[發明專利]燃氣輪機系統

有效

• 申請號: 202110762320.0
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113586244B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 肖剛;李家嵩;陳金利;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F02C6/14
• 分類號: F02C6/14;F02C6/18;F01D15/10;F03G6/06;F02G1/057
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

本發明涉及燃氣輪機領域，提供了一種燃氣輪機系統，燃氣輪機系統包括壓氣機、回熱器、儲熱罐、吸熱器以及透平，回熱器具有回熱器冷側進口、回熱器冷側出口、回熱器熱側進口以及回熱器熱側出口，儲熱罐具有儲熱罐冷側進口、儲熱罐冷側出口、儲熱罐熱側進口以及儲熱罐熱側出口，壓氣機與回熱器冷側進口連通，回熱器冷側出口與儲熱罐冷側進口連通，儲熱罐冷側出口與透平進口連通，透平出口與吸熱器進口連通，吸熱器出口與儲熱罐熱側進口連通，儲熱罐熱側出口與回熱器熱側進口連通。本發明的燃氣輪機系統將吸熱器與透平連通，由于透平出口空氣壓力接近1bar，避免了吸熱器按照壓力容器設計標準，因此吸熱器可以在更高溫度下運行，提高了整體性能。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機領域，具體涉及一種燃氣輪機系統。

背景技術

燃氣輪機系統通過以連續流動的空氣為工質帶動葉輪高速旋轉，將化學能等能源轉變為機械能。現有技術的燃氣輪機系統工作過程首先是壓氣機從外界大氣環境吸入空氣，并經過壓氣機壓縮使之增壓，同時空氣溫度也相應提高。空氣被壓氣機壓縮之后再經過加熱生成高溫高壓的空氣，然后再進入到透平中膨脹做功，推動透平帶動壓氣機和發電機運轉，實現了將化學能等能源轉化為機械能的目的，進一步地還能夠將機械能轉化為電能輸出。由于燃氣輪機系統具有效率高、起動快、調峰性能好、建設周期短、占地面積小、耗水少以及環境污染小等一系列優點，因此得到了廣泛的應用?，F有技術的燃氣輪機系統主要是將吸熱器設置在回熱器與儲熱罐之間，從壓氣機流出的高壓空氣經回熱器流入吸熱器。

發明內容

發明要解決的技術問題

現有技術主要是將吸熱器設置在回熱器與儲熱罐之間，從壓氣機流出的高壓空氣經回熱器流入吸熱器，因此流經吸熱器的空氣一般是壓縮過的高壓空氣，而在壓力容器設計標準下壓力容器的金屬材料使用溫度不宜過高(小于900℃)，所以吸熱器的吸熱溫度會受到限制(800℃左右)。為符合壓力容器設計標準，符合標準的吸熱器內溫度升高受限，導致透平進口溫度不夠高，并且會對整個系統的性能產生影響。

用于解決上述技術問題的方案

為解決上述問題，本發明提供一種燃氣輪機系統，燃氣輪機系統包括壓氣機、回熱器、儲熱罐、吸熱器以及透平，回熱器具有回熱器冷側進口、回熱器冷側出口、回熱器熱側進口以及回熱器熱側出口，儲熱罐具有儲熱罐冷側進口、儲熱罐冷側出口、儲熱罐熱側進口以及儲熱罐熱側出口，吸熱器具有吸熱器進口以及吸熱器出口，透平具有透平進口以及透平出口，壓氣機與回熱器冷側進口連通，回熱器冷側出口與儲熱罐冷側進口連通，儲熱罐冷側出口與透平進口連通，透平出口與吸熱器進口連通，吸熱器出口與儲熱罐熱側進口連通，儲熱罐熱側出口與回熱器熱側進口連通。

根據上述技術方案，空氣由壓氣機吸入增壓后，從回熱器冷側進口流入回熱器，在回熱器中與熱流體交換熱量并被加熱。空氣從回熱器冷側出口流出后，被加熱后的空氣從儲熱罐冷側進口進入儲熱罐，與儲熱罐中的儲熱介質發生反應并吸收熱量從而被加熱。之后空氣從儲熱罐冷側出口流出并從透平進口通入透平做功，部分所做功被壓氣機消耗，其余所做功通過發電機進行發電。做功后的空氣從透平出口排出，并通入吸熱器進口，吸熱器將流入的空氣加熱。被吸熱器加熱后的空氣從吸熱器出口流出后，從儲熱罐熱側進口流入儲熱罐中，通過與儲熱罐中儲熱介質發生反應來釋放熱量，由此將熱量儲存在儲熱罐中。從儲熱罐熱側出口排出的空氣溫度降低，之后通入回熱器熱側進口，在回熱器中進行換熱后空氣溫度進一步降低。由于空氣在進入吸熱器前已在透平膨脹做功，因此空氣的壓強減小，吸熱器可以不用按照高壓情況下來設計，有利于提高空氣在吸熱器被加熱的最高溫度。