[发明专利]一种发电系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种发电系统及其控制方法，其中发电系统包括：余热锅炉、特斯拉涡轮机和电机；特斯拉涡轮机与电机连接，特斯拉涡轮机用于驱动电机工作；特斯拉涡轮机设置有介质入口和介质出口；余热锅炉包括壳体，壳体内填充有液态介质，在壳体内部还设置有用于将液态介质转化为汽态介质的至少一个换热器，换热器浸于液态介质中；壳体上设置有与介质入口连通的蒸汽管路，以及与介质出口连通的冷凝管路；至少一个换热器包括第一换热器，第一换热器的热媒入口与燃气轮机的排气管连通，第一换热器的热媒出口位于壳体外。本发明通过使用高效率的特斯拉涡轮机作为蒸汽轮机，提高了燃气蒸汽联合循环发电系统的效率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电系统及其控制方法。

背景技术

燃气蒸汽联合循环发电系统的效率与燃气循环效率(即燃气轮机的效率)和蒸汽循环 效率(即蒸汽轮机的效率)有关，提高燃气循环效率或蒸汽循环效率均能够提高燃气蒸汽 联合循环发电系统的效率。其中，提高蒸汽循环效率主要通过增加蒸汽轮机进汽参数的方 式实现。现有技术中，蒸汽轮机通常为汽轮机，由于汽轮机对蒸汽的品质及参数要求较高， 导致对余热锅炉的进口烟气的参数也有较高要求。在联合循环中，需要提高燃气轮机出口 的烟气温度以满足余热锅炉蒸汽出口较高参数的要求，这样会导致燃气轮机的输出功降低。

可见，现有燃气蒸汽联合循环发电系统的效率由于受汽轮机的限制而无法进一步提高。

发明内容

本发明提供一种发电系统及其控制方法，以解决现有燃气蒸汽联合循环发电系统的效 率由于受汽轮机的限制而无法进一步提高的问题。

第一方面，本发明提供一种发电系统，包括：

余热锅炉、特斯拉涡轮机和电机；

所述特斯拉涡轮机与所述电机连接，所述特斯拉涡轮机用于驱动所述电机工作；

所述特斯拉涡轮机设置有介质入口和介质出口；

所述余热锅炉包括壳体，所述壳体内填充有液态介质，在所述壳体内部还设置有用于 将所述液态介质转化为汽态介质的至少一个换热器，所述至少一个换热器浸于所述液态介 质中；所述壳体上设置有与所述介质入口连通的蒸汽管路，以及与所述介质出口连通的冷 凝管路；

所述至少一个换热器包括第一换热器，所述第一换热器的热媒入口与燃气轮机的排气 管连通，所述第一换热器的热媒出口位于所述壳体外。

可选的，所述至少一个换热器还包括第二换热器，所述第二换热器的热媒入口与所述 冷凝管路连通。

可选的，所述液态介质为水。

可选的，所述第一换热器和所述第二换热器均采用管式换热器，所述管式换热器包括：

第一管体、第二管体和换热元件，所述第一管体的外径小于所述第二管体的内径，所 述第二管体套设于所述第一管体外部；

所述第一管体的管内壁以及所述第一管体的管外壁和第二管体的管内壁之间均附着连 接有若干个换热元件，任意两个相邻的换热元件之间均设置有空隙；

所述第一管体的管外壁与所述第二管体的管内壁之间的空间形成冷媒通道，所述第一 管体所围成的空间形成热媒通道；

其中，所述第一换热器的第一管体与所述燃气轮机的排气管连接，所述第二换热器的 第一管体与所述冷凝管路的出口连接，所述壳体内的液态介质分别与所述第一换热器的第 二管体和所述第二换热器的第二管体连通。

可选的，任意两个相邻的换热元件之间在沿所述第一管体的轴向方向和径向方向上均 设置有空隙。

可选的，所述换热元件外形为规则结构或不规则结构。