[发明专利]燃气轮机系统

说明书

本发明涉及燃气轮机领域，提供了一种燃气轮机系统，燃气轮机系统包括压气机、回热器、储热罐、吸热器以及透平，回热器具有回热器冷侧进口、回热器冷侧出口、回热器热侧进口以及回热器热侧出口，储热罐具有储热罐冷侧进口、储热罐冷侧出口、储热罐热侧进口以及储热罐热侧出口，压气机与回热器冷侧进口连通，回热器冷侧出口与储热罐冷侧进口连通，储热罐冷侧出口与透平进口连通，透平出口与吸热器进口连通，吸热器出口与储热罐热侧进口连通，储热罐热侧出口与回热器热侧进口连通。本发明的燃气轮机系统将吸热器与透平连通，由于透平出口空气压力接近1bar，避免了吸热器按照压力容器设计标准，因此吸热器可以在更高温度下运行，提高了整体性能。

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种燃气轮机系统。

背景技术

燃气轮机系统通过以连续流动的空气为工质带动叶轮高速旋转，将化学能等能源转变为机械能。现有技术的燃气轮机系统工作过程首先是压气机从外界大气环境吸入空气，并经过压气机压缩使之增压，同时空气温度也相应提高。空气被压气机压缩之后再经过加热生成高温高压的空气，然后再进入到透平中膨胀做功，推动透平带动压气机和发电机运转，实现了将化学能等能源转化为机械能的目的，进一步地还能够将机械能转化为电能输出。由于燃气轮机系统具有效率高、起动快、调峰性能好、建设周期短、占地面积小、耗水少以及环境污染小等一系列优点，因此得到了广泛的应用。现有技术的燃气轮机系统主要是将吸热器设置在回热器与储热罐之间，从压气机流出的高压空气经回热器流入吸热器。

发明内容

发明要解决的技术问题

现有技术主要是将吸热器设置在回热器与储热罐之间，从压气机流出的高压空气经回热器流入吸热器，因此流经吸热器的空气一般是压缩过的高压空气，而在压力容器设计标准下压力容器的金属材料使用温度不宜过高(小于900℃)，所以吸热器的吸热温度会受到限制(800℃左右)。为符合压力容器设计标准，符合标准的吸热器内温度升高受限，导致透平进口温度不够高，并且会对整个系统的性能产生影响。

用于解决上述技术问题的方案

为解决上述问题，本发明提供一种燃气轮机系统，燃气轮机系统包括压气机、回热器、储热罐、吸热器以及透平，回热器具有回热器冷侧进口、回热器冷侧出口、回热器热侧进口以及回热器热侧出口，储热罐具有储热罐冷侧进口、储热罐冷侧出口、储热罐热侧进口以及储热罐热侧出口，吸热器具有吸热器进口以及吸热器出口，透平具有透平进口以及透平出口，压气机与回热器冷侧进口连通，回热器冷侧出口与储热罐冷侧进口连通，储热罐冷侧出口与透平进口连通，透平出口与吸热器进口连通，吸热器出口与储热罐热侧进口连通，储热罐热侧出口与回热器热侧进口连通。

根据上述技术方案，空气由压气机吸入增压后，从回热器冷侧进口流入回热器，在回热器中与热流体交换热量并被加热。空气从回热器冷侧出口流出后，被加热后的空气从储热罐冷侧进口进入储热罐，与储热罐中的储热介质发生反应并吸收热量从而被加热。之后空气从储热罐冷侧出口流出并从透平进口通入透平做功，部分所做功被压气机消耗，其余所做功通过发电机进行发电。做功后的空气从透平出口排出，并通入吸热器进口，吸热器将流入的空气加热。被吸热器加热后的空气从吸热器出口流出后，从储热罐热侧进口流入储热罐中，通过与储热罐中储热介质发生反应来释放热量，由此将热量储存在储热罐中。从储热罐热侧出口排出的空气温度降低，之后通入回热器热侧进口，在回热器中进行换热后空气温度进一步降低。由于空气在进入吸热器前已在透平膨胀做功，因此空气的压强减小，吸热器可以不用按照高压情况下来设计，有利于提高空气在吸热器被加热的最高温度。