[发明专利]燃气轮机冷却介质供应方法

说明书

技术领域

本发明涉及借助于独立的压缩机将用于增补(augmenting)的压缩空气和/或冷却介质供应至燃气轮机。

背景技术

绝大多数燃气轮机利用从一体式压缩机的一个或多个位置泄放出的空气而在涡轮部件中提供冷却和密封。为此目的，从压缩机中泄放出的空气可按一定路线在内部通过压缩机-涡轮转子的孔或其它适当的内部通路而到达涡轮部分中的需要冷却和密封的位置。另一种可选方式是，空气可按一定路线在外部通过压缩机壳体且通过外部(对于壳体而言)管道而到达需要冷却和密封的位置。许多燃气轮机采用使冷却和密封空气在内部按一定路线到达涡轮部件与使冷却和密封空气在外部按一定路线到达涡轮部件相结合的做法。一些燃气轮机利用热交换器而在按一定路线通过外部管道的冷却和密封空气被引入涡轮部件内之前对所述冷却和密封空气进行冷却。

燃气轮机的输出或容量随着压缩机部件入口处温度的升高而降低。特别地，用来将空气供应至燃烧过程且随后使其膨胀通过涡轮机的压缩机部件的容量随着压缩机入口温度的升高(这通常是由于环境温度的升高而造成的)而降低。因此，当在高于特定入口温度下运行时，燃气轮机的涡轮部件和燃烧部件通常能够接收比压缩机部件所能供应的压缩空气更多的压缩空气。

发明内容

本发明通过利用独立的压缩机而对通过一体式压缩机供应的压缩空气和/或冷却介质进行增补。因此，本发明可被实施为一种基于地面的燃气轮机设备，所述基于地面的燃气轮机设备包括:一体式压缩机；涡轮部件；燃烧器，燃料和来自所述一体式压缩机的空气被供应至所述燃烧器，所述燃烧器被布置成将热燃烧气体供应至所述涡轮部件；被操作性地连接至所述涡轮以便发电的发电机；和被布置且被连接以便将冷却空气或其它冷却介质供应至所述涡轮部件中的热气体路径部件部分的外部压缩机，所述外部压缩机还被布置且被连接以便选择性地供应雾化空气从而对被供应至所述燃烧器的所述燃料进行雾化。

本发明还可被实施为一种基于地面的燃气轮机设备，所述基于地面的燃气轮机设备包括:一体式压缩机；涡轮部件；燃烧器，燃料和来自所述一体式压缩机的空气被供应至所述燃烧器，所述燃烧器被布置成将热燃烧气体供应至所述涡轮部件；被操作性地连接至所述涡轮以便发电的发电机；和被布置且被连接以便将压缩空气供应至贮存室从而选择性地贮存所述压缩空气的外部压缩机，所述贮存室的出口被连接以便将作为冷却介质的所述压缩空气从贮存罐供应至所述涡轮部件中的热气体路径部件部分。

本发明还可被实施为一种基于地面的燃气轮机设备，所述基于地面的燃气轮机设备包括:一体式压缩机；涡轮部件；燃烧器，燃料和来自所述一体式压缩机的空气被供应至所述燃烧器，所述燃烧器被布置成将热燃烧气体供应至所述涡轮部件；被操作性地连接至所述涡轮以便发电的发电机；和被布置且被连接以便将冷却空气或其它冷却介质供应至所述涡轮部件中的热气体路径部件部分的外部压缩机；和用于产生在所述外部压缩机中对所述冷却空气进行压缩所需的功中的至少一些功的外部涡轮，其中所述一体式压缩机被操作性地联接至所述外部涡轮以便选择性地将压缩空气从所述一体式压缩机供应至所述外部涡轮。

本发明还可被实施成一种确保基于地面的燃气轮机发电设备的峰值功率性能的方法，所述基于地面的燃气轮机发电设备包括一体式压缩机、涡轮部件、燃烧器和发电机，其中所述涡轮部件中的热气体路径部分通过冷却空气被冷却，所述方法包括:a)将压缩空气从所述一体式压缩机供应至所述燃烧器；b)将冷却空气或其它冷却介质从外部压缩机供应至所述涡轮部件中的所述热气体路径部分；和c)供应来自所述外部压缩机的压缩空气以便对被供应至所述燃烧器的燃料进行雾化。

附图说明

通过仔细研究下面对本发明的目前优选的示例性实施例进行的详细描述并结合附图将能更充分地理解和意识到本发明的这些和其它目的和优点，其中:

图1是现有技术中的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；

图2是另一种现有技术中的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；

图3是又一种现有技术中的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；

图4是再一种现有技术中的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；

图5是根据本发明的一个示例性实施例的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；

图6是根据本发明的另一示例性实施例的用于燃气轮机的冷却布置的示意图；和

图7是根据本发明的又一示例性实施例的用于燃气轮机的冷却布置的示意图。

具体实施方式