联合循环发电设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及联合循环发电设备。更具体而言，本发明涉及其中离开涡轮的气流的温度降低而不需要在余热回收蒸汽发生器内使用高成本镍合金的设备。
【背景技术】
[0002]如公知的，在联合循环发电设备中，燃气涡轮循环的热排出气体传送到余热回收蒸汽发生器中，其使用排出气体的可用的热来抽取能量用于运转蒸汽发电设备，导致相比于单一发电设备循环时的改进的总体效率。
[0003]为了使联合循环的效率最大化，离开燃气涡轮的排出气体的温度应当为大约700°。然而，由于余热回收蒸汽发生器将需要安装承受进入气流的温度所需的高成本的镍合金，故此类温度对蒸汽循环提出了显著的挑战。此外，余热回收蒸汽发生器将需要实施厚管路和壳，这将导致降低的操作灵活性。
[0004]已经提出了上述技术问题的可能解决方案，但它们所有都与显著的效率损失或危险材料相关联。这些包括甲烷与蒸汽和热燃料再形成合成气，或使用具有双重换热器和填充有钠、钾或铯的管的热管类型的解决方案。然而，已知的是合成气由于逆燃风险而难以焚烧，并且再形成与水和能量损失相关联。碱金属由于与水反应的风险而为危险的。较简单的构思包括燃料预热，这在燃料更好地适于循环的较低能量部分时是不可取的。
[0005]为了缓解这些问题，需要一种可将余热回收蒸汽发生器入口温度优选从700°C降低至650°C的水平的解决方案。为了该目的，此类解决方案应当能够降低燃气涡轮出口温度，并且优选将能量输送至循环中的最高点。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于通过提供大致如独立权利要求1中限定的联合循环设备来解决前述技术问题。
[0007]优选实施例在对应的从属权利要求中限定。
[0008]根据将仅出于示例性且非限制性目的在以下详细描述中描述的优选实施例，本解决方案教导了一种联合循环设备，其使用同流换热，以便将高效燃气涡轮循环的出口温度优选从700°C降低至大约650°C，并且将同流换热的空气喷射到恒压连续燃烧系统的稀释空气混合器中。以该方式，避免了蒸汽循环中的高成本合金的使用，并且保持了高效和低排放循环。
[0009]根据本发明的方面，提供了一种联合循环发电设备，其包括用于压缩气流的压缩机、燃气涡轮、用于加热压缩气体的焚烧器，焚烧器插置在压缩机与燃气涡轮之间，定位在燃气涡轮下游和余热回收蒸汽发生器上游并且构造成使用热排出气体来产生蒸汽的余热回收蒸汽发生器；发电设备还包括位于燃气涡轮下游的同流换热器和用于使从压缩机离开的压缩气体的气流的一部分流出的流出管线，流出管线到达同流换热器，其中同流换热器构造成借助于由流出管线传送的压缩气体的气流的部分降低离开燃气涡轮的热排出气体的温度。
[0010]根据本发明的优选方面，同流换热器适于将离开所述燃气涡轮的热排出气体的温度从大约700°降低至大约650 0O
[0011]根据本发明的优选方面，其适于将由流出管线传送到同流换热器中的气流的部分的温度从大约480°升高至大约680 0O
[0012]根据本发明的优选方面，其中流出管线适于抽取气流，该气流为离开压缩机的压缩气流的至少25%。
[0013]根据本发明的优选方面，离开同流换热器的流出气流通过流出管线喷射到焚烧器中。在其中焚烧器包括单级燃烧器的实施例中，离开同流换热器的流出流喷射在单个燃烧器上游。在其中焚烧器包括主燃烧器、再热燃烧器和布置在它们之间的稀释空气混合器的实施例中，离开同流换热器的流出气流通过流出管线喷射到稀释空气混合器中。
【附图说明】
[0014]本发明的前述目的和所附优点中的许多个将变得更容易认识到，因为其通过参照连同附图进行时的以下详细描述而变得更好理解，在该附图中:
图1示出了根据已知技术的联合循环设备的示意图；
图2示出了根据本发明的第一实施例的联合循环设备的示意图；
图3示出了根据本发明的第二实施例的联合循环设备的示意图。
【具体实施方式】
[0015]参照图1，示出了根据现有技术的联合循环设备10。联合循环设备10包括大体上以附图标记100指示的气体发电设备，以及蒸汽发电设备200。气体发电设备和蒸汽发电设备协作来使轴80旋转，轴80继而连接于发电机70用于发电。气体发电设备100包括压缩机20，其吸入气流(典型地是来自外部环境的空气)并且驱动其至焚烧器40 (升高其压力)，焚烧器40将其进一步激励。焚烧的气体接着在燃气涡轮30中膨胀，燃气涡轮30使轴80旋转用于产生有用功。
[0016]典型地具有大约700°的温度的离开涡轮30的热排出气体接着传送到余热回收蒸汽发生器50中，其使用排出热来在蒸汽发电设备200中产生蒸汽，如在附图的图中指示的。过热蒸汽接着膨胀到蒸汽涡轮90中，蒸汽涡轮90与燃气涡轮30协作来将转矩生成到轴80上以产生电能。如能够在图1的现有技术图中清楚看到的，离开压缩机20的所有压缩空气驱动到焚烧器40中。
[0017]现在接下来参照图2，示出了根据本发明的联合循环设备I的示意图。具体而言，联合循环I包括以数字1000指示的气体发电设备，以及协作来将转矩给予轴80用于在发电机70处产生电能的蒸汽发电设备2000。
[0018]气体设备1000包括用于压缩气流(典型地是来自外部环境的空气)的压缩机2，该气流接着驱动到焚烧器3中，焚烧器3插置在压缩机2与燃气涡轮4之间，进一步激励该气流。焚烧气体接着膨胀到涡轮4中，涡轮4使轴80旋转用于产生能量。离开燃气涡轮3的热排出气体接着传送到余热回收蒸汽发生器5中，其定位在燃气涡轮4下游并且构造成使用热排出气体来产生蒸汽。如此产生的蒸汽接着放出到蒸汽涡轮90中用于使轴80旋转。根据本发明，联合循环I还包括位于燃