專利名稱：：用于動(dòng)力設(shè)備的使用空冷蒸汽冷凝器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的方面針對于用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)和方法，更具體地，針對于用于在其中帶有空冷蒸汽冷凝器以改進(jìn)效率的聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：在世界上水缺乏的地區(qū)使用的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中，由于水的難以獲得，空冷冷凝器被安裝。空冷冷凝器具有冷卻限制并給動(dòng)力設(shè)備造成性能損失。在特別熱的日子里，通過使用輔助的空冷冷凝器，此問題在一些情況下被處理。空冷冷凝器還在其它情況下被安裝在包括輔助翅扇冷卻器的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備中，輔助翅扇冷卻器在熱的日子里運(yùn)轉(zhuǎn)以減少用于空冷冷凝器的額外負(fù)荷。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括蒸汽輪機(jī)，第一和第二蒸汽供給從其輸出，空冷冷凝器，其構(gòu)造成流體地(fluidly)接收和經(jīng)由空氣供給空冷至少第一蒸汽供給，冷卻塔，第一水供給從其中循環(huán)，激冷圏，第二水供給中的水從其中循環(huán)從而冷卻空氣供給，蒸汽吸收機(jī)(VAM)，其構(gòu)造成流體地接收第二蒸汽供給和第一水供給，由此蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)(conducted)從而冷卻第二水供給。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)，其中動(dòng)力設(shè)備包括在運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生蒸汽的蒸汽源，和至少高壓和低壓蒸汽輪機(jī)，此高壓和低壓蒸汽輪機(jī)各纟皮構(gòu)造成流體地接收產(chǎn)生的蒸汽，低壓蒸汽輪機(jī)進(jìn)一步地^皮構(gòu)造成輸出第一和第二蒸汽供給，此系統(tǒng)包括空冷冷凝器，其被構(gòu)造成流體地接收和經(jīng)由空氣供給空冷至少第一蒸汽供給，冷卻塔，第一水供給從其中循環(huán)，激冷圈，第二水供給中的水從其中循環(huán)從而冷卻至空冷冷凝器的空氣供給，以及蒸汽吸收機(jī)(VAM),其構(gòu)造成流體地接收第二蒸汽供給和第—水供給，由此蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)從而冷卻第二水供給。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法，該動(dòng)力設(shè)備包括冷卻塔，第一水供給從其中循環(huán)，和至少高壓和低壓蒸汽輪機(jī)，低壓蒸汽輪機(jī)被構(gòu)造成輸出第一和第二蒸汽供給，該方法包括經(jīng)由第二水供給230冷卻空氣供給，經(jīng)由空氣供給運(yùn)轉(zhuǎn)空冷冷凝器90從而冷凝至少第一蒸汽供給，經(jīng)由制冷循環(huán)來冷卻第二水供給230，在制冷循環(huán)中第二蒸汽供給活化制冷劑，從冷卻塔110循環(huán)的第一水供給冷卻并冷凝制冷劑，制冷劑隨后與第二水供給230交換熱量。本發(fā)明的主旨在說明書結(jié)論中的權(quán)利要求中被特別地指出并明確地要求保護(hù)。通過下文中結(jié)合附圖的對本發(fā)明的詳細(xì)描述，可以清楚本發(fā)明的上述以及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是示例性的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的示意圖；以及圖2是圖1中聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的部分的示意圖。部件列表1系統(tǒng)2燃?xì)廨啓C(jī)3熱回收蒸汽發(fā)生器5蒸汽輪才幾50熱量60高壓蒸汽4侖機(jī)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實(shí)施例方式參考圖1和2,提供了一種系統(tǒng)1用于動(dòng)力設(shè)備，諸如聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備。此動(dòng)力設(shè)備包括蒸汽源，諸如燃?xì)廨啓C(jī)2，其在運(yùn)作期間產(chǎn)生熱量50,熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)3,其聯(lián)接在燃?xì)廨啓C(jī)2上，冷卻塔110,蒸汽輪機(jī)5，諸如高壓蒸汽輪機(jī)(HPST)60,中壓蒸汽輪機(jī)(IPST)70和低壓蒸汽輪機(jī)(LPST)80。HRSG3通過燃?xì)廨啓C(jī)2產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生蒸汽并包括熱交換器，諸如高溫加熱器、蒸發(fā)器和預(yù)加熱器，其沿軸線設(shè)置在HRSG中，產(chǎn)生的蒸汽的部分通過其轉(zhuǎn)移(divert)到HPST60、IPST70和LPST80中。經(jīng)由轉(zhuǎn)移的蒸汽，HPST60、IPST70和LPST80產(chǎn)生能量，諸如電，并輸出用過的蒸汽供給。系統(tǒng)1的運(yùn)轉(zhuǎn)涉及至少LPST80的用過的蒸汽供給的使用。這里，注意到圖1顯示的動(dòng)力設(shè)備僅是示例性的，同樣的其它結(jié)構(gòu)是可能存在的。例如，只要系統(tǒng)1設(shè)有轉(zhuǎn)移的蒸汽供給，HPST60、IPST70和LPST80可互換或整個(gè)去除。而且，應(yīng)該理解，系統(tǒng)1可應(yīng)用于其它類型的動(dòng)力設(shè)備和除本文論述之外的其它工業(yè)應(yīng)用。作為另一個(gè)實(shí)例，HPST60、IPST70和LPST80可聯(lián)接在燃?xì)廨啓C(jī)2上或可經(jīng)由燃料直燃獨(dú)立地運(yùn)行，其產(chǎn)生熱量，蒸汽還可從此熱量中產(chǎn)生。參考圖2，LPST80包括高壓段160和低壓段170并從例如HRSG3的一個(gè)熱交換器接收入口蒸汽供給180。在其它的布置中，LPST80還可從HRSG3、HPST60和IPST70中的一個(gè)或多個(gè)接收入口蒸汽供給。在任何情況下，LPST80在運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生能量和/或電并包括高壓段160和低壓段170，用過的蒸汽供給從其分別輸出為至少第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240。在一個(gè)實(shí)施例中，第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240可輸出具有相似或不相似的壓力，大概1.5和lpsia?？绽淅淠?0構(gòu)造成流體地接收和空冷至少第一蒸汽供給190，和在一些情況下，第二蒸汽供給240的部分，如下面將要論述的。空冷冷凝器90用例如電能運(yùn)轉(zhuǎn)并經(jīng)由空氣供給200冷卻第一蒸汽供給190?？諝夤┙o200從例如最初在系統(tǒng)1的外部的周圍空氣中被吸取，通過入口121,并在第一蒸汽供給190的冷卻后，通過出口122從系統(tǒng)1中排出。系統(tǒng)1還包括冷卻塔110，第一水供給210從其中循環(huán)，激冷圈220，其設(shè)置在空冷冷凝器90的周圍。第二水供給230通過激冷圏220循環(huán)從而冷卻空氣供給200。蒸汽吸收機(jī)(VAM)120構(gòu)造成流體地接收第二蒸汽供給240和第一水供給210，由此蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)從而在笫二水供給230循環(huán)通過激冷圈220之前冷卻第二水供給230。第一水供給210和第二水供給230的循環(huán)可分別由第二泵260和第三泵250或分別由其他類似裝置完成。在一個(gè)實(shí)施例中，VAM120可包括笫一熱交換器126,第二蒸汽供給240通過其加熱從而活化制冷劑，第二熱交換器127，第一水供給210通過其冷卻被活化的制冷劑，第三熱交換器128，第一水供給210通過其冷凝^皮冷卻的制冷劑，第四熱交換器129，被冷凝的制冷劑通過其冷卻第二水供給230。這里，第二熱交換器127和第三熱交換器128在VAM120的水側(cè)-陂相互連續(xù)地，流體地i殳置。在一個(gè)實(shí)施例中，制冷劑可包括氨/水或溴化鋰/水混合物的供給。系統(tǒng)1還可包括凝液抽提泵(CEP)IOO，已經(jīng)-故冷凝的和/或從空冷冷凝器90和VAM120輸出的第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240分別向其轉(zhuǎn)移。如上所述，第二蒸汽供給240的部分可通過設(shè)置在第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240之間的閥150而轉(zhuǎn)移到空冷冷凝器90中。閥150允許控制提供給空冷冷凝器90的蒸汽的比率。閥150可手動(dòng)控制或使用控制器自動(dòng)控制，控制器可包括，例如，聯(lián)接在分布式控制系統(tǒng)(DCS)上的微處理器。根據(jù)又一方面，提供了一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備1的方法，此動(dòng)力設(shè)備包括冷卻塔110，第一水供給210從其中循環(huán)，以及至少高壓蒸汽輪機(jī)(HPST)60和低壓蒸汽輪機(jī)(LPST)80，LPST80^皮構(gòu)造成輸出第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240。此方法包括經(jīng)由第二水供給230冷卻空氣供給200，經(jīng)由空氣供給200運(yùn)轉(zhuǎn)空冷冷凝器卯從而冷凝第一蒸汽供給190，經(jīng)由制冷循環(huán)冷卻第二水供給230,在制冷循環(huán)中第二蒸汽供給240活化制冷劑，從冷卻塔110循環(huán)的第一水供給210冷卻并冷凝制冷劑，制冷劑隨后與第二水供給230交換熱量。此方法還可包括轉(zhuǎn)移已經(jīng);故冷凝的第一蒸汽供給190和第二蒸汽供給240到凝液抽提泵(CEP)100,引導(dǎo)在第二蒸汽供給240和制冷劑以及第一水供給210和制冷劑之間的一系列的熱交換，引導(dǎo)制冷劑和笫二水供給230之間的熱交換，引導(dǎo)第二水供給230和空氣供給200之間的熱交換。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括系統(tǒng)1的動(dòng)力設(shè)備的效率可改進(jìn)0.15%，同樣，系統(tǒng)1的安裝可補(bǔ)償與之有關(guān)的花費(fèi)。而且，還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)l的安裝將導(dǎo)致聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備2.0MW的能量增加。系統(tǒng)1增加的效率至少部分起因于此事實(shí)，即LPST80中的蒸汽可膨脹至2個(gè)大氣壓力(pressure),其中，一半蒸汽膨脹至在其它的情況下在水冷冷凝器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中相同的壓力。盡管對本公開參考示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和等同替代其中的元件。另外，在不脫離本公開的本質(zhì)范圍情況下，可以根據(jù)本公開的教導(dǎo)做出許多更改以適合用于特定的情況或材料。因此，注意到本公開不限于作為可構(gòu)思出的實(shí)現(xiàn)本公開的最佳方式被公開的特定的示例性實(shí)施例，本公開將包括落在附帶的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。權(quán)利要求1.一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)(1)，包括蒸汽輪機(jī)(2)，第一和第二蒸汽供給(190，240)從其輸出；空冷冷凝器(90)，其構(gòu)造成流體地接收和經(jīng)由空氣供給(200)空冷至少所述第一蒸汽供給(190)；冷卻塔(110)，第一水供給(210)從其中循環(huán)；激冷圈(220)，第二水供給(230)從其中循環(huán)從而冷卻所述空氣供給(200)；以及蒸汽吸收機(jī)(VAM)(120)，其構(gòu)造成流體地接收所述第二蒸汽供給(240)和所述第一水供給(210)，由所述蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)從而冷卻所述第二水供給(230)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二蒸汽供給(190,240)具有不相等的壓力。3.才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括凝液抽提泵(100)，已經(jīng)從所述空冷冷凝器(90)和所述VAM(120)輸出的所述第一和第二蒸汽供給(190，240)分別向其轉(zhuǎn)移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述VAM(120)包括第一熱交換器(126),所述第二蒸汽供給(240)通過所述第一熱交換器加熱/人而活化制冷劑；第二熱交換器(127)，所述第一水供給(210)通過所述第二熱交換器冷卻所述纟皮活化的制冷劑；第三熱交換器(128),所述第一水供給(210)通過所述第三熱交換器冷凝所述纟皮冷卻的制冷劑；以及第四熱交換器(129)，所述被冷凝的制冷劑通過所述第四熱交換器冷卻所述第二水供給(230)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一泵(250)，其構(gòu)造成通過所述VAM(120)抽吸所述第一水供給(210);第二泵(260)，其構(gòu)造成通過所述VAM(120)和隨后的所述激冷圈(220)抽吸所述第二水供給(230)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激冷圈(220)設(shè)置在所述空冷冷凝器(90)的周圍或是在所述空冷冷凝器(90)上的一體的部件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述激冷圈(220)的上游的入口(121),所述空氣供給通過其循環(huán)；設(shè)置在所述激冷圈(220)的下游的出口(122),所述空氣供給通過其輸出。8.—種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的系統(tǒng)(l)，所述動(dòng)力設(shè)備包括在運(yùn)作期間產(chǎn)生蒸汽的蒸汽源(2);以及至少高壓和低壓蒸汽輪機(jī)(60，70，80)，其各纟皮構(gòu)造成流體地接收所述產(chǎn)生的蒸汽，所述低壓蒸汽輪機(jī)(80)進(jìn)一步地;故構(gòu)造成輸出笫一和第二蒸汽供給(190，240),所述系統(tǒng)包括空冷冷凝器(90),其構(gòu)造成流體地接收和經(jīng)由空氣供給(200)空冷至少所述第一蒸汽供給(190);冷卻塔(IIO)，第一水供給(210)從其中循環(huán)；激冷圈(220)，第二水供給(230)從其中循環(huán)從而冷卻所述空氣供給(200);以及蒸汽吸收機(jī)(VAM)(120)，其構(gòu)造成流體地接收所述第二蒸汽供給(240)和所述第一水供給(210),由所述蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)從而冷卻所述第二水供給(230)。9.一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方法，所述動(dòng)力設(shè)備包括冷卻塔(IIO)，第一水供給(210)從所述冷卻塔(110)中循環(huán)，和至少高壓和低壓蒸汽輪機(jī)(60,70，80)，所述低壓蒸汽輪機(jī)(80)被構(gòu)造成輸出第一和第二蒸汽供給(190，240),所述方法包括經(jīng)由第二水供給(230)冷卻空氣供給(200);經(jīng)由所述空氣供給(200)運(yùn)轉(zhuǎn)空冷冷凝器(90)從而冷凝至少所述第一蒸汽供給(190);以及經(jīng)由制冷循環(huán)來冷卻所述第二水供給(230),在所述制冷循環(huán)中所述第二蒸汽供給(240)活化制冷劑，從所述冷卻塔(110)循環(huán)的所述第一水供給(210)冷卻并冷凝所述制冷劑，所述制冷劑隨后與所述第二水供給(230)交換熱量。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于聯(lián)合循環(huán)或蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的使用空冷蒸汽冷凝器的系統(tǒng)(1)。具體而言，該系統(tǒng)包括蒸汽輪機(jī)(2)，第一和第二蒸汽供給(190，240)分別高壓和低壓地從其輸出，構(gòu)造成流體地接收和經(jīng)由空氣供給(200)來空冷至少第一蒸汽供給(190)的空冷冷凝器(90)，冷卻塔(110)，第一水供給(210)從其中循環(huán)，激冷圈(220)，第二水供給(230)從其中循環(huán)從而冷卻空氣供給(200)，構(gòu)造成流體地接收第二蒸汽供給(240)和第一水供給(210)的蒸汽吸收機(jī)(VAM)(120)，由此蒸汽吸收機(jī)制冷循環(huán)被引導(dǎo)從而冷卻第二水供給(230)。文檔編號(hào)F01K11/02GK101638997SQ20091015924公開日2010年2月3日申請日期2009年7月30日優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日發(fā)明者A·K·沙馬,P·納拉延,S·V·錢德拉波斯申請人:通用電氣公司