本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的熱交換器。一種聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置包括燃?xì)廨啓C(jī)、操作性地連接到燃?xì)廨啓C(jī)上的蒸汽輪機(jī)、操作性地連接到燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)上的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，以及流體地連接到燃?xì)廨啓C(jī)上的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成和設(shè)置成將冷卻劑傳送通過燃?xì)廨啓C(jī)以吸收熱。冷凝系統(tǒng)流體地連接到蒸汽渦輪和HRSG上。冷凝系統(tǒng)構(gòu)造成和設(shè)置成將來自蒸汽渦輪的蒸汽冷凝物輸送到HRSG。熱交換部件流體地連接到冷卻系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)上。熱交換部件構(gòu)造成和設(shè)置成將攜帶在冷卻劑中的熱傳遞給蒸汽冷凝物。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的熱交換器
本文中公開的主題涉及聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的領(lǐng)域，并且更具體而言，涉及用于聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的熱交換器。
技術(shù)介紹
在聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置(CCPP)中，燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。來自燃?xì)廨啓C(jī)的廢熱用來在熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)中產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽又通過蒸汽輪機(jī)而用來產(chǎn)生額外的電力。更具體而言，聯(lián)合循環(huán)的特征在于采用不止一個(gè)熱動(dòng)力循環(huán)的動(dòng)力產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)或裝置。諸如燃?xì)廨啓C(jī)的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)僅能夠使用它們的燃料所產(chǎn)生的能量的一部分(通常少于50%)。燃燒所產(chǎn)生的任何余熱(例如熱的廢煙氣)一般都被浪費(fèi)。聯(lián)合兩個(gè)或更多個(gè)“循環(huán)”(例如布雷頓循環(huán)(燃?xì)?和朗肯循環(huán)(蒸汽))會(huì)導(dǎo)致有改進(jìn)的輸出效率。傳統(tǒng)上，燃?xì)廨啓C(jī)包括供應(yīng)典型地呈水的形式的冷卻劑的渦輪機(jī)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)， 以降低潤滑溫度，將冷卻劑提供給發(fā)電機(jī)和其它構(gòu)件。使用諸如翅扇式冷卻器的冷卻模塊來將攜帶在冷卻劑中的熱排到大氣。冷卻劑在渦輪機(jī)和翅扇式冷卻器之間的閉環(huán)中流動(dòng)， 以捕捉和除去熱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，一種聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置包括燃?xì)廨啓C(jī)、操作性地連接到燃?xì)廨啓C(jī)上的蒸汽輪機(jī)、操作性地連接到燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)上的熱回收蒸汽發(fā)生器 (HRSG)，以及流體地(即以流體連通的方式)連接到燃?xì)廨啓C(jī)上的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成和設(shè)置成將冷卻劑傳送通過燃?xì)廨啓C(jī)以吸收熱。冷凝系統(tǒng)流體地連接到蒸汽渦輪和 HRSG上。冷凝系統(tǒng)構(gòu)造成和設(shè)置成將來自蒸汽渦輪的蒸汽冷凝物輸送到HRSG。熱交換部件流體地連接到冷卻系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)上。熱交換部件構(gòu)造成和設(shè)置成將攜帶在冷卻劑中的熱傳遞給蒸汽冷凝物。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，一種運(yùn)行聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的方法包括通過冷卻系統(tǒng)而將冷卻劑傳送到聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置(CCPP)的燃?xì)廨啓C(jī)部分中；將來自燃?xì)廨啓C(jī)的熱吸收到冷卻劑中；引導(dǎo)冷卻劑通過熱交換部件；引導(dǎo)蒸汽冷凝物通過流體地連接到CCPP的蒸汽輪機(jī)部分上的蒸汽冷凝系統(tǒng)；將蒸汽冷凝物傳送通過熱交換部件；將攜帶在冷卻劑中的熱傳遞給熱交換部件中的蒸汽冷凝物，以形成經(jīng)加熱的蒸汽冷凝物；以及將經(jīng)加熱的蒸汽冷凝物傳送給熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見。 附圖說明在說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求書中特別指出和清楚地要求保護(hù)被視為本專利技術(shù)的主題。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下詳細(xì)描述，本專利技術(shù)的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的， 其中圖1是示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的示意圖；以及圖2是示出了根據(jù)該示例性實(shí)施例的另一方面的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置的示意圖, 詳細(xì)描述以參照附圖的實(shí)例的方式闡述了本專利技術(shù)的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。 部件列表2聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置(CCPP) 3渦輪機(jī)系統(tǒng) 4燃?xì)廨啓C(jī)(GT) 6蒸汽輪機(jī) 8發(fā)電機(jī)(G)10熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) 16壓縮機(jī)區(qū)段 18渦輪區(qū)段 20壓縮機(jī)/渦輪軸燃燒器HP蒸汽渦輪區(qū)段 IP蒸汽渦輪系統(tǒng) LP蒸汽渦輪區(qū)段222728 2931HP-IP 軸32IP-LP 軸 36 HP區(qū)段 38 IP區(qū)段40 LP區(qū)段蒸發(fā)器 41管道 42閥44脫氣器(DA)46HP出口端口47IP出口端口 50排氣煙囪60冷凝系統(tǒng)(C) 63冷凝器65冷卻(冷)水系統(tǒng)(CW)67 LP節(jié)熱器68冷凝物抽取泵72管道80熱交換器85冷卻系統(tǒng)(水)87供應(yīng)管道88返回管道110旁路系統(tǒng)112控制器113傳感器118、119、120 多個(gè)閥123翅扇式冷卻器125風(fēng)扇130旁路回路133LP再循環(huán)泵135溫度控制模塊具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1，在2處大體指示了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置(CCPP)。 CCPP 2包括渦輪機(jī)系統(tǒng)3，渦輪機(jī)系統(tǒng)3具有通過發(fā)電機(jī)8來操作性地連接到蒸汽輪機(jī)6 上的燃?xì)廨啓C(jī)4。燃?xì)廨啓C(jī)4和蒸汽輪機(jī)6還連接到熱回收蒸汽發(fā)生器10上。燃?xì)廨啓C(jī)4 包括通過共同的壓縮機(jī)/渦輪軸20來操作性地連接到渦輪區(qū)段18上的壓縮機(jī)區(qū)段16。壓縮機(jī)區(qū)段16和渦輪區(qū)段18還由燃燒器22連接。空氣在壓縮機(jī)區(qū)段16中被壓縮且被引導(dǎo)到燃燒器22，以便與燃料混合并形成可燃混合物。可燃混合物被點(diǎn)燃而形成燃燒氣體，燃燒氣體被傳送到渦輪區(qū)段18中。來自燃燒氣體的熱能和動(dòng)能在渦輪區(qū)段18中轉(zhuǎn)化成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。機(jī)械能用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)8和蒸汽輪機(jī)6。蒸汽輪機(jī)6包括高壓(HP)蒸汽區(qū)段27、中壓(IP)蒸汽區(qū)段觀和低壓(LP)區(qū)段 29。HP區(qū)段27通過第一軸31來操作性地聯(lián)接到IP蒸汽區(qū)段觀上，而IP蒸汽區(qū)段28通過第二軸32來操作性地聯(lián)接到LP蒸汽區(qū)段四上。根據(jù)該示例性實(shí)施例，蒸汽輪機(jī)6流體地連接到HRSGlO上。更具體而言，HP蒸汽區(qū)段27通過管道(未顯示)來流體地連接到HRSG 10的HP區(qū)段36上。同樣地，IP蒸汽區(qū)段28通過另一個(gè)管道(也未顯示)來流體地連接到HRSG 10的IP區(qū)段38上，而LP蒸汽區(qū)段四通過管道41來流體地連接到HRSG的LP蒸發(fā)器區(qū)段40上。閥42將LP蒸發(fā)器40流體地連接到脫氣器44上。脫氣器44包括HP出口端口 46和IP出口端口 47。脫氣器44構(gòu)造成從傳送到HRSG 10中的給水中移除空氣和其它溶解的氣體。最后，顯示了 HRSG 10包括排氣煙囪50。在這點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解，雖然是結(jié)合三壓HRSG系統(tǒng)來顯示該示例性實(shí)施例，但是也可采用其它HRSG系統(tǒng)，包括兩壓HRSG系統(tǒng)。而且，應(yīng)當(dāng)理解，可采用再熱和非再熱HRSG系統(tǒng)兩者。進(jìn)一步顯示了 CCPP 2包括流體地連接到蒸汽輪機(jī)6的LP蒸汽區(qū)段四上的冷凝系統(tǒng)60。冷凝系統(tǒng)60使來自LP蒸汽區(qū)段四的LP蒸汽冷凝，以將給水提供給HRSG 10。冷凝系統(tǒng)60包括接收來自LP蒸汽渦輪四的蒸汽的冷凝器63，以及冷水系統(tǒng)65。冷水系統(tǒng) 65將冷水傳送到LP蒸汽的附近，以形成冷凝物。然后冷凝物抽取泵68通過管道72而將冷凝物傳送給LP節(jié)熱器67。根據(jù)該示例性實(shí)施例，管道72穿過熱交換器80。熱交換器80使傳送到LP節(jié)熱器67的冷凝物的溫度升高。使冷凝物的溫度升高有助于確保排氣煙@ 50處的溫度保持在酸露點(diǎn)溫度以上。根據(jù)該示例性實(shí)施例的一方面，離開熱交換器80的冷凝物的溫度在約 95° F(36°C )至約155° F(68. 3°C )的范圍中。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，溫度范圍可取決于各種各樣的內(nèi)部和外部運(yùn)行狀況而有所不同。用來使冷凝物的溫度升高的經(jīng)加熱介質(zhì)從渦輪機(jī)系統(tǒng)3的渦輪機(jī)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)85獲得。冷卻系統(tǒng)85將諸如水的冷卻劑傳送通過渦輪機(jī)系統(tǒng)3的多個(gè)部分，以降低溫度。 冷卻系統(tǒng)85可包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，例如潤滑劑冷卻器、發(fā)電機(jī)冷卻器、霧化空氣冷卻器、 渦輪支腿冷卻器等等。冷卻劑吸收來自各種構(gòu)件的熱。冷卻劑然后通過供應(yīng)管道87而傳送給熱交換器80，并且通過返回管道88而返回到渦輪機(jī)系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)85。根據(jù)該示例性實(shí)施例的一方面，流過供應(yīng)管道87的冷卻劑處于約110° F(43. 30C )至約170° F(76. 6°C )的范圍中的溫度。從熱交換器80返回的冷卻劑處于約90° F(32.2°C)至約150° F(65.5°C) 的范圍中的溫度。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，上述溫度可有所不同。流過熱交換器80的冷卻劑對(duì)冷凝物放熱。這樣，進(jìn)入HRSG 10的冷凝物就被預(yù)熱，以確保排氣本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
2010.10.28 US 12/9138981.一種聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置0)，包括燃?xì)廨啓C(jī)⑷；操作性地連接到所述燃?xì)廨啓C(jī)(4)上的蒸汽輪機(jī)(6)；操作性地連接到所述燃?xì)廨啓C(jī)(4)和所述蒸汽輪機(jī)(6)上的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG) (10)；流體地連接到所述燃?xì)廨啓C(jī)(4)上的冷卻系統(tǒng)(85)，所述冷卻系統(tǒng)(85)構(gòu)造成和設(shè)置成將冷卻劑傳送通過所述燃?xì)廨啓C(jī)以吸收熱；流體地連接到蒸汽渦輪07二8，29)和所述HRSG(IO)上的冷凝系統(tǒng)(60)，所述冷凝系統(tǒng)(60)構(gòu)造成和設(shè)置成將來自所述蒸汽輪機(jī)(6)的蒸汽冷凝物(6 輸送到所述 HRSG(IO)；以及流體地連接到所述冷卻系統(tǒng)(邪)和所述冷凝系統(tǒng)(60)上的熱交換部件(80)，所述熱交換部件(80)構(gòu)造成和設(shè)置成將攜帶在所述冷卻劑中的熱傳遞給所述蒸汽冷凝物(63)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置O)，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·斯瓦桑卡蘭，T·R·比頓，H·克漢沃瓦拉，I·馬朱姆德，E·納岡安，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。