[发明专利]带冷却空气冷却系统的燃气涡轮和其低负载运行方法

权利要求书

1. 一种燃气涡轮(10)包括压缩机(1)、燃烧器(2)、涡轮(3)和冷却空气冷却系统，冷却空气冷却系统具有从所述压缩机(1)的第一放气管通向所述涡轮(3)的至少第一冷却空气管线(4)，以及相对于所述第一冷却空气管线(4)位于所述压缩机(1)的下游位置的至少一个第二冷却空气管线(5)，其特征在于，在所述第二冷却空气管线(5)中设置了热交换器(7)，以用于冷却抽取的较高压力的空气，并且所述热交换器(7)与所述压缩机(1)的空气入口侧相连接，使得传递热量，以便加热所述压缩机(1)的入口空气。

2. 根据权利要求1所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，所述热交换器(7)连接在预热器系统(8)上，以传递来自所述第二冷却空气管线(5)的热量。

3. 根据权利要求1或2所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，所述预热器系统(8)包括电加热器(19)或通过外部热源来运转。

4. 根据前述权利要求中的任一权项所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，具有空气进气口(9)和位于所述空气进气口(9)下游的空气分配装置(11)，其特征在于，在所述空气进气口(9)和所述分配装置(11)之间有空气抽取管线，其设有热交换装置(13)，以将热量从所述热交换器(7)传递给所述压缩机(1)的入口空气。

5. 根据权利要求4所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，在所述空气抽取管线(12)中设置了鼓风机(18)。

6. 根据权利要求4所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，来自所述空气进气口(9)的空气通过涡轮增压机(17)来抽取，所述涡轮增压机(17)由所述第二冷却空气管线(5)的放气流来驱动。

7. 根据前述权利要求中的任一权项所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，提供了混合装置(6)，其用于使所述两个冷却空气管线(4,5)的冷却空气在引入所述涡轮(3)之前混合。

8. 根据前述权利要求中的任一权项所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，在所述压缩机(1)的入口侧处设置了环形空气分配装置(11)，其中通过传递自所述第二冷却空气管线(7)的热量所加热的入口空气经由多个喷嘴(14)以环形空气膜的形式被引入到压缩机喇叭口。

9. 根据权利要求8所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，与来自所述空气进气口(9)的入口空气的内部部分相比，所述环形空气分配装置(11)适合于产生更温暖的入口空气的环形的外部膜。

10. 根据权利要求8或9所述的燃气涡轮(10)，其特征在于，所述空气分配装置(11)具有多个喷嘴(14)或空气喷口，它们彼此以相等距离设置在所述压缩机喇叭口的圆周上。

11. 一种用于运行燃气涡轮(10)的方法，所述燃气涡轮(10)包括压缩机(1)、燃烧器(2)、涡轮(3)和冷却空气冷却系统，所述冷却空气冷却系统具有从所述压缩机(1)的第一放气管通向所述涡轮(3)的至少第一冷却空气管线(4)，以及相对于所述第一冷却空气管线(4)位于所述压缩机(1)的下游位置的至少一个第二冷却空气管线(5)，其中设置了热交换器(7)，以冷却抽取的较高压力的空气，其特征在于，将热量从所述热交换器(7)传递给所述压缩机入口空气。

12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述热量传递给预热器系统(8)，以加热所述压缩机(1)的整个进气。

13. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述热量传递给从所述空气进气口(9)抽取的入口空气，以在压缩机入口之前加热进气的一部分。

14. 根据权利要求11至13中的任一权项所述的方法，其特征在于，在所述涡轮(3)上游使来自所述第一冷却空气管线(4)和来自所述第二冷却空气管线(5)的冷却空气混合。

15. 根据权利要求11至14中的任一权项所述的方法，其特征在于，在压缩机喇叭口的外周向侧面处产生热空气膜，其比来自所述空气进气口(9)的入口空气的内部部分更温暖。

16. 根据权利要求11至15中的任一权项所述的方法，其特征在于，在较低的部分负载下运行所述燃气涡轮(10)，并将所述冷却空气冷却系统的冷却空气供给压力控制为至少预设的最小阈值。