56,56′,56″)，余热锅炉(32,32′,32″)本身与一个热的中间过热器蒸汽总管(34)形成连接，该热的中间过热器蒸汽总管延伸到至少一个汽轮机组(2,2′)。
全文摘要
产生饱和蒸汽的系统(1)被至少一个燃气轮机组(29,30,31,36),至少一个余热锅炉(32)及至少一个前联汽轮机(37)来代替。前联汽轮机(37)与燃气轮机组(29,30,31,36)相连接,它被供给在余热锅炉(32)中产生蒸汽。前联汽轮机(37)的废蒸汽供给饱和蒸汽中压汽轮机(4)。
文档编号F01K23/10GK1300901SQ00137359
公开日2001年6月27日 申请日期2000年12月22日 优先权日1999年12月23日
发明者E·利比格, H·尼尔森 申请人:阿尔斯托姆电力(瑞士)股份有限公司