專利名稱：用于渦輪機械的熱回收系統(tǒng)和操作熱回收蒸汽系統(tǒng)的方法
技術領域：
本發(fā)明的示例性實施例涉及渦輪機械(turbomachine )領域，更 具體地，涉及用于渦輪機械的熱回收系統(tǒng)。
背景技術：
在燃氣和蒸汽渦輪機聯合系統(tǒng)中，存在熱動力需求以廢棄大量低 級熱量。例如，在典型的具有三個壓力再加熱回收蒸汽鍋爐(HRSG) 的燃氣和蒸汽渦輪聯合循環(huán)的發(fā)電設備中，大約33%的熱在發(fā)電設備 的蒸汽冷凝器處廢棄。這所除去的熱表示發(fā)電設備的整個效率損失。
當前存在使用直接從蒸汽渦輪機廢棄的熱以給制冷系統(tǒng)供能的 發(fā)電設備。制冷系統(tǒng)被用來冷卻用于壓縮機的進入空氣，或在發(fā)電設 備中用作相關結構和罩的冷卻源。所需的蒸汽直接取自蒸汽渦輪機并 通過蒸汽吸收制冷系統(tǒng)。通過這種方式，虹吸蒸汽降低了蒸汽渦輪才幾 的整個效率。
發(fā)明內容
才艮據本發(fā)明的示例性實施例，熱回收系統(tǒng)包括廢棄熱源和操作連 接到該熱源的制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)能夠從廢熱源抽取廢棄熱以便形成 冷卻介質。
根據本發(fā)明的另 一 個示例性實施例，操作熱回收系統(tǒng)的方法包 括 -使熱交換介質通過與渦輪機械操作相連的廢熱源；從廢棄熱源抽 取熱到熱交換介質中；引導熱交換介質直達至制冷系統(tǒng)；以及從熱交 換介質抽取熱以產生冷卻介質。
才艮據本發(fā)明的另 一個示例性實施例，渦4侖機械熱回收系統(tǒng)包括操作聯接到渦輪機械的廢熱源、以及操作連接到廢熱源的制冷系統(tǒng)。該 制冷系統(tǒng)能夠抽取從熱源廢棄的熱以形成冷卻介質。
圖1是根據本發(fā)明示例性實施例的熱回收系統(tǒng)的示意圖，該熱回 收系統(tǒng)包括操作聯接到渦輪機械的制冷系統(tǒng)。
部件列表:
2渦輪機械系統(tǒng)28冷卻塔
6蒸汽鍋爐33吸收器
8蒸汽渦輪機35泵
10廢熱源冷凝器38蒸發(fā)器
14熱回收系統(tǒng)42冷凝器
18熱交換器45膨脹閥
22制冷系統(tǒng)48流體回路
23蒸汽吸收纟幾械裝置(VAM)54冷卻塔
具體實施例方式
首先參考圖1， 一般以2來表示根據本發(fā)明示例性實施例構建的 渦輪機械系統(tǒng)。在示出的示例性實施例中，渦摔&機械系統(tǒng)2是基于 Rankin循環(huán)的系統(tǒng)，并包括操作連接到蒸汽渦輪機8的蒸汽鍋爐 (steam generator) 6。進一步如圖1所示，蒸汽渦輪機8包括關聯的 廢熱源，例如經熱交換器18操作聯接到熱回收系統(tǒng)14的冷凝器10。 當然應該了解的是，蒸汽渦輪機8包括多個附加廢熱源，例如但不限 于，發(fā)電電動機(generator motor)，以及來自熱回收蒸汽鍋爐的排氣。 如下文更完全地討論，熱回收系統(tǒng)14采取制冷系統(tǒng)或蒸汽吸收機械 裝置22的形式。蒸汽吸收機械裝置22將從冷凝器10廢棄的熱轉化 為使用的冷卻介質，根據本發(fā)明的一個方面，以對外部冷卻裝置，比 如冷卻塔28提供冷卻。另一步根據示出的示例性實施例，蒸汽吸收機械裝置22包括流
體通過式連接到熱交換器18的吸收器33、以及泵35和蒸發(fā)器38。 蒸發(fā)器38經由膨脹閥45流體通過式連接到冷凝器42。依次地，冷凝 器42流體通過式連接到廢熱源或冷凝器10以形成流體回路48。由于 這種布置，從冷凝器10廢棄的廢熱傳遞給通過流體回路48到冷凝器 42的流體。制冷介質，例如氨或類似物，通過冷凝器42以便從經過 流體回路48的流體中抽取熱以形成冷卻介質。冷卻介質經由膨脹閥 45導入蒸發(fā)器38。流經越過蒸發(fā)器38的周圍空氣形成了傳遞到冷卻 塔28的冷卻空氣流。在這點上，冷卻介質在通過熱交換器18后再通 過吸收器33,以收回任何剩余熱。流體回到廢熱源或冷凝器10以便 開始再一次循環(huán)。照這樣一來，與蒸汽渦輪機8操作相關的廢熱用來 產生冷卻介質。然后冷卻介質用來為冷卻塔提供冷卻。廢熱的利用在 相關發(fā)電系統(tǒng)所產生的有效功率上增加大約1.0兆瓦特。輸出的增長 表示發(fā)電設備的效率大約增長了 0.1%。
在這點上應該明白的是，熱交換系統(tǒng)可根據本發(fā)明變化。那就是 說，僅僅冷凝器10所廢棄的熱一部分需要傳送到熱回收系統(tǒng)14。那 就是說，在廢熱源10內產生的額外熱可以廢棄到環(huán)境空氣或冷卻塔 28中的冷卻水中。同樣，應該注意到的是，除了為冷卻塔28提供冷 卻之外，冷卻介質可用來產生用作壓縮^/L輸入的冷卻效應，或為相關 結構4是供制冷。
一般地，書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，也使 本領域技術人員能夠包括制造和使用任何設備或系統(tǒng)和執(zhí)行任何引 入的方法來實施本發(fā)明。本發(fā)明的專利范圍通過權利要求限定，且可 包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這種其它示例具有沒有不
同于權利要求字面語言的結構元件，或者它們具有與權利要求字面語 言沒有實質性不同的等價結構元件，它們在本發(fā)明示例性實施例的范 圍內。
權利要求
1.一種熱回收系統(tǒng)，包括廢熱源；以及操作連接到廢熱源的制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)能夠抽取從該熱源廢棄的熱以便形成冷卻介質。
2. 如權利要求1所述的熱回收系統(tǒng)，其特征在于，廢熱源是蒸 汽冷凝器。
3. 如權利要求1所述的熱回收系統(tǒng)，其特征在于，制冷系統(tǒng)是 蒸汽吸收系統(tǒng)。
4. 如權利要求1所述的熱回收系統(tǒng)，進一步包括4喿作連接到 制冷系統(tǒng)的冷卻塔。
5. 如權利要求1所述的熱回收系統(tǒng)，進一步包括流體通過式 連接到該熱源和制冷系統(tǒng)之間的熱交換器。
6. 如權利要求1所述的熱回收系統(tǒng)，其特征在于，熱回收系統(tǒng) 操作連接到蒸汽渦輪機。
7. —種操作熱回收系統(tǒng)的方法，包括 使熱交換介質通過與渦輪機械操作相連的廢熱源； 從廢熱源抽取熱到該熱交換介質中； 引導熱交換介質直達至制冷系統(tǒng)；以及/人熱交換介質抽取熱以產生冷卻介質。
8. 如權利要求7所述的方法，進一步包括將與冷卻介質熱交 換傳遞的流體傳到冷卻塔，該冷卻介質降低該流體的溫度。
9. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，使熱交換介質通過 廢熱源包括使熱交換介質通過蒸汽冷凝器。
10. —種渦輪機械熱回收系統(tǒng)，其包括如外又利要求1所述的熱回 收系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于渦輪機械的熱回收系統(tǒng)和操作熱回收蒸汽系統(tǒng)的方法。一種熱回收系統(tǒng)，包括廢熱源和操作連接到廢熱源的制冷系統(tǒng)。該制冷系統(tǒng)能夠抽取從廢熱源廢棄的熱以便形成冷卻介質。
文檔編號F01K17/04GK101638999SQ20091015923
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者A·K·沙馬, P·N·戈文丹, S·V·錢德拉波斯 申請人:通用電氣公司