具有靈活空氣冷卻系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪及操作燃?xì)鉁u輪的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種具有冷卻空氣冷卻系統(tǒng)的具體用于燃?xì)夂驼羝麥u輪設(shè)備的燃?xì)鉁u輪，并且涉及一種用于操作此類燃?xì)鉁u輪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于此類聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的大功率燃?xì)鉁u輪通常設(shè)有用于冷卻冷卻空氣的冷卻系統(tǒng)，需要該冷卻系統(tǒng)來(lái)具體冷卻(多個(gè))渦輪或(多個(gè))燃燒器，其中所述冷卻空氣取自壓縮機(jī)抽出物或從燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)排氣。出于該目的，所謂大功率燃?xì)鉁u輪通常配備有具有水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器的基于水的冷卻系統(tǒng)，其中在燃?xì)鉁u輪操作時(shí)使用來(lái)自發(fā)電設(shè)備的水/蒸汽循環(huán)的水。使用水/蒸汽循環(huán)的水的這些冷卻空氣冷卻器通常整體結(jié)合在燃?xì)鉁u輪內(nèi)，以使需要用于以聯(lián)合循環(huán)操作方式操作燃?xì)鉁u輪的特定構(gòu)造。一旦水/蒸汽循環(huán)建立并且與燃?xì)鉁u輪和燃?xì)鉁u輪的冷卻系統(tǒng)連接，則燃?xì)鉁u輪的操作是可能的。然而，在水/蒸汽循環(huán)仍未最終確定的情況下或在需要該系統(tǒng)的維護(hù)的情況下，可不操作具有使用來(lái)自水/蒸汽循環(huán)的水的此類冷卻系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪，因?yàn)橛糜诶鋮s空氣的冷卻系統(tǒng)不起作用。
[0003]此外，使用具有基于水的冷卻空氣冷卻器的冷卻系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)中已知的此類大功率燃?xì)鉁u輪僅適用于聯(lián)合循環(huán)操作方式，并且具有此類渦輪的簡(jiǎn)單循環(huán)操作方式僅可通過(guò)再構(gòu)造或改變?nèi)細(xì)鉁u輪的構(gòu)造(特別是關(guān)于冷卻系統(tǒng))來(lái)實(shí)現(xiàn)。換言之，具有作為冷卻系統(tǒng)的水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器的此類大功率燃?xì)鉁u輪關(guān)于操作方式和冷卻性能為不靈活的，并且通常僅適用于在聯(lián)合循環(huán)操作方式中操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的燃?xì)鉁u輪的上述缺點(diǎn)，本公開(kāi)內(nèi)容的目的在于提供一種大功率燃?xì)鉁u輪以及用于操作具有靈活冷卻系統(tǒng)的此類燃?xì)鉁u輪的方法，實(shí)現(xiàn)在構(gòu)造階段以及在商業(yè)使用階段期間的不同操作模式。本公開(kāi)內(nèi)容的又一個(gè)目的在于提供一種燃?xì)鉁u輪及一種用于操作燃?xì)鉁u輪的方法，它們不需要再建造冷卻系統(tǒng)或渦輪來(lái)用于聯(lián)合循環(huán)操作方式以及簡(jiǎn)單循環(huán)操作方式中的應(yīng)用。
[0005]該目的借助于具有權(quán)利要求1的特征的燃?xì)鉁u輪以及通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8的用于操作燃?xì)鉁u輪的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃?xì)鉁u輪和方法的優(yōu)選實(shí)施例和另外的發(fā)展在從屬權(quán)利要求中給出。
[0006]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的燃?xì)鉁u輪設(shè)有用于冷卻取自燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)的入口空氣的冷卻系統(tǒng)，該入口空氣將引入到渦輪和/或燃燒器中，用于冷卻燃?xì)鉁u輪的操作裝置的目的，該燃?xì)鉁u輪具體適用于燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備的聯(lián)合循環(huán)應(yīng)用以及簡(jiǎn)單循環(huán)應(yīng)用中的靈活操作。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的燃?xì)鉁u輪的冷卻系統(tǒng)至少包括用于普通聯(lián)合循環(huán)應(yīng)用方式中的水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器，并且該燃?xì)鉁u輪的特征在于，燃?xì)鉁u輪設(shè)有布置在旁路中的至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)，其能夠操作成替代或平行于水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器，具體用于燃?xì)鉁u輪的簡(jiǎn)單循環(huán)應(yīng)用操作中。由于冷卻系統(tǒng)的該至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)，故根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的燃?xì)鉁u輪不限于僅與冷卻空氣冷卻器一起使用，該冷卻空氣冷卻器需要來(lái)自水/蒸汽循環(huán)的水或蒸汽。在僅燃?xì)鉁u輪在構(gòu)造階段中最終確定并且水/蒸汽循環(huán)仍未建立的情況下，燃?xì)鉁u輪仍可操作，例如，出于測(cè)試操作的目的。在此類情況下，燃?xì)鉁u輪簡(jiǎn)單地切換至燃?xì)鉁u輪的冷卻系統(tǒng)的至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)。該第二冷卻空氣系統(tǒng)或第二冷卻空氣系統(tǒng)的組合關(guān)于普通基于水的冷卻裝置布置在旁路中，以使對(duì)于渦輪的操作，不一定需要水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器。例如，如果燃?xì)鉁u輪將以簡(jiǎn)單循環(huán)操作方式操作，則冷卻系統(tǒng)的水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器完全關(guān)閉。在任何情況下，可保持最高渦輪入口溫度，以使不同操作模式(簡(jiǎn)單循環(huán)對(duì)聯(lián)合循環(huán))之間的變化為可能的，而沒(méi)有燃?xì)鉁u輪的元件壽命變差或縮短的任何風(fēng)險(xiǎn)。另外，在需要發(fā)電設(shè)備的水/蒸汽循環(huán)的維護(hù)的情況下，燃?xì)鉁u輪仍可鑒于至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)進(jìn)一步操作，該至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)可接通和切斷，以便替換普通水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器，或平行于該空氣冷卻器操作。利用根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的該燃?xì)鉁u輪，不同操作模式以最高靈活方式而為可能的:聯(lián)合循環(huán)模式、簡(jiǎn)單循環(huán)模式，在兩者中，冷卻空氣冷卻器切斷、接通，或如果給予一個(gè)以上的附加冷卻空氣冷卻器，則部分地切斷。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的燃?xì)鉁u輪的冷卻系統(tǒng)的至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)可為任何類型的冷卻空氣冷卻器，并且其通常是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)可包括急冷器或空氣對(duì)空氣冷卻器。不同冷卻空氣冷卻系統(tǒng)之間的切換可利用渦輪的常規(guī)切換裝置(諸如，在此類燃?xì)鉁u輪和燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備的領(lǐng)域中已知的控制閥和控制裝備)來(lái)實(shí)現(xiàn)。典型地，水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器允許使用水蒸汽循環(huán)中的水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器中抽出的熱，從而提高聯(lián)合循環(huán)的功率和效率。因此，典型地，水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器用于在本文中稱為"普通聯(lián)合循環(huán)操作"的聯(lián)合循環(huán)操作。不是普通的但可構(gòu)想出的是使用附加冷卻空氣冷卻器的聯(lián)合循環(huán)操作。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的有利方面，燃?xì)鉁u輪設(shè)有用于在至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)操作時(shí)完全關(guān)閉冷卻系統(tǒng)的水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器的器件。因此，燃?xì)鉁u輪可與發(fā)電設(shè)備的水/蒸汽循環(huán)分開(kāi)操作。因此，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造階段中的燃?xì)鉁u輪的操作。這使得還有可能獨(dú)立于燃?xì)鉁u輪的又一個(gè)操作來(lái)進(jìn)行水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器或水/蒸汽循環(huán)的維護(hù)。用于完全關(guān)閉水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器的器件為例如連接于控制裝置的關(guān)閉閥，或作為備選，在主冷卻空氣管線與旁通冷卻空氣管線之間切換的三通閥。
[0008]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的又一個(gè)有利方面，燃?xì)鉁u輪適于能夠在沒(méi)有水/蒸汽循環(huán)建立的情況下操作。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的燃?xì)鉁u輪因此還具體適用于以發(fā)電設(shè)備的簡(jiǎn)單循環(huán)操作模式使用(還在其最初構(gòu)造用于聯(lián)合循環(huán)應(yīng)用的情況下)。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的又一個(gè)有利方面，提供了用于在所述水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器與所述至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)之間自動(dòng)切換的控制裝置，其中儲(chǔ)存關(guān)于最高渦輪入口溫度、操作模式設(shè)置、(多個(gè))壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉、用于不同操作模式的壽命數(shù)等的數(shù)據(jù)?；谠摂?shù)據(jù)的組合或這些設(shè)置中的一個(gè)的一部分，在主冷卻系統(tǒng)與至少一個(gè)第二附加冷卻空氣系統(tǒng)之間切換可根據(jù)不同要求和操作應(yīng)用來(lái)改變。借助于這一切，燃?xì)鉁u輪的簡(jiǎn)單循環(huán)操作方式或聯(lián)合循環(huán)操作方式中的非常簡(jiǎn)單的功率調(diào)制也是可能的。燃?xì)鉁u輪在用于將入口空氣冷卻至所需的最大渦輪入口溫度的相應(yīng)所需冷卻器件之間自動(dòng)地切換(例如，基于關(guān)于燃?xì)鉁u輪的操作模式和構(gòu)造細(xì)節(jié)中的任一個(gè)的最高渦輪入口溫度的預(yù)先儲(chǔ)存的方案)。借助于這一切，取決于實(shí)際上使用的冷卻系統(tǒng)的形式的功率調(diào)制也是可能的。
[0010]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的又一個(gè)有利實(shí)施例，至少一個(gè)第二冷卻空氣系統(tǒng)以急冷器、空氣對(duì)空氣冷卻器、具有連接于余熱回收系統(tǒng)發(fā)生器和燃?xì)鉁u輪排出系統(tǒng)的事故冷凝器的單程冷卻器、它們的組合等的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些第二冷卻空氣系統(tǒng)安裝在燃?xì)鉁u輪的旁路中，并且可取決于特定要求來(lái)接通和切斷。如果來(lái)自水/蒸汽循環(huán)的水仍未出現(xiàn)，則燃?xì)鉁u輪仍可操作，例如，其中第二冷卻空氣系統(tǒng)的空氣對(duì)空氣的冷卻器接通，并且水/蒸汽冷卻的冷卻空氣冷卻器切斷。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的又一個(gè)有利實(shí)施例，例如，提供了利用用于安裝所述水/