燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构的制作方法

本发明涉及燃气蒸汽联合循环发电厂技术领域，特别涉及一种燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构。

背景技术：

对于燃气蒸汽联合循环发电厂，主厂房是最核心的建筑物之一，大部分主机设备和主要的热力系统工艺管线、电缆均集中布置于主厂房中。主厂房及其工艺设备布置的合理性，影响着建筑物容积、工艺管线电缆敷设长度、施工组织顺序、电厂建设周期长短以及电厂设备的运行安全和便利性。

联合循环发电厂主厂房布置结构包括联合循环发电机组，每套联合循环发电机组分为燃气轮发电机组、蒸汽轮发电机组及余热锅炉三部分。燃气轮发电机组包括燃气轮机、燃气轮发电机及其辅助设备。蒸汽轮发电机组包括蒸汽轮机、蒸汽轮发电机及其辅助设备。余热锅炉包括锅炉主体及其辅助设备，其布置形式主要取决于燃气轮机的排气方式，与燃气轮机之间的关系相对固定。

燃气蒸汽联合循环发电厂中，最重要的设备就是燃气轮机，其结构形式决定着主厂房的布置格局。燃气轮机可采用侧进气、上进气和下进气三种结构方式。当燃气轮机采用侧进气方式时，侧进气的空气进气系统只能装在燃气轮机一侧，并且不允许镜像布置。若发电厂有多套联合循环机组时，为了避免相邻的联合循环机组及其厂房对燃气轮机的空气进气系统的空气产生扰动破坏，每套联合循环机组的布置位置必须保证一定的安全运行距离，因此主厂房一般采用每套联合循环机组独立布置的厂房布置结构。当燃气轮机采用下进气方式时，下进气的空气进气系统布置于燃气轮机下方，进气口朝向余热锅炉，为了保证空气进气量和较低的流道阻力，燃气轮机必须为高位运转层布置，与高位布置的蒸汽轮机可同层布置。当燃气轮机采用上进气方式时，由于上进气的空气进气系统所占空间较大且进气口需要在室外，因此燃气轮机为低位布置，与高位或者低位的蒸汽轮机可同层布置。

为了降低主厂房造价，国内外一般对燃气轮机采用上进气低位布置。而且，燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构是多样化的，主要体现在燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组之间的关系。例如，在有的技术方案中，一套蒸汽轮机和一套燃气轮机联合形成单独的联合循环机组，而形成独立型厂房布置结构；在有的技术方案中，多套联合的蒸汽轮机与多套联合的燃气轮机形成多套联合循环机组，而形成分别联合的主厂房布置结构；在有的技术方案中，所有的蒸汽轮机和燃气轮机联合在一起，形成联合主厂房布置结构。

此外，由于燃气蒸汽联合循环发电厂在全寿命周期内设备维护成本占总成本的比重较大，因此目前国内分轴联合循环发电厂为了方便主辅机设备的检修维护，降低高昂的燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组设备维护经营费用，同时也为缩短设备施工安装周期，主厂房布置普遍采用的是除余热锅炉外其余热力系统设备联合布置在同一个厂房内的结构形式。传统技术中，提出一种多套联合循环分轴机组中燃气轮发电机组及其辅助设备，蒸汽轮发电机组及其辅助设备联合布置在同一个厂房内的主厂房布置方案。其详细的技术方案包括以下内容：燃气轮机采用下进气高位布置，蒸汽轮机采用下排汽高位布置，两套发电机组的运转层平台标高均为13m；燃气轮发电机组中心线与蒸汽轮发电机组中心线平行，多套联合循环机组的设备顺列布置在同一个主厂房内，蒸汽轮发电机组布置在燃气轮发电机组的左侧或者右侧；联合主厂房共设置三层检修平台，分别为零米层、中间层和运转层，运转层平台布置蒸汽轮机发电机组和燃气轮发电机组，它们所属的辅助设备分别对应在其下方各层检修平台布置；每套联合循环机组设置一台检修行车，用以检修起吊每套机组的所有主辅机设备；汽轮机发电机和燃气轮机发电机抽转子通过同一台行车检修起吊实现；每套联合循环机组设置一跨检修跨，其检修通道从主厂房前A排进出；主厂房屋顶标高在30m以上，主厂房及行车跨度约为45m。该技术方案有如下几项缺点：主机设备均为高位布置，设备基础、桩基等土建成本较高；主厂房为了考虑发电机转子在室内检修抽装，因此主厂房和行车跨度十分庞大，约45m，所以厂房容积较大，土建成本高昂的同时，行车成本也较高；主厂房总占地面积较大，要求电厂场地较宽裕，征地成本较高；对于低位布置轴排汽的蒸汽轮机，不适用于这种与高位布置下进气的燃气轮机联合布置主厂房方案；凝汽器等大型设备因为布置在厂房中心，不能在厂外组装整体推进厂房内，只能在厂房狭小的空间组装，安装施工周期较长。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，本发明提出一种燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构，降低了投资建设成本，使电厂内各设备布置合理，提高了电厂经济性。

其技术方案如下：

一种燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构，包括厂房主体，顺列联合设置于所述厂房主体内的至少两套联合循环发电机组；每套所述联合循环发电机组均包括相互垂直布置的燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组，以及与所述燃气轮发电机组对应的余热锅炉；

所述燃气轮发电机组包括上进气低位布置的燃气轮机，以及设置于所述燃气轮机一侧的燃气轮发电机，所述余热锅炉设置于所述燃气轮机另一侧，且所述燃气轮机、燃气轮发电机及余热锅炉共轴线；

所述蒸汽轮发电机组包括低位布置轴排汽或高位布置下排汽的蒸汽轮机，所述蒸汽轮机的轴线与所述燃气轮机的轴线相互垂直，以及与所述蒸汽轮机共轴线设置的蒸汽轮发电机；

在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一台所述燃气轮机的轴线与另一台所述燃气轮机的轴线平行，一台所述蒸汽轮机的轴线与另一台所述蒸汽轮机的轴线共线。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述主厂房内设置有燃气轮机区域，所述燃气轮机区域设置有燃气轮零米检修层和燃气轮运转检修层；

所述燃气轮机包括燃气轮主机，与所述燃气轮主机连接的燃气轮机辅助系统设备、燃气轮机润滑油系统设备及燃气轮机冷却系统设备；所述燃气轮主机及燃气轮机辅助系统设备设置于所述燃气轮运转检修层，所述燃气轮机润滑油系统设备及燃气轮机冷却系统设备设置于所述燃气轮零米检修层。

进一步地，所述燃气轮发电机采用室内低位布置，所述燃气轮机包括与所述燃气轮主机连接的进气风道，所述进气风道设置于所述燃气轮发电机上方。

进一步地，所述主厂房内设置有蒸汽轮机区域，所述蒸汽轮机采用低位布置轴排汽时，所述蒸汽轮机区域设置有蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮运转检修层，且所述蒸汽轮零米检修层与所述燃气轮零米检修层相连，所述蒸汽轮运转检修层与所述燃气轮运转检修层相连；

所述蒸汽轮机和蒸汽轮发电机设置于所述蒸汽轮运转检修层；所述蒸汽轮发电机组还包括与所述蒸汽轮机和蒸汽轮发电机连接的闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备，且所述闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备设置于所述蒸汽轮零米检修层。

进一步地，所述主厂房内设置有蒸汽轮机区域，所述蒸汽轮机采用高位布置下排汽时，所述蒸汽轮机区域设置有蒸汽轮零米检修层、蒸汽轮中间检修层和蒸汽轮运转检修层；

所述蒸汽轮机和蒸汽轮发电机设置于所述蒸汽轮运转检修层；所述蒸汽轮发电机组还包括与所述蒸汽轮机和蒸汽轮发电机连接的闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备，且所述闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备设置于所述蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮中间检修层。

进一步地，在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的燃气轮发电机组与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组相邻，一套所述蒸汽轮发电机组位于两套所述燃气轮发电机组之间。

进一步地，在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组相邻，且相邻的两套所述蒸汽轮发电机组相对布置。

进一步地，在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组相邻，且相邻的两套所述蒸汽轮发电机组顺列布置。

进一步地，还包括设置于相邻的一台所述燃气轮机与蒸汽轮机之间的主检修跨，所述主检修跨与所述燃气轮机的中心线平行；

还包括设置于厂房主体内并位于所述燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组上方的检修行车，所述检修行车与所述主检修跨平行。

进一步地，所述余热锅炉包括与所述燃气轮机共轴线的锅炉主体，以及与所述锅炉主体并列连接的锅炉辅助设备，所述主检修跨毗邻所述锅炉辅助设备。

本发明具有如下突出的有益效果：在于保证主辅机设备在主厂房室内联合布置的基础上，使电厂土建成本、辅助设施造价、主厂房行车造价以及电厂征地成本等初投资较小，各主要设备布置得更合理，提高电厂经济性。

附图说明

图1是本发明实施例中所述燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构的结构示意框图一；

图2是本发明实施例中所述燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构的结构示意框图二；

图3是本发明实施例中所述燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构的结构示意框图三；

图4是本发明实施例中所述燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构的燃气轮机处的截面结构示意图。

附图标记说明：

10-厂房主体，12-检修行车，100-燃气轮发电机组，110-燃气轮机，112-进气风道，120-燃气轮发电机，200-余热锅炉，300-蒸汽轮发电机组，310-蒸汽轮机,320-蒸汽轮发电机，400-主检修跨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1至图3所示，一种燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构，包括厂房主体10，顺列联合设置于所述厂房主体10内的至少两套联合循环发电机组，可使所有联合循环发电机组的中心线共线。而且，每套所述联合循环发电机组均包括相互垂直布置的燃气轮发电机组100和蒸汽轮发电机组300，以及与所述燃气轮发电机组100对应的余热锅炉200。具体地，所述蒸汽轮发电机组300可横向布置，燃气轮发电机组100可纵向布置，即蒸汽轮发电机组300的中心线与燃气轮发电机组100的中心线垂直。则可以使所有需要检修维护的设备都设置在同一行车跨内，结构紧凑，减少占地，也便于检修维护。而且，同时还使蒸汽轮发电机组和燃气轮发电机组相互独立，可保持燃气循环和蒸汽循环的系统独立性。

而且，多套联合循环发电机组设置联合大厂房，这些联合循环发电机组顺列布置在同一直线上，所有主辅机设备及汽水管道、电缆等均采用直线顺列布置形式，适合模块化设计和建造，也方便安装维护运行。而且，这样可使得主厂房主跨距和行车跨度较小(仅约25m)。主厂房跨距较小，减少主厂房容积，大幅降低厂房土建建设成本。行车跨距较小，行车成本大幅降低。从而，可以大大节约主厂房和行车设备成本造价，可以减少主厂房占地，减少电厂建设用地，降低征地成本。此外，将多套联合循环发电机组顺列联合布置在一条直线上，也便于施工安装及检修。

此外，如图4所示，所述厂房主体10包括四周设置的侧壁，以及设置于侧壁顶部的房顶。四周侧壁和房顶围设成一个容纳空间，将多套燃气轮发电机组100和蒸汽轮发电机组300容纳其中。此外，所述燃气轮发电机组100包括上进气低位布置的燃气轮机110，以及设置于所述燃气轮机110一侧的燃气轮发电机120，所述余热锅炉200设置于所述燃气轮机110另一侧，且所述燃气轮机110、燃气轮发电机120及余热锅炉200共轴线。所述燃气轮机110主要包括燃气轮本体及其辅助系统，空气进气系统和烟气排气系统等。烟气排气系统影响着余热锅炉200的布置位置，重型燃气轮机一般为轴向排气，因此余热锅炉200与其同轴布置。空气进气系统决定燃气轮机采用低位或者高位的布置形式。在本实施例中，燃气轮机110采用上进气低位布置，主机设备采用低位布置形式，可以大幅降低设备基础和桩基成本，可降低主厂房造价。此外，通过将所述蒸汽轮机110、燃气轮发电机120及余热锅炉200共轴线设置，可以使得三者结构紧凑，减小厂房占用空间，减小厂房跨距。

此外，所述蒸汽轮发电机组300包括低位布置轴排汽或高位布置下排汽的蒸汽轮机310，所述蒸汽轮机310的轴线与所述燃气轮机110的轴线相互垂直，以及与所述蒸汽轮机310共轴线设置的蒸汽轮发电机320。而且，在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一台所述燃气轮机110的轴线与另一台所述燃气轮机110的轴线平行，一台所述蒸汽轮机310的轴线与另一台所述蒸汽轮机310的轴线共线。即将所用的蒸汽轮发电机组300均设置在同一轴线(也可是主厂房的中心线)上，并使所用的燃气轮发电机组100相互平行，这样可以方便地对燃气轮发电机组100和蒸汽轮发电机组300进行安装检修，还可使得相邻的两套所述联合循环发电机组设置得更加紧凑。

此外，所述主厂房(厂房主体10)内设置有燃气轮机区域，所述燃气轮机区域设置有燃气轮零米检修层和燃气轮运转检修层。所述燃气轮机110包括燃气轮主机，与所述燃气轮主机连接的燃气轮机辅助系统设备、燃气轮机润滑油系统设备及燃气轮机冷却系统设备。所述燃气轮主机及燃气轮机辅助系统设备设置于所述燃气轮运转检修层，所述燃气轮机润滑油系统设备及燃气轮机冷却系统设备设置于所述燃气轮零米检修层。而且，所述燃气轮发电机120采用室内低位布置，所述燃气轮机110包括与所述燃气轮主机连接的进气风道112，所述进气风道112设置于所述燃气轮发电机120上方。这样，燃气轮机110进气方向为上进气方式，即进气风道112在燃气轮发电机120上布置，无需采用行车抽转子，则此区域厂房屋面仅做到进气风道支撑架底部标高即可(高度约13米)。在本实施例中，燃气发电机采用小型固定检修起吊工具抽装转子。此外，燃气轮机10的进气风道112布置在室外，位于其配套的燃气轮发电机1120上方，而该燃气轮发电机120布置在行车检修跨外，其检修维护通过进气风道支撑结构上的小型检修装置(如电动葫芦)完成。

此外，在一个实施例中，所述厂房主体10内设置有蒸汽轮机区域，所述蒸汽轮机310采用低位布置轴排汽时，所述蒸汽轮机区域设置有蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮运转检修层，且所述蒸汽轮零米检修层与所述燃气轮零米检修层相连，所述蒸汽轮运转检修层与所述燃气轮运转检修层相连。所述蒸汽轮机310和蒸汽轮发电机320设置于所述蒸汽轮运转检修层。所述蒸汽轮发电机组300还包括与所述蒸汽轮机和蒸汽轮发电机连接的闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备，且所述闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备设置于所述蒸汽轮零米检修层。这样，对于低位布置轴排汽的蒸汽轮机310，主厂房内蒸汽轮发电机组区域检修平台与燃气轮发电机组区域检修平台相同，二者的运转层相连接，组合成燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组的低位大平台布置形式。此外，在本实施例中，对于蒸汽轮机低位布置的联合主厂房，屋顶标高约23.5m。而且，燃气轮机轴中心标高和蒸汽轮机轴中心标高为5.5m，运转检修层平台标高为4.5m。

在另一个实施例中，所述厂房主体10内设置有蒸汽轮机区域，所述蒸汽轮机采用高位布置下排汽时，所述蒸汽轮机区域设置有蒸汽轮零米检修层、蒸汽轮中间检修层和蒸汽轮运转检修层。所述蒸汽轮机310和蒸汽轮发电机320设置于所述蒸汽轮运转检修层。所述蒸汽轮发电机组300还包括与所述蒸汽轮机310和蒸汽轮发电机320连接的闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备，且所述闭冷水系统设备、凝结水系统设备、润滑油系统设备及轴封系统设备设置于所述蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮中间检修层。在本实施例中，蒸汽轮机区域和燃气轮机区域可相互独立设置，即二者的检修层可不对应设置。此外，在本实施例中，对于蒸汽轮机高位布置的联合主厂房，屋顶标高约为28.5m。而且，蒸汽轮发电机组运转层标高约为11m。

因此，多套所述联合循环机组的蒸汽轮发电机组300可采用分散布置或者集中布置两种布置方式。在一个实施例中，如图1所示，当蒸汽轮发电机组300采用分散布置时，每套联合循环机组的蒸汽轮发电机组330均被燃气轮发电机组100隔开，所有主辅机设备保持顺列布置。具体地，即在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的燃气轮发电机组100与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组300相邻，一套所述蒸汽轮发电机组300位于两套所述燃气轮发电机组100之间。当所述蒸汽轮机采用高位布置下排汽时，这种分散布置形式可与上述的所述蒸汽轮机区域设置为蒸汽轮零米检修层、蒸汽轮中间检修层和蒸汽轮运转检修层时的情形对应。此时，每套联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与燃气轮发电机组相互独立，二者设置不同的检修层。当所述蒸汽轮机310采用低位布置轴排汽时，这种分散布置形式可与所述蒸汽轮机区域设置为蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮运转检修层时的情形对应。此时，每套联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与燃气轮发电机组设置相同的检修层，形成大检修平台。

在另一个实施例中，如图2所示，当蒸汽轮发电机组300采用集中布置时，是对于设计(至少)两套联合循环机组的额外选择，即将两套蒸汽轮发电机组集中布置在一起，使得蒸汽轮机发电机组300的各层检修平台相连接共享，主辅机设备可为镜像布置。即在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组300与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组300相邻，且相邻的两套所述蒸汽轮发电机组300相对布置。当所述蒸汽轮机采用高位布置下排汽时，这种集中布置形式可与上述的所述蒸汽轮机区域设置为蒸汽轮零米检修层、蒸汽轮中间检修层和蒸汽轮运转检修层时的情形对应。此时，每套联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与燃气轮发电机组相互独立，二者设置不同的检修层。但是，相邻的蒸汽轮发电机组可设置相同的检修层。当所述蒸汽轮机310采用低位布置轴排汽时，这种集中布置形式可与所述蒸汽轮机区域设置为蒸汽轮零米检修层和蒸汽轮运转检修层时的情形对应。此时，每套联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组与燃气轮发电机组设置相同的检修层，而且相邻的蒸汽轮发电机组也可以设置在相同的检修层，形成大检修平台。

在另一个实施例中，如图3所示，当蒸汽轮发电机组300采用集中布置时，是对于设计(至少)两套联合循环机组的额外选择，即将两套蒸汽轮发电机组300集中布置在一起，使得蒸汽轮机发电机组300的各层检修平台相连接共享，主辅机设备可为顺列布置。即在相邻的两套所述联合循环发电机组中，一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组300与另一套所述联合循环发电机组的蒸汽轮发电机组300相邻，且相邻的两套所述蒸汽轮发电机组300顺列布置。这种集中布置形式与上一实施例相同(所述蒸汽轮机采用高位布置下排汽时和所述蒸汽轮机310采用低位布置轴排汽时)。

此外，所述燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构还包括设置于相邻的一台所述燃气轮机110与蒸汽轮机310之间的主检修跨400，所述主检修跨400与所述燃气轮机110的中心线平行。即每套所述联合循环发电机组设置一套主检修跨400，便于进行安装检修。主厂房结构还包括设置于厂房主体10内并位于所述燃气轮发电机组100和蒸汽轮发电机组300上方的一台检修行车12，所述检修行车12与所述主检修跨400平行。所述检修行车12起吊的设备均可运至主检修跨400中通过车辆运输出厂外。而且，由于主检修跨400布置于主辅机设备之间，因此主辅机设备起吊时不会互相跨越，检修维护安全可靠。在本实施例中，每套联合循环发电机组设置一台检修行车12，全厂多套机组可以共用所有检修行车12进行安装、检修和维护，特别在机组施工安装期间，多台检修行车12可以同时对一套机组同时作业，大大增加安装和运行维护的便利性。

此外，所述余热锅炉200包括与所述燃气轮机110共轴线的锅炉主体210，以及与所述锅炉主体210并列连接的锅炉辅助设备220，所述主检修跨400毗邻所述锅炉辅助设备220。而且，余热锅炉200采用半露天顺列布置，即将余热锅炉的锅炉主体210设置在厂房主体10外，减小厂房主体的占用空间。此外，蒸汽轮机310配套的凝汽器布置在厂房内边缘侧，可在厂房外组装后直接在余热锅炉炉后厂房外推进厂房内即可，从而使得凝汽器整体安装较为方便。这样不仅保证了设备的整体运行性能，还大幅度减短安装施工时间，减少安装费用。

本发明提出的燃气蒸汽联合循环发电厂主厂房布置结构，在于保证主辅机设备在主厂房室内联合布置的基础上，使电厂土建成本、辅助设施造价、主厂房行车造价以及电厂征地成本等初投资较小，各主要设备布置得更合理，提高电厂经济性。而且，采用这种燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组联合主厂房低位布置方案，既可以保持燃气轮机及其辅助设备的燃气循环系统独立性，也可以保持蒸汽轮机及其辅助设备的蒸汽循环系统独立性，并且大幅度降低电厂一次性初投资等优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。