[發明專利]帶入口冷卻和間冷的燃氣輪機系統

無效

• 申請號: 201210405674.0
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102900531A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 徐志強;楊強;張偉;王墩宇;張燕;周雨虹
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C7/143;F25B27/02
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域

本發明涉及一種燃氣輪機，特別是涉及一種帶入口冷卻和間冷的燃氣輪機系統。

背景技術

燃氣輪機間冷技術由于經濟適用性的考慮，主要應用在艦船動力及具有大量水源地區的區域發電項目上，且一般做開式循環。冷卻介質的大量消耗以及對地點的客觀需求，限制了間冷技術在燃氣輪機領域的廣泛發展；使得這一成果一直在燃機動力方面實際應用較少。

同時，燃氣輪機的熱力循環都為開式循環，渦輪膨脹做功后產生的高溫煙氣直接排入大氣中。其高溫氣體一方面對環境的污染性較大，同時，其大量的熱也隨著排放而浪費。目前業內利用煙氣余熱的聯合循環技術已經較為成熟，但其需要增加大量初投資外，對場地的面積需求也大為提高。而這對于負荷并不是很大的分布式供能系統而言，考慮其成本和運行效率，其經濟性也有著進一步提高的空間。

為了提高效率對現有燃氣輪機入口空氣都要采取制冷技術，主要分為電制冷和入口噴水制冷。對入口空氣電制冷而言，其消耗的電量為額外能耗，降低了燃氣輪機系統整體的經濟性；入口噴水制冷雖然在能耗上有相對優勢，但其消耗了大量的冷卻水。而對于間冷而言，其也需要提供大量的冷卻介質。

發明內容

為了有效利用煙氣余熱，提高燃氣輪機出力和提高壓氣機效率，本發明提供了一種帶入口冷卻和間冷的燃氣輪機系統，利用煙氣余熱的能量帶動吸收式制冷機，冷卻燃機入口空氣和低壓壓氣機后空氣，從而調高燃氣輪機的運行效率以及出力。

本發明采用的技術方案為：一種帶入口冷卻和間冷的燃氣輪機系統，包括低壓壓氣機、高壓壓氣機、燃燒室、透平；其特征在于低壓壓氣機前端設有燃機入口冷卻器，燃機入口冷卻器的空氣出口與低壓壓氣機空氣入口連接；低壓壓氣機后端設有間冷器，低壓壓氣機空氣出口與間冷器空氣入口連接，間冷器空氣出口與高壓壓氣機的空氣入口連接；高壓壓氣機的空氣出口與燃燒室的空氣入口連接，燃燒室的空氣出口與透平的煙氣入口連接，透平通過聯軸器與發電機連接；透平的煙氣出口與吸收式制冷機的煙氣入口連接，吸收式制冷機的冷卻介質出口分別與燃機入口冷卻器和間冷器的冷卻介質入口連接，吸收式制冷機的冷卻介質回流口分別與燃機入口冷卻器和間冷器的冷卻介質出口連接；低壓壓氣機、高壓壓氣機與透平為共軸連接。

所述的吸收式制冷機上設有冷卻介質入口與燃機入口冷卻器和間冷器上設有的冷卻介質出口均為開放式，冷卻介質做開式循環。

所述的吸收式制冷機上設有冷卻介質入口與燃機入口冷卻器和間冷器上設有的冷卻介質出口分別相連，冷卻介質為閉式循環。

本發明利用吸收式制冷機產生的冷量來冷卻燃機入口空氣和低壓壓氣機后壓縮空氣，與電制冷技術相比沒有額外能耗提高了整體的經濟性，采用閉式循環時與傳統入口噴水制冷和間冷技術相比不需要大量冷卻水，一方面有效利用了煙氣余熱，不增加其額外的系統能耗和資源消耗；另一方面有效提高了燃氣輪機為主動力系統的運行效率和出力。

附圖說明

圖1為本發明閉式循環結構示意圖；

圖2為本發明開式循環結構示意圖。

圖中標號名稱：1燃機入口冷卻器；2低壓壓氣機；3間冷器；4高壓壓氣機；5燃燒室；6透平；7發電機；8吸收式制冷機；9通過聯軸器。

A燃機入口冷卻器空氣入口；B燃燒室燃料入口；C吸收式制冷機煙氣出口；D、E吸收式制冷機冷卻介質入口；F、G吸收式制冷機冷卻介質出口。

具體實施方式

本發明實施例一如圖1所示為閉式循環結構，該帶入口冷卻和間冷的燃氣輪機系統包括低壓壓氣機2、高壓壓氣機4、燃燒室5、透平6；低壓壓氣機2前端設有燃機入口冷卻器1，燃機入口冷卻器1的空氣出口與低壓壓氣機2空氣入口連接；低壓壓氣機2后端設有間冷器3，低壓壓氣機2空氣出口與間冷器3空氣入口連接，間冷器3空氣出口與高壓壓氣機4的空氣入口連接；高壓壓氣機4的空氣出口與燃燒室5的空氣入口連接，燃燒室的空氣出口與透平6的煙氣入口連接，透平6通過聯軸器9與發電機7連接；透平6的煙氣出口與吸收式制冷機8的煙氣入口連接，吸收式制冷機8的冷卻介質出口F、G分別與燃機入口冷卻器1和間冷器3的冷卻介質入口連接；吸收式制冷機8上設有冷卻介質入口D、E與燃機入口冷卻器1和間冷器3上設有的冷卻介質出口分別相連，冷卻介質為閉式循環；低壓壓氣機2、高壓壓氣機4與透平6為共軸連接。