[实用新型]产生蒸汽及将冷却的燃烧气体提供至二级燃气涡轮的系统

说明书

技术领域

本实用新型大体涉及燃气涡轮动力设备(power plant)，诸如联合循环或者联合发电(cogeneration)动力设备。更具体地，本实用新型涉及一种用于产生蒸汽以及用于将冷却的燃烧气体提供至二级燃气涡轮的系统。

背景技术

燃气涡轮动力设备(诸如联合循环或者联合发电动力设备)大体包括燃气涡轮，其具有压缩机、燃烧器、涡轮、设置在涡轮下游的热回收蒸汽发生器(HRSG)，以及与HRSG流体连通的蒸汽涡轮。在运行期间，空气经由入口系统进入压缩机，并且在其朝向压缩机排放口或者至少部分地围绕燃烧器的扩散器壳体导引时被逐渐地压缩。在限定在燃烧器内的燃烧室中，压缩的空气的至少一部分与燃料混合，并且被焚烧，由此产生高温和高压的燃烧气体。

燃烧气体沿着热气体路径从燃烧器导引穿过涡轮，此处它们在其流动跨过固定导叶和联接至转子轴的可旋转涡轮叶片的交替的级时逐渐地膨胀。动能从燃烧气体传递到涡轮叶片，因此促使转子轴旋转。转子轴的旋转能可经由发电机而转换成电能。燃烧气体作为排气离开涡轮，且排气进入HRSG。来自排气的热能被传递到流过HRSG的一个或更多个换热器的水，由此产生过热的蒸汽。过热蒸汽然后被导引到蒸汽涡轮中，其可用于产生另外的电力，因此增强总体动力设备效率。

对于来自基于燃气涡轮的动力设备的低排放的法规要求在这些年来持续地变得更加严格。全世界的环境部门现在都要求更低的来自新的以及已有的燃气涡轮的氮氧化物(NOx)和其它污染物以及一氧化碳(CO)排放水平。

传统上，至少部分地由于排放限制，用于联合循环或者联合发电动力设备的燃气涡轮载荷与动力设备的蒸汽生产要求相联系或者由其驱动，而不一定由电网动力要求驱动。例如，为了满足动力设备蒸汽要求，同时保持可接受的排放水平，可能必须以全速满载荷条件操作燃气涡轮(即便是当电网要求或者电力的动力设备要求低时)，由此降低了总体动力设备效率。

实用新型内容

本实用新型的各方面和优点在下文中在以下描述中阐述，或者根据该描述可为显而易见的，或者可通过实践本实用新型而获知。

本实用新型的一个实施例是动力设备。该动力设备包括第一燃气涡轮，其包括：压缩机，压缩机下游的燃烧器，设置在燃烧器下游的涡轮，以及涡轮出口下游的排气导管。该涡轮包括与涡轮的热气体路径流体连通的至少一个涡轮提取端口。排气导管从涡轮出口接收排气，且(多个)涡轮提取端口限定从热气体路径流出的燃烧气体流的流动路径。动力设备还包括第一气体冷却器，其具有流体地联接至涡轮提取端口的主入口，流体地联接至冷却剂供应系统的二级入口，以及与排气导管流体连通的出口。第一气体冷却器提供冷却的燃烧气体至排气导管，冷却的燃烧气体与排气混合来提供排气混合物至排气导管下游的第一换热器。动力设备还包括第二燃气涡轮，其包括压缩机，燃烧器以及涡轮。压缩机和涡轮中的至少一个与第一气体冷却器的出口流体连通。

在审阅说明书之后，本领域普通技术人员将更好地理解这样的实施例以及其它实施例的特征和方面。

附图说明

本实用新型的完整的和能够实践的公开，包括其对本领域技术人员而言的最佳模式，在包括参照附图的说明书的其余部分中更具体地阐述，在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的示例性的基于燃气涡轮的联合发电动力设备的示意图；

图2是根据本实用新型的至少一个实施例的示例性燃气涡轮的一部分的简化截面侧视图；以及

图3是根据本实用新型的一个实施例的、图1中所示的示例性的基于燃气涡轮的联合发电动力设备的示意图。

零件列表

10 动力设备

12 轴向中心线–燃气涡轮

100 第一燃气涡轮

102 压缩机

104 燃烧器

106 涡轮

108 入口导向导叶

110 空气

112 压缩的空气

114 燃烧气体

116 轴

118 排气

120 排气导管

122 换热器

124 蒸汽

126 蒸汽涡轮

128 设施

130 流量监测器

132 流量监测器

134 内部涡轮壳体

136 外部涡轮壳体

138 热气体路径

140 提取端口

142 提取管道

144 第一气体冷却器