燃气涡轮冷却系统及燃气涡轮冷却方法技术方案

本发明专利技术提供一种使用由废热回收锅炉产生的高压蒸气或使高压蒸气的产生减少的情况不会出现而能高效率地利用蒸气对燃气涡轮进行冷却的燃气涡轮冷却系统及冷却方法。该冷却系统具备：燃气涡轮(3)；废热回收锅炉(2)，其具有与来自该燃气涡轮(3)的废热进行热交换而产生高压蒸气的高压系统(6)、向该高压系统(6)供给水及蒸气的高压锅筒(11)、与来自燃气涡轮(3)的废热进行热交换而产生中压蒸气的中压系统(7)、向该中压系统(7)供给水及蒸气的中压锅筒(12)；中压蒸气管(19)，其将中压系统(7)与燃气涡轮(3)的冷却系统连接，从中压系统(7)向冷却系统供给中压蒸气；蒸气供给管(20)，其将高压锅筒(11)与中压锅筒(12)连接，从高压锅筒(11)向中压锅筒(12)供给高压锅筒(11)内的饱和蒸气。

Gas turbine cooling system and gas turbine cooling method

The invention provides a high pressure steam produced by the use of waste heat recovery boiler or the high-pressure steam generated the situation does not appear to reduce the gas turbine cooling system and cooling method for efficient use of steam to gas turbine cooling. With the cooling system: gas turbine (3); waste heat recovery boiler (2), with the gas from the turbine (3) high voltage system of waste heat generated by heat exchanging between high pressure steam (6), (6) to the high pressure system of water supply and steam boiler (11), and from the gas turbine (3) medium voltage system of waste heat generated by heat exchanging between the vapor pressure (7) and to the medium voltage system (7) medium pressure boiler cylinder water supply and steam (12); medium pressure steam pipe (19), the medium voltage system (7) and (3) connected to the gas turbine cooling from the system, the medium voltage system (7) to the cooling medium pressure steam supply system; steam supply pipe (20), the boiler (11) and medium pressure boiler cylinder (12) connected from the pressure cooker cylinder (11) to the medium pressure boiler cylinder (12) supply pressure boiler (11) in the saturated vapor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气涡轮冷却系统及燃气涡轮冷却方法
本专利技术涉及利用由废热回收锅炉产生的蒸气对燃气涡轮进行冷却的燃气涡轮冷却系统及燃气涡轮冷却方法。
技术介绍
设于燃气涡轮复合循环发电(GTCC)、煤气化复合发电(IGCC)的废热回收锅炉利用来自燃气涡轮的废热来产生用于驱动蒸气涡轮的蒸气。但是，伴随着谋求高效率化的燃气涡轮的高温化，从设备保护的观点出发，需要在运转时对成为高温的燃气涡轮燃烧的尾筒以及其他部位等进行冷却。因此，在上述发电系统中，为了对燃气涡轮进行冷却，不仅使用空气作为冷却介质，而且有时使用由废热回收锅炉产生的蒸气作为冷却介质。在专利文献1中公开了这样的技术：在运转时发生了异常的情况下，通过将废热回收锅炉的高压蒸气或中压蒸气导入蒸气冷却系统，来维持基于蒸气的冷却。在专利文献2中公开了同时实现由蒸气进行的动叶片与叶片环部之间的间隙控制和由蒸气进行的燃烧器等高温部件的冷却控制的技术。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-37711号公报专利文献2：日本特开2002-4807号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题由于在废热回收锅炉中产生的4.0MPa到5.0MPa左右的中压蒸气与被冷却对象(燃气涡轮)所要求的冷却条件相符，因此，在使用由废热回收锅炉产生的蒸气作为冷却介质的情况下，多使用中压蒸气。另一方面，为了改善设备效率，要求增加由废热回收锅炉产生的高压蒸气量，因此，要求尽量减小由废热回收锅炉产生的中压蒸气量与被冷却对象(燃气涡轮)的冷却所使用的必要蒸气量之差。但是，其结果是，根据发电负载、燃料条件的不同，可能产生中压蒸气量相对于被冷却对象的必要蒸气量发生不足的情况。因此，考虑将在废热回收锅炉中产生的高压蒸气的一部分用作冷却介质，但是特意地对高温、高压的蒸气进行减温、减压，很有可能导致设备效率降低。本专利技术是鉴于上述的情况而作出的，提供一种使用由废热回收锅炉产生的高压蒸气或者减少高压蒸气的产生的情况不会出现，而能高效率地利用蒸气对燃气涡轮进行冷却的燃气涡轮冷却系统及燃气涡轮冷却方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的燃气涡轮冷却系统及燃气涡轮冷却方法采用以下的手段。本专利技术的第一方案的燃气涡轮冷却系统具备：燃气涡轮；废热回收锅炉，其具有与来自燃气涡轮的废热进行热交换而产生第一蒸气的第一系统、向第一系统供给水及蒸气的第一锅筒、与来自燃气涡轮的废热进行热交换而产生比第一蒸气低压的第二蒸气的第二系统、向第二系统供给水及蒸气的第二锅筒；第一流路，其将第二系统与燃气涡轮的冷却系统连接，从第二系统向冷却系统供给第二蒸气；第二流路，其将第一锅筒与第二锅筒连接，从第一锅筒向第二锅筒供给第一锅筒内的饱和蒸气。根据上述第一方案的燃气涡轮冷却系统，第二锅筒的水及蒸气向废热回收锅炉的第二系统供给，在第二系统中与来自燃气涡轮的废热进行热交换而产生第二蒸气。第二蒸气经由第一流路从第二系统向燃气涡轮的冷却系统供给，从而对燃气涡轮进行冷却。另外，第一锅筒内的饱和蒸气经由第二流路从第一锅筒向第二锅筒供给。其结果是，能使从第二锅筒向第二系统供给的蒸气的蒸气量增加，因此，也能使从第二系统向燃气涡轮的冷却系统供给的蒸气的蒸气量增加。上述第一方案的燃气涡轮冷却系统也可以为，还具备蒸气量调整机构，该蒸气量调整机构基于燃气涡轮的冷却状态来调整在第二流路中流动的饱和蒸气的蒸气量。根据该结构，对应于燃气涡轮的冷却状况，经由第二流路从第一锅筒向第二锅筒供给的饱和蒸气的蒸气量发生变化，因此，能向第二锅筒供给对燃气涡轮进行冷却所需的适当量的饱和蒸气。可以通过在燃气涡轮侧对燃气涡轮的出口温度进行监控、管理、例如基于从燃气涡轮的冷却系统排出的燃气涡轮冷却后的蒸气的蒸气量等，间接地判断燃气涡轮的冷却状况。上述第一方案的燃气涡轮冷却系统也可以为，在第二流路的下游、且在第二锅筒的上游或第二锅筒内设有汽水分离装置。根据该结构，由于经由第二流路从第一锅筒向第二锅筒供给的饱和蒸气利用汽水分离装置分离为水与蒸气，因此，能将分离出的蒸气向燃气涡轮冷却系统供给，能利用不含水的蒸气对燃气涡轮进行冷却。其结果是，能防止由蒸气所含有的水引起的冷却系统的腐蚀、破损。另外，没有因蒸气冷凝而第二锅筒内在短时间内水位上升的情况，因此，能抑制第二锅筒的水位变动。本专利技术的第二方案的燃气涡轮冷却方法是燃气涡轮冷却系统的燃气涡轮冷却方法，该燃气涡轮冷却系统具备：燃气涡轮；废热回收锅炉，其具有与来自燃气涡轮的废热进行热交换而产生第一蒸气的第一系统、向第一系统供给水及蒸气的第一锅筒、与来自燃气涡轮的废热进行热交换而产生比第一蒸气低压的第二蒸气的第二系统、向第二系统供给水及蒸气的第二锅筒，该燃气涡轮冷却方法具备：从第二系统向燃气涡轮的冷却系统供给第二蒸气的步骤；从第一锅筒向第二锅筒供给第一锅筒内的饱和蒸气的步骤。专利技术效果根据上述第二方案的燃气涡轮冷却方法，使用由废热回收锅炉产生的高压蒸气或使高压蒸气的产生减少的情况不会出现而能高效率地利用蒸气对燃气涡轮进行冷却。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的废热回收系统及燃气涡轮冷却系统的概略结构图。图2是表示该实施方式的燃气涡轮冷却系统的概略结构图。图3是表示以往的废热回收系统及燃气涡轮冷却系统的概略结构图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。本专利技术的一实施方式的废热回收系统及燃气涡轮冷却系统例如应用于具有废热回收锅炉2和燃气涡轮3的燃气涡轮复合循环发电(GTCC)、煤气化复合发电(IGCC)等的设备1。燃气涡轮冷却系统例如由废热回收锅炉2、燃气涡轮3、从废热回收锅炉2的中压系统7向燃气涡轮3供给中压蒸气的中压蒸气管19(第一流路)、从高压锅筒11向中压锅筒12供给饱和蒸气的蒸气供给管20(第二流路)等构成。废热回收锅炉2经由废气供给路14被供给从燃气涡轮3排出的废气。而且，废热回收锅炉2与废气的热量(废热)进行热交换而生成蒸气。如图1所示，在废热回收锅炉2设有例如再热系统5、高压系统6、中压系统7、低压系统8、高压锅筒11、中压锅筒12及低压锅筒13等。在废热回收锅炉2中，沿废气的流动方向依次配置有再热系统5、高压系统6、中压系统7、低压系统8。再热系统5包括再热器，从蒸气涡轮4抽出的蒸气经由低温再热蒸气管15向再热系统5供给，由再热系统5的再热器加热。由再热系统5加热了的蒸气经由高温再热蒸气管16向蒸气涡轮4供给，从而对蒸气涡轮4进行驱动。高压系统6包括高压过热器、高压蒸发器，高压系统6的高压蒸发器被从高压锅筒11供给水。从高压锅筒11供给的水由高压系统6的高压蒸发器加热，从而生成蒸气。生成的蒸气由高压过热器过热，从而生成高压蒸气。生成的高压蒸气经由高压蒸气管17向蒸气涡轮4供给，从而对蒸气涡轮4进行驱动。低压系统8包括低压蒸发器、低压过热器，低压系统8的低压蒸发器被从低压锅筒13供给水。从低压锅筒13供给的水由低压系统8的低压蒸发器加热，从而生成蒸气。生成的蒸气由低压过热器过热，从而生成低压蒸气。生成的低压蒸气经由低压蒸气管18向蒸气涡轮4供给，从而对蒸气涡轮4进行驱动。中压系统7包括中压蒸发器、中压过热器，中压系统7的中压蒸发器被从中压锅筒12供给水。从中压锅筒12供给的水由中压系统7的中压蒸发器加热，从而生成蒸气。生成的蒸气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮冷却系统，其具备：燃气涡轮；废热回收锅炉，其具有与来自所述燃气涡轮的废热进行热交换而产生第一蒸气的第一系统、向所述第一系统供给水的第一锅筒、与来自所述燃气涡轮的废热进行热交换而产生比所述第一蒸气低压的第二蒸气的第二系统、向所述第二系统供给水的第二锅筒；第一流路，其将所述第二系统与所述燃气涡轮的冷却系统连接，从所述第二系统向所述冷却系统供给所述第二蒸气；第二流路，其将所述第一锅筒与所述第二锅筒连接，从所述第一锅筒向所述第二锅筒供给所述第一锅筒内的饱和蒸气，在所述第二流路的下游、且在所述第二锅筒的上游或所述第二锅筒内设有汽水分离装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.15 JP 2011-2018561.一种燃气涡轮冷却系统，其具备：燃气涡轮；废热回收锅炉，其具有与来自所述燃气涡轮的废热进行热交换而产生第一蒸气的第一系统、向所述第一系统供给水的第一锅筒、与来自所述燃气涡轮的废热进行热交换而产生比所述第一蒸气低压的第二蒸气的第二系统、向所述第二系统供给水的第二锅筒；第一流路，其将所述第二系统与所述燃气涡轮的冷却系统连接，从所述第二系统向所述冷却系统供给所述第二蒸气；第二流路，其将所述第一锅筒与所述第二锅筒连接，从所述第一锅筒向所述第二锅筒供给所述第一锅筒内的饱和蒸气，在所述第二流路的下游、且在所述第二锅筒的上游或所述第二锅筒内设有汽水分离装置。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮冷却系统，其中，所述燃气涡轮冷却系统还具备蒸气量调整机构，该蒸气量调整机构基于所述燃气涡轮的冷却状态来调整在所述第二流路中流动的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹井康裕，斋藤直仁，藤田真，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP