提高联合循环功率装置的功率的方法和实行该方法的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及联合循环功率装置。本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于暂时提高燃气涡轮的功率的方法，燃气涡轮是联合循环功率装置的一部分。
[0002]本发明进一步涉及用于实行这种方法的联合循环功率装置。
【背景技术】
[0003]在联合循环功率装置(CCPP)中，使用一个或多个燃气涡轮(GT)的热排气来产生用于后面的热回收蒸汽发生器(HRSG)中的单独的水/蒸汽循环的蒸汽。在HRSG中产生的蒸汽用来驱动蒸汽涡轮，蒸汽涡轮通常包括高压涡轮(HP涡轮)、中压涡轮(IP涡轮)和低压涡轮(LP涡轮)。所有涡轮都与HRSG连接，以从HRSG接收以及对HRSG馈送回处于各种压力和温度的蒸汽。
[0004]根据现有技术，CCPP中的GT使用蒸汽喷射来暂时提高功率，满足高峰需求等。为此，将蒸汽喷射到燃烧器中或GT的冷却系统中，从水/蒸汽循环中抽取蒸汽。
[0005]在申请人的众所周知的GT26/GT24类型的燃气涡轮的情况下，从高压新鲜蒸汽(live steam)管线或直流冷却器(OTC)馈送管线中抽取蒸汽，高压新鲜蒸汽管线供给蒸汽涡轮的HP涡轮。
[0006]但是，此类GT蒸汽喷射会降低功率装置的整体效率。
【发明内容】
[0007]本发明的目标是提供一种用于GT蒸汽喷射的方法，该方法可提高效率。
[0008]本发明的另一个目标是公开一种用于实行这种方法的联合循环功率装置。
[0009]这些和其它目标由根据权利要求1的方法和根据权利要求8的联合循环功率装置实现。
[0010]一种用于暂时提高燃气涡轮的功率的有创造性的方法，燃气涡轮是联合循环功率装置的一部分，其中，所述燃气涡轮的排气在热回收蒸汽发生器中用来产生用于水/蒸汽循环的蒸汽，水/蒸汽循环包括蒸汽涡轮，蒸汽涡轮具有高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮和低压蒸汽涡轮，该方法包括以下步骤:按预定喷射压力将来自所述水/蒸汽循环的蒸汽喷射到所述燃气涡轮中。
[0011]该方法的特征在于，从所述水/蒸汽循环中获得压力比所述预定喷射压力更低的蒸汽，通过使获得自所述水/蒸汽循环的所述蒸汽在单独的压缩器件中经受压缩步骤来使所述蒸汽的压力提高到所述预定喷射压力，并且将所述压缩蒸汽喷射到所述燃气涡轮中。
[0012]根据本发明的方法的实施例的特征在于，所述单独的压缩器件包括至少一个蒸汽驱动式喷射器。
[0013]根据本发明的方法的另一个实施例的特征在于，所述单独的压缩器件包括具有不同的固定蒸汽喷嘴或具有固定蒸汽喷嘴和可变的蒸汽喷嘴的至少两个蒸汽驱动式喷射器。
[0014]根据本发明的方法的又一个实施例的特征在于，所述至少一个蒸汽驱动式喷射器由高压新鲜蒸汽驱动，高压新鲜蒸汽在所述热回收蒸汽发生器中产生，并且用来驱动所述高压蒸汽涡轮，借助于所述至少一个蒸汽驱动式喷射器来压缩的压力较低的所述蒸汽是在所述高压蒸汽涡轮的出口处获得的冷的再热蒸汽，而且通过在所述至少一个蒸汽驱动式喷射器中混合高压流和压力较低的流来产生中压流。
[0015]更特别地，高压新鲜蒸汽和冷的再热蒸汽之间的质量流量比为大约2:1。
[0016]根据本发明的方法的另一个实施例的特征在于，所述至少一个蒸汽驱动式喷射器由高压蒸汽驱动，高压蒸汽比高压新鲜蒸汽处于更低的温度水平，高压新鲜蒸汽在所述热回收蒸汽发生器中产生，并且用来驱动所述高压蒸汽涡轮，而且在过热器区段的上游从所述热回收蒸汽发生器中获得所述高压蒸汽。例如可从蒸汽发生器的高压鼓或高压蒸发器中获得用于驱动喷射器的高压蒸汽。
[0017]在另一个实施例中，可将降低过热器(de-superheater)布置在吸入蒸汽管线中，在喷射器或其它压缩器件前面，以降低其过热程度。使通往喷射器或其它压缩器件的蒸汽降低过热程度，以减少使其升压到喷射到燃气涡轮中所需的压力水平而需要的压缩功。因而用以提高吸入蒸汽的压力水平的高压蒸汽的量减少。来自降低过热程度的热例如可用来预热燃料，预热给水或者用作其它过程步骤的热源。
[0018]根据本发明的方法的另一个实施例的特征在于，在运行期间，取决于可获得的压差或水平，来控制和/或开/关所述至少一个蒸汽驱动式喷射器的使用。
[0019]此外，所述燃气涡轮可配备有涡轮冷却空气系统，并且按预定喷射压力将来自所述水/蒸汽循环的所述蒸汽喷射到所述燃气涡轮的所述涡轮冷却空气系统中。
[0020]当所述燃气涡轮是具有顺序燃烧的燃气涡轮(其包括第一燃烧器和第二燃烧器和第一涡轮和第二涡轮)时，来自所述水/蒸汽循环的所述蒸汽优选在所述第二燃烧器的上游以预定喷射压力喷射到所述燃气涡轮中，尤其是喷射到所述第一涡轮中。
[0021]当所述燃气涡轮配备有至少一个燃烧器时，来自所述水/蒸汽循的所述蒸汽环优选以预定喷射压力直接喷射到所述至少一个燃烧器中，尤其是与所述燃烧器的燃料一起喷射到所述至少一个燃烧器中。
[0022]通常，所述燃气涡轮配备有至少一个压缩机，压缩机将压缩空气供应到压缩机气室。来自所述水/蒸汽循环的所述蒸汽优选以预定喷射压力喷射到所述压缩机气室中。
[0023]用于实行根据本发明的方法的有创造性的联合循环功率装置包括燃气涡轮，燃气涡轮的排气传送通过热回收蒸汽发生器，热回收蒸汽发生器是水/蒸汽循环的一部分，并且对蒸汽涡轮供应处于各种压力和温度的蒸汽。
[0024]该联合循环功率装置的特征在于，在水/蒸汽循环和所述燃气涡轮之间提供蒸汽管线，以按预定喷射压力将来自所述水/蒸汽循环的蒸汽喷射到所述燃气涡轮中，而且单独的压缩器件插入到所述蒸汽管线中，以提高流过所述蒸汽管线的蒸汽的压力。
[0025]有创造性的联合循环功率装置的实施例的特征在于，所述单独的压缩器件包括具有固定或可变的蒸汽喷嘴的至少一个蒸汽驱动式喷射器。
[0026]有创造性的联合循环功率装置的另一个实施例的特征在于，所述单独的压缩器件包括具有不同的固定蒸汽喷嘴或具有固定蒸汽喷嘴和可变的蒸汽喷嘴的至少两个蒸汽驱动式喷射器。
[0027]有创造性的联合循环功率装置的又一个实施例的特征在于，所述蒸汽涡轮包括高压蒸汽涡轮，高压蒸汽涡轮的入口通过第一 HRSG连接件连接到所述热回收蒸汽发生器上，以接收来自所述热回收蒸汽发生器的高压新鲜蒸汽，并且所述至少一个蒸汽驱动式喷射器由所述高压(HP)新鲜蒸汽驱动，通过高压新鲜蒸汽管线从所述第一 HRSG连接件供应高压新鲜蒸汽。
[0028]特别地，所述高压蒸汽涡轮的出口通过第二 HRSG连接件连接到所述热回收蒸汽发生器上，以将冷的再热蒸汽馈送到所述热回收蒸汽发生器，并且所述至少一个蒸汽驱动式喷射器接收冷的再热蒸汽，通过冷的再热管线从所述第二 HRSG连接件供应冷的再热蒸汽。
[0029]有创造性的联合循环功率装置的另一个实施例的特征在于，提供可开关的旁通管线，以绕过那个所述单独的压缩器件。
[0030]当所述燃气涡轮配备有涡轮冷却空气系统时，所述蒸汽管线可连接到所述燃气涡轮的所述涡轮冷却空气系统上。
[0031]有创造性的联合循环功率装置的另一个实施例的特征在于，所述燃气涡轮是具有顺序燃烧的燃气涡轮，其包括第一燃烧器和第二燃烧器和第一和第二涡轮，并且所述蒸汽管线在所述第二燃烧器的上游连接到所述燃气涡轮上，尤其是连接到所述第一涡轮上。
[0032]有创造性的联合循环功率装置的另一个实施例的特征在于，所述燃气涡轮配备有至少一个燃烧器，并且所述蒸汽管线连接到所述至少一个燃烧器上。
[0033]除了联合循环功率装置之外，本发明的目标是用于运行这种装置的方法。联合循环功率装置包括燃气涡轮，燃气涡轮排气传送通过热回收蒸汽发生器，热回收蒸汽发生器是水/蒸汽循环的一部分，并且对蒸汽涡轮供应处于各种压力和温度的蒸汽。在水/蒸汽循环和所述燃气涡轮之间提供蒸汽管线，以按预定喷射压力将来自所述水/蒸汽循环的蒸汽喷射到所述燃气涡轮中，并且单独的压缩器件插入到所述蒸汽管线中，以提高流过所述蒸汽管线的蒸汽的压力。
[0034]根据方法的第一实施例，加载联合循环功率装置包括以下步骤:
-首先启动燃气涡轮，并且使燃气涡轮加载到高的部分负载运行点或基本负载，
-在燃气涡轮启动之后，以及在燃气涡轮达到基本负载或稳定的高的部分负载运行点之前，启动蒸汽涡轮，
-在燃气涡轮达到基本负载或稳定的高的部分负载运行点之后，以及在蒸汽涡轮达到基本负载之前，通过围绕压缩器件的旁通管线，将高压新鲜蒸汽喷射到燃气涡轮中，
继续使蒸汽涡轮加载