专利名称：：在联合循环动力设备中提取热水来预热燃料的系统和组件的制作方法
技术领域：
：本发明大致涉及发电系统，更具体地，涉及用于联合循环动力设备中的预热燃料的系统和组件。
背景技术：
：至少一些已知的发电系统包括构造成从燃气轮机发动机的排气中的各连续的阶段中产生逐渐降低温度的蒸汽的多级热回收蒸汽发生器(HRSG)。在至HRSG的气体入口的相对高温度的热量能够在HRSG的高压阶段或部分产生相对高压的蒸汽。在热量从高压阶段的气体中去除后，气体被引导至中压阶段，在此，相对较冷的气体仅能够产生相对低压或中压的蒸汽。典型地，燃料被预加热以减少燃气轮机发动机中的燃料消耗。燃料的预加热使用来自相应的HRSG的部分的一个或更多水流以加热多级燃料加热器中的燃料。然而，使用单级或多级燃料加热器的燃料之外的热量的量是受限制的。
发明内容在一个实施例中，燃料供给系统包括构造成通过混合来自多级热交换器装置的蒸汽和水的至少一个的逐渐升高温度的加热的流来加热水流的水加热器组件，构造成接收燃料流的燃料入口流路，包括与燃料入口流路流通地联接的第一流路和与水热交换器组件流通地联接的第二流路的燃料加热器，其中，燃料加热器构造成将热量从水流传输至燃料流。在另一个实施例中，水加热器组件构造成通过混合来自多级热换器装置的蒸汽和水的至少一个的逐渐升高温度的加热的流来加热水流。水加热器组件包括构造成从定位在多级热交换器装置中的相对低压的热交换器接收冷凝水流的入口，以及包括多个入口流路的闪蒸罐混合容器和出口。闪蒸罐混合容器构造成接收来自与多个入口流路的各个流通地联接的多级热交换器装置中的相应的热交换器的蒸汽和水的至少一个的流。在又一个实施例中，燃料加热器組件构造成通过混合来自多级热交换器装置的蒸汽和水的至少一个的逐渐升高温度的加热的流来加热水流。燃料加热器組件包括水加热器组件，水加热器组件包括多个构造成接收来自定位在多级热交换器装置中的相应的热交换器的蒸汽和水的至少一个的流的入口流路，其中，相应的热交换器对应于多级热交换器装置中的多个不同温度的热量。水加热器组件还包括构造成从水加热器组件引导冷凝加热流的出口。燃料加热器组件还包括燃料加热器，燃料加热器包括构造成与燃料流流通地联接的笫一流路和构造成与出口流通地联接的第二流路，其中，燃料加热器构造成将热量从水流传输至燃料流。图1和2显示本文描述的系统和组件的示例性实施例。图1是示例性的联合循环发电系统的示意图；和图2是才艮据本发明的示例性实施例的图1所示的水加热器组件的示意图。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>226闪蒸罐混合容器228出口230第二流路231控制阀232第三流路234热交换器236控制阀240控制器242处理器具体实施方式下文的具体描述通过示例来说明本发明的实施例，但不限于此示例。可构思本发明具有一般应用，其通过使用逐渐升高温度的热量预热至工业、商业、及住宅应用中的燃烧器的燃料流以改进燃烧和发电系统的效率。如本文所使用的，高温度的热量指的是在相对高的温度的热量，低温度的热量指的是在相对低的温度的热量，中温度的热量指的是温度在高温度的热量和低温度的热量的温度之间的热量。如本文所使用的，用单数并以词"一，，或"一个，，进行叙述的元件或步骤应当理解为不排除复数的元件或步骤，除非这样的排除被明确地指出。此外，本专利的"一个实施例"不应被解释成排除另外的也包含所述的特征的实施例的存在。图1是示例性的联合循环发电系统5的示意图。发电系统包括燃气轮机发动机组件7，燃气轮机发动机组件7包括压缩机IO、燃烧器12和通过在燃烧器12中产生的膨胀的热气体提供动力用于驱动发电机14的涡轮13。来自燃气轮机13的排气通过管道5供给至热回收蒸汽发生器(HRSG)16用于从排气中回收废热。HRSG16包括高压(HP)部分24、中压(IP)部分26和低压(LP)部分30。HRSG16构造成从排气HP、IP和LP部分24、26和30各可包括节约器、蒸发器、过热器和/或给水或与相应的部分相关的其它预加热器，诸如，但不限于，可#皮分割为多个热交换器的高压部分预加热器，分割得到的多个热交换器之后定位在一个或更多部分(HP、IP、LP)中。节约器部分典型地用于在水转化为蒸汽之前在例如蒸发器中预加热水。水通过管道21供给至HRSG16以产生蒸汽。从供给至HRSG的排气中回收的热量传输至HRSG16中的水/蒸气用于产生蒸汽，此蒸汽通过线路17供给至蒸汽轮机18中，用于驱动发电机19。线路17代表在HRSG16和蒸汽轮机18之间的用于在不同压力水平下产生蒸汽的多个蒸汽线路。来自HRSG16的冷却的气体经由出口管道31和烟囱(未示出)排放至大气中。在示例性实施例中，联合循环动力设备5还包括作为与HRSG16分开的单独的装置而定位的水加热器组件34。在备选的实施例中，水加热器组件34定位在HRSG16中。水和/或蒸汽从HRSG的一个或更多的部分被提取并被引导至水加热器组件34中。燃料加热水36的流从水加热器组件34引导至燃料加热器38中。燃料40的流引导通过燃料加热器38，在此，燃料40的流接收从燃料加热水36的流传输的热量。加热的燃料-故引导至燃烧器12中。燃料加热水36的冷却的流被引导至冷凝器20中。图2^:才艮据本发明的示例性实施例的水加热器組件34(图1中所示)的示意图。在示例性实施例中，水加热器组件34包括构造成接收来自诸如LP部分30中的节约器的第一热交换器204的水和蒸汽的至少一个的流的第一入口。在示例性实施例中，水通过管道21从冷凝泵206供给至热交换器204中。来自热交换器204的出口的管道208分支以提供流路210，其引导在热交换器204中加热的水至LP部分30上游的热交换器中。管道208还分支出从热交换器204引导水至入口202的管道212。/人入口202流路分支以通过管道216和流控制阀218供给水至IP部分26中的热交换器214。流控制阀218用于控制引导至热交换器214的流的量，其控制从热交换器214传输至水流的热量的量。IP部分26可包括其它定位在HRSG16中的流的上游、下游和/或中游(evenstream)的热交换器和预加热器。进入入口202的水流还分支通过管道220至升压泵224的吸入管222中。升压泵224提供充分的压差(head)以泵水通过闪蒸罐混合容器226至水加热器组件34的出口228。水加热器组件34包括从热交换器214通过控制阀231至闪蒸罐混合容器226中的第二流路230和从定位在HP部分24中的热交换器234通过控制阀236的第三流路232。在示例性实施例中，仅说明三条流路，然而，在其它实施例中，更多或更少的HRSG热交换器可被使用，其可提供从HRSG16中的热交换器至闪蒸罐混合容器226中的更多或更少的流路。另外，多个热交换器部分可并行地，串行地或结合地流通地联接以提供从各部分至闪蒸罐混合容器226的预定的量的热量。控制阀218、230和236可用于基于燃气轮机发动机13的负载器的热量的份额。在操作期间，冷凝水通过低压节约器204^皮加热。通过低压节约器204的流的部分被引导至上游的热交换器，诸如，但不限于，其它HRSG部分的过热器、蒸发器和/或预加热器。来自低压节约器204的流的剩余部分^f皮引导至泵224和闪蒸罐混合容器226或通过控制阀218至热交换器214中。通过热交换器214的流从IP部分26中的排气接收另外的较高温度的热量。在示例性实施例中，使用控制阀231控制通过热交换器214的流。通过热交换器214的流被引导至闪蒸罐混合容器226的另一入口。给水流被引导通过定位在HRSG16的HP部分的热交换器234，控制阀236并通过第三入口进入闪蒸罐混合容器226中。如本文所使用的，闪蒸罐混合容器指的是容器，其构造成接收具有不同温度的热量的流体流并且合并流，使得来自闪蒸罐混合容器的出口的流是在由合并和混合接收的流产生的温度和压力上。因9此，在示例性实施例中，系统5包括构造成使用任何入口流的结合来控制闪蒸罐混合容器的出口温度和压力并可基于系统5的操作方式来控制出口温度和压力的控制器240。如本文所使用的，操作方式指的是特定的设备排列和/或燃气轮机发动机13和/或蒸汽轮机18的输出能量水平。在示例性实施例中，控制器240包括可编程以包括用于执行本文描述的动作的指令的处理器242。在一个实施例中，控制器240是单独的控制器。在备选的实施例中，控制器240是更大的控制器系统，诸如，但不限于，分布式控制系统(DCS)的子部分或冲莫块。本文所使用的术语处理器指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路，和任何其它能够执行本文描述的功能的电路或处理器。如本文所使用的，术语"软件"和"固件，，是可互换的，并包括存储在存储器中用于被处理器242执行的任何的计算机程序，存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上面的存储器类型仅是示例性的，并不限制可用于计算机程序存储的存储器类型。应该意识到，基于前面的说明书，上述本z^开的实施例可使用计算机编程或包括计算机软件、固件、硬件或任何其结合或子集的工程技术来实现，其中的技术效果是控制在多级热交换器和燃料流之间传输的热量的量。任何具有计算机可读代码的方法以达到这样的效果的程序可在一个或更多计算机可读介质中被包含或提供，从而根据论述的本公开的实施例来制造计算机程序产品，即制品。计算机可读介质可为，例如，但不限于，固定(硬)驱动器、磁盘、光盘、磁带、诸如只读存储器(ROM)的半导体存储器和/或诸如因特网或其它通信网络或连接的任何发送/接收介质。包括计算机代码的制品可通过从介质中直接执行代码，从一个介质向另一个介质拷贝代码或通过在网络上传递代码而被制造和/或使用。上述描述的用于加热燃料流的系统和组件的实施例提供使用来10自多级热交换器的逐渐升高温度的热量加热的水来改进发电系统的效率的有成本效益的和可靠的方法。更具体地，本文描述的系统和组件通过预加热引入的燃料至预定的温度来促进改进动力设备的效率。另外，上述系统和组件促进提高至燃气轮机燃烧器的燃料入口温度，使得达到需要的燃烧温度的燃烧过程需要的燃料的量减少，从而改进发电循环的整体效率。结果，本文描述的系统和组件以有成本效益的和可靠的方式促进提高发电系统的效率。使用来自多级热交换器的逐渐升高温度的热量加热的水来加热燃料流的示例性的系统和组件在以上^皮详细地说明。所说明的系统不限于本文描述的具体的实施例，而是，本文描述的各部件可独立地和与其它部件分开地使用。各系统部件还可与其它系统部件结合使用。尽管本公开已经根据不同的具体的实施例进行了描述，应该认识到本公开可在权利要求的精神和范围内有修改地实施。权利要求1.一种燃料供给系统，其包括水加热器组件(34)，其构造成通过混合来自多级热交换器装置的蒸汽和水的至少一个的逐渐升高温度的加热的流来加热水流；构造成接收燃料流(40)的燃料入口流路(210)；和包括与所述燃料入口流路流通地联接的第一流路的燃料加热器，所述燃料加热器包括与所述水加热器组件流通地联接的第二流路(230)，所述燃料加热器构造成将热量从所述水流传输至所述燃料流。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水加热器组件(34)构造成从定位在所述多级热交换器装置中的相对低压热交换器(204)接收冷凝水流。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水加热器组件(34)包括第一流路(210)，其中，利用泵(224)，所述接收的冷凝水流被引导通过定位在所述多级热交换器装置中的相对低压热交换器(204)至闪蒸罐混合容器(226)。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水加热器组件(34)包括第二流路(230)，其中，所述接收的冷凝水流被引导通过定位在所述多级热交换器装置中的相对中压热交换器(214)至闪蒸罐混合容器(226)。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述燃料流(40)的温度使用至所述中压热交换器(214)的入口流来控制。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水加热器组件(34)构造成从定位在所述多级热交换器装置中的相对高压热交换器(234)接收给水流，所述水加热器组件包括从所述高压热交换器至所述闪蒸罐混合容器(226)的第三流路(232)。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级热交换器装置包括中压部分(26)，其包括定位在通过所述多级热交换器装置的气体流路方向上的中压蒸发器和中压过热器中的至少一个的下游的中压热交换器(214)。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级热交换器装置包括高压部分(24),其包括定位在通过所述多级热交换器装置的气体流路方向上的高压蒸发器和高压过热器中的至少一个的下游的高压热交换器(234)。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级热交换器装置包括低压部分(30),其包括定位在通过所述多级热交换器装置的气体流路方向上的低压蒸发器和低压过热器中的至少一个的下游的低压热交换器(204)。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多级热交换器装置包括中压部分(26)，其包括定位在中压热交换器的邻近并且在通过所述多级热交换器装置的气体流路方向上的中压蒸发器和中压过热器中的至少一个的下游的高压或中压热交换器(214,234)。全文摘要本发明涉及在联合循环动力设备中提取热水来预热燃料的系统和组件。具体而言，提供了一种燃料供给系统。燃料供给系统包括构造成通过混合来自多级热交换器装置的蒸汽和水的至少一个的逐渐升高温度的加热的流来加热水流的水加热器组件(34)，构造成接收燃料流(40)的燃料入口流路(210)和包括与燃料入口流路流通地联接的第一流路的燃料加热器，燃料加热器包括与水加热器组件流通地联接的第二流路(230)，燃料加热器构造成将热量从水流传输至燃料流。文档编号F02C7/224GK101644192SQ20091016388公开日2010年2月10日申请日期2009年8月5日优先权日2008年8月5日发明者P·纳拉扬,S·V·钱德拉波斯申请人:通用电气公司