[发明专利]燃气涡轮加热的流体用于还原剂蒸发的用途

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮系统，更具体地，涉及用于向燃气涡轮系统的还原剂蒸发系统提供热的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮系统通常包括至少一个燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器被构造成用以燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热燃烧气体，继而热燃烧气体驱动涡轮的轮叶。燃气涡轮发动机产生的废气可能包括某些副产品，例如氮氧化物(NO_x)、硫氧化物(SO_x)、碳氧化物(CO_x)和未燃烧的碳氢化合物。与这样的燃气涡轮系统相关联的某些处理系统可以用来在将废气从系统释放之前去除或者显著减少废气中这些副产品的量。

发明内容

以下将概述在范围上与初始要求保护的发明相当的某些实施例。这些实施例并不用来限制要求保护的发明的范围，而是仅仅用来提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可以涵盖与以下所述实施例类似或不同的各种形式。

根据本发明的一方面，本发明提供一种系统，包括：燃气涡轮发动机，其可以燃烧燃料以产生动力和废气；废气路径，其与燃气涡轮发动机流体连通并且可以接纳来自燃气涡轮发动机的废气；以及还原剂模块(reductant skid)，其流体地联接到废气路径。还原剂模块包括被构造成将还原剂供应到废气路径的注射系统。该系统还包括流动路径，该流动路径与废气路径分开并且流体地联接燃气涡轮发动机和还原剂模块。第一流动路径可以将第一加热流体供应到还原剂模块以有助于还原剂的蒸发。

根据本发明的一个实施例，所述流体路径从压缩机排气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的压缩机排出空气。

根据本发明的一个实施例，所述流体路径从所述燃气涡轮发动机的废气出口延伸到所述还原剂模块，使得所述第一加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的废气。

根据本发明的一个实施例，所述流动路径流体地联接到所述燃气涡轮发动机的压缩机区段和设置在所述还原剂模块中的加热系统，其中所述加热系统被构造成接纳所述第一加热流体和所述还原剂的流，并且引起所述第一加热流体和所述还原剂之间的热交换以使得所述还原剂蒸发。

根据本发明的一个实施例，所述流动路径流体地联接到所述燃气涡轮发动机的涡轮区段和设置在所述还原剂模块中的加热系统，其中所述加热系统被构造成接纳所述第一加热流体和所述还原剂的流，并且引起所述第一加热流体和所述还原剂之间的热交换以蒸发所述还原剂。

根据本发明的一个实施例，所述系统包括控制系统，所述控制系统包括一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质，所述介质具有用以在所述燃气涡轮发动机的启动期间控制所述第一加热流体从所述燃气涡轮发动机的压缩机区段到所述注射系统的流动的指令，其中所述第一加热流体包括压缩机排出空气。

根据本发明的一个实施例，所述一个或多个实体的、非暂时性的、机器可读取的介质还包括用以在所述燃气涡轮发动机的稳态操作期间从使所述压缩机排出空气流动到所述还原剂模块过渡到使第二加热流体流动到所述还原剂模块的指令。

根据本发明的一个实施例，所述第二加热流体包括在所述燃气涡轮发动机中产生的废气。

根据本发明的一个实施例，所述系统是简单循环系统。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种系统，包括：燃气涡轮发动机，其可以燃烧燃料并产生废气；废气路径，其可以接纳来自燃气涡轮发动机的废气；以及还原剂模块，其流体地联接到废气路径。还原剂模块包括加热系统和注射系统，该加热系统可以蒸发还原剂，该注射系统可以将蒸发的还原剂供应到废气路径。该系统还包括第一流动路径，该第一流动路径与废气路径分开并且流体地联接燃气涡轮发动机的第一区段和还原剂模块。第一流动路径可以将第一加热流体供应到还原剂模块，第二流动路径与废气路径和第一流动路径分开。第二流动路径流体地联接到燃气涡轮发动机的第二区段和还原剂模块，第二流动路径可以将第二加热流体供应到还原剂模块。

根据本发明的一个实施例，所述第二加热流体包括来自所述燃气涡轮发动机的废气的至少一部分。

根据本发明的一个实施例，所述系统包括热交换器，所述热交换器沿着第三流动路径设置在所述还原剂模块中，所述第三流动路径流体地联接到所述第一流动路径和所述第二流动路径，其中所述热交换器被构造成加热所述第一加热流体。