[实用新型]燃气轮机余热反应器及其燃气发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电机设备领域，尤其涉及一种燃气轮机余热反应器及具有该燃气轮机余热反应器的燃气发电机组。

背景技术

燃气轮机在正常运行时，排放出超过450℃的烟气，大型燃气轮机可以通过联合循环来回收余热提高发电效率，即利用燃气轮机的高温烟气的余热在蒸汽轮机中再次发电。而小型燃气轮机难以经济的应用联合循环。如果不适用热电联供或冷热电联供的场所，比如纯发电用途，则燃料利用效率不高。典型的效率为30～35%。燃气轮机属于主要受热力学第二定律约束的机器，余热利用不能像锅炉等主要受热力学第一定律约束的设备那样，通过循环来提升效率。将燃气轮机的余热循环到进口不仅不会提高发电效率，会由于提高了压缩段的功耗而降低发电效率，恶化机组的运行状况，降低设备的寿命。

实用新型内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本实用新型的目的在于提供一种用于将高温烟气的热能通过化学反应固化为化学能的燃气轮机余热反应器，以及将此化学反应生成的产物导回燃烧器中燃烧做功的燃气发电机组。

为实现上述目的，一方面本实用新型的余热反应器，包括：依次连通的蒸汽发生室和化学链反应室；设置在蒸汽发生室内的蒸汽发生盘管；设置在化学链反应室内的反应套管；气体混合器，具有接收蒸汽发生盘管的蒸汽的蒸汽入口和燃气入口，其混合气出口与反应套管的入口连通；合成气冷却器，其合成气入口与反应套管的出口连通。

根据本实用新型，合成气冷却器的入口与反应套管的出口之间连接有催化剂套管，催化剂套管中设置有催化剂载体。

根据本实用新型，催化剂套管密闭放置于化学链反应室中。

根据本实用新型，催化剂套管包括至少二个催化剂分管，催化剂分管通过阀门形成串联或并联的连接结构。

根据本实用新型，蒸汽发生盘管中通入除盐水。

根据本实用新型，反应套管和气体混合器之间还设置有反应室预热盘管，反应室预热盘管设置在化学链反应室中。

根据本实用新型，气体混合器位于蒸汽发生室和化学链反应室的外部。

另一方面提供一种燃气发电机组，包括：依次连接的压气机、燃烧器、涡轮、发电机，向燃烧器提供燃气的燃气管，还包括：如上述中任一项的燃气轮机余热反应器，燃气轮机余热反应器的蒸汽发生室与涡轮的烟气出口连通，燃气轮机余热反应器的合成气冷却器的合成气出口与燃烧器连通。

根据本实用新型，压气机与涡轮同轴连接或者通过齿轮减速机减速连接。

根据本实用新型，燃气管与气体混合器的燃气入口连通。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

除盐水通过蒸汽发生盘管吸收高温烟气的热量变为蒸汽，在气体混合器中与燃气混合，混合气继续吸收高温烟气的热量，温度升高，在反应套管中催化剂的作用下，混合气产生化学反应生成合成气。由此，高温烟气的余热得到了充分的利用。进一步将上述产生的合成气输送至燃烧器中再次参与燃烧做功，提高了燃气发电机组的发电效率。尤其可以解决无法应用联合循环提高发电效率的小型燃气发电机组的发电效率低的问题。

附图说明

图1是本实用新型燃气轮机余热反应器的一个具体实施方式的内部结构示意图；

图2是本实用新型燃气发电机组的一个具体实施方式的结构示意图。

1     高温烟气；

2     除盐水；

3     燃气；

4     第一管道；

4’   第二管道；

5     低温烟气；

6     低温合成；

7     蒸汽发生室；

8     化学链反应室；

9     合成气冷却器；

10    蒸汽发生盘管；

11    反应室预热盘管；

12    反应套管；

13    催化剂载体；

14    气体混合器；

15    催化剂套管；

16    第一分管段；

16’  第二分管段；

17    第一连接段；

17’  第二连接段；

18    第一阀；

19    第二阀；

20    第三阀；

21    空气；

22    燃气管；

23    压气机；

24    主轴；

25    燃烧器；

26    涡轮；