[实用新型]中间喷水冷却与蒸汽回注燃气轮机循环装置

说明书

技术领域：

本发明涉及采用中间喷水冷却技术和蒸汽回注技术的燃气轮机装置，特别是使用压气机级中间喷水冷却技术、燃烧室蒸汽回注技术的燃气轮机循环装置。

背景技术：

在现有技术中，燃气轮机循环装置通常包括：压气机，燃烧室，涡轮，动力输出。

现有的燃气轮机使用间冷回热循环可以具有更大的功率和更好的效率特性。

然而理论上已经证明，理想燃气轮机间冷循环可以提高装置的功率，但是不改善效率，另外采用间冷循环需要配置庞大的间冷器，这样使压气机的结构变得复杂，总体尺寸需要加长，流动阻力加大，会降低燃气轮机的功率和效率，因此间冷方案在实际工程中应用较少。

同样的，燃气轮机回热，可以提高装置的热效率，但是需要配置庞大的回热器，回热器的设计制造复杂，而且回热器换热效率较低，冷热流体流动阻力加大，因此回热方案在实际工程中也不易实现。

虽然间冷和回热共同使用既可提高装置的功率，又可提高装置的热效率。但是机械结构尺寸与原型机相比非常庞大、复杂，迄今为止仅有一型船用燃气轮机成功实现间冷回热。

蒸汽回注技术起源于上世纪七十年代，主要应用于地面电站。在燃气轮机后安装一台余热锅炉，余热锅炉产生的过热蒸汽供到燃气轮机燃烧室中去，与压气机供来的空气一起被加热到涡轮前的初温，然后共同进入燃气涡轮中膨胀做功，也可以把一部分低压蒸汽不经燃烧室加热而直接供入燃气涡轮低压部分膨胀做功。该项技术在电站上已被联合循环取代，目前应用较少。

发明内容：

本发明的目的是研制一种中间喷水冷却与蒸汽回注燃气轮机循环装置，在高压比燃气轮机上同时采用中间喷水雾化冷却技术和蒸汽回注技术、不増加燃气初温不改变通流部分的情况下，以简捷的措施有效地提高燃气轮机功率及热效率，同时降低Nox排放。

为了达到本发明的上述目的，本发明提供了一种燃气轮机循环装置，通过在现有技术的燃气轮机循环装置的基础上增加一套用于中间冷却的喷水雾化系统和一套蒸汽回注系统实现。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种中间喷水冷却与蒸汽回注燃气轮机循环装置，包括：高压压气机、低压压气机，高压涡轮、低压涡轮，燃烧室，动力涡轮，余热回收蒸汽发生器，烟囱，还包括用于中间冷却的喷水雾化系统、蒸汽回注系统和信号发生器，所述用于中间冷却的喷水雾化系统包括：高低压压气机之间的过渡段、空气雾化喷嘴、抽气量调节阀、除盐水泵、除盐水箱、供水系统，高低压压气机之间的过渡段安装在低压压气机和高压压气机之间，高低压压气机之间的过渡段内部上方设置有空气雾化喷嘴，供水系统通过管道与除盐水箱连接，除盐水箱通过管道与除盐水泵连接，除盐水泵通过管道与喷水量调节阀连接，喷水量调节阀通过管道与空气雾化喷嘴连接；所述蒸汽回注系统包括：供蒸汽量调节阀、汽包和蒸汽减温减压装置，余热回收蒸汽发生器安装有汽包，汽包通过管道与供蒸汽量调节阀连接，供蒸汽量调节阀通过管道与蒸汽减温减压装置连接，蒸汽减温减压装置通过管道与燃烧室连接；信号发生器通过电缆分别与供蒸汽量调节阀、喷水量调节阀、抽气量调节阀电气连接。

本实用新型还有其他技术特征：

1、所述低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、动力涡轮与负荷是三轴形式。

2、所述低压压气机、高压压气机、高压涡轮、低压涡轮、动力涡轮和负荷在一根共同的轴上连接。

3、所述低压压气机1、高压压气机2和低压涡轮4、高压涡轮5在同一根轴而与动力涡轮6分轴。

4、所述的空气雾化喷嘴的雾化液滴平均直径为25 -150μm。

5、所述喷水量调节阀的液滴量为空气流量的0.2％—2％；蒸汽量调节阀控制蒸汽量为空气流量的0.5％—10％，以上为质量分数。

优点。

本实用新型较大幅度提高了燃气轮机的工作效率和总输出功率，适用于多种气候条件，并在炎热的环境条件下改善燃气轮机的性能效果更为显著。

附图说明：

图1本实用新型的中间喷水冷却与蒸汽回注燃气轮机循环装置原理图

其中1-低压压气机，2-高压压气机，3-燃烧室，4-高压涡轮，5-低压涡轮，6-动力涡轮，7-负荷，8-高低压压气机之间的过渡段，9-抽气量调节阀，10-喷水量调节阀，11-除盐水泵，12-除盐水箱，13-供水系统，14-供蒸汽量调节阀，15-汽包，16-余热回收蒸汽发生器，17-烟囱，18-信号发生器，19-废气，20-蒸汽减温减压装置，21-信号电缆；