一种功率生成系统(100)可包括发电机和用于对发电机(122，166)供能的燃气涡轮系统(102)，燃气涡轮系统包括涡轮构件(104)、一体压缩机(106)和燃烧器(108)，对燃烧器供应来自一体压缩机的空气和燃料，燃烧器布置成对涡轮构件供应热燃烧气体，且一体压缩机具有比燃烧器和涡轮构件中至少一者的进气容量大的流动容量从而形成过量空气流。涡轮膨胀机(272)还可对发电机供能。第一控制阀控制沿过量空气流路径到涡轮膨胀机的入口的过量空气流的流动。引射器(252)可位于过量空气流路径中以将过量空气流用作动力来利用额外空气扩增过量空气流。涡轮膨胀机的排放物(204，274)供应给一体压缩机的入口。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请涉及共同未决的美国申请号：GE案号280356-1(14/662814)；280357-1(14/662822)；280358-1(14/662828)；280359-1(14/662836)；案号280360-1(14/662847)；280361-1(14/662851)；280362-1(14/662858)；和281470-1(14/662751)，它们都是在2015年3月19日提交的。
本专利技术大体上涉及功率生成系统，且更具体地，涉及包含燃气涡轮系统的功率生成系统，该燃气涡轮系统具有形成过量空气流的压缩机，该过量空气流用于对燃气涡轮系统的发电机供能的涡轮膨胀机。还提供用于扩增过量空气流的引射器(eductor)。
技术介绍
功率生成系统通常采用可与一个或更多个蒸汽涡轮系统联接的一个或更多个燃气涡轮系统来生成功率。燃气涡轮系统可包括具有旋转轴的多级轴流压缩机。空气进入压缩机的入口，且被压缩机叶片级压缩，且然后被排放到燃烧器，在此，焚烧诸如天然气的燃料以提供驱动涡轮构件的高能燃烧气流。在涡轮构件中，热气体的能量被转换成功，功中的一些可用于通过旋转轴来驱动一体压缩机，其余的可用于有用功，以通过旋转轴(例如，旋转轴的延伸部分)驱动负载，诸如发电机，以用于产生电。多个燃气涡轮系统可在功率生成系统内并联地采用。在联合循环系统中，一个或更多个蒸汽涡轮系统也可与燃气涡轮系统一起使用。在该设定中，来自燃气涡轮系统的热排气被供给到一个或更多个热回收蒸汽发生器(HRSG)，以形成蒸汽，蒸汽然后被供给具有与燃气涡轮系统分开或一体的旋转轴的蒸汽涡轮构件。在任何情况下，蒸汽的能量被转换成功，功可用于驱动负载，诸如发电机，以用于产生电。当形成功率生成系统时，其部件构造成一起工作，以提供具有期望功率输出的系统。按照需求提高功率输出和/或在复杂的环境条件下维持功率输出的能力在本行业中是持续的难题。例如，在热天，电力消耗增加，因此功率生成需求增加。热天的另一难题是在温度升高时，压缩机流量降低，这导致降低的发电机输出。提高功率输出(或维持功率输出，例如，在热天)的一个途径是对功率生成系统添加可增大去往燃气涡轮系统燃烧器的空气流的构件。增大空气流的一个途径是添加储存容器以对燃气涡轮燃烧器进行供给。然而，该特殊的途径通常要求用于储存容器的单独的功率源，这是效率差的。增大空气流的另一途径是升级压缩机。目前，已改进压缩机，使得它们的流动容量比它们之前的压缩机高。这些新的更高容量的压缩机通常被制造以适应新的类似地构造的燃烧器，或者能够应付增大的容量的较旧燃烧器。升级较旧燃气涡轮系统以使用更新、更高容量的压缩机的难题在于：目前没有能够在不升级系统的其他昂贵部件的情况下，采用具有不能够应付增大的容量的系统的更高容量压缩机的机制。时常被要求与压缩机升级同时地升级的其他部件包括但不限于燃烧器、燃气涡轮构件、发电机、变压器、开关装置、HRSG、蒸汽涡轮构件、蒸汽涡轮控制阀等。因此，即使压缩机升级在理论上可能是可取的，但是升级其他部件的附加成本导致升级由于额外的费用而是不可取的。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种功率生成系统，其包括：发电机；燃气涡轮系统，其用于对发电机供能，燃气涡轮系统包括涡轮构件、一体压缩机和燃烧器，对该燃烧器供应来自一体压缩机的空气和燃料，燃烧器布置成对涡轮构件供应热燃烧气体，且一体压缩机具有比燃烧器和涡轮构件中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；涡轮膨胀机，其对发电机供能；第一控制阀，其控制过量空气流的沿过量空气流路径到涡轮膨胀机的入口的流动；和引射器，其定位在过量空气流路径中以用于将过量空气流用作动力来利用额外空气扩增过量空气流，其中，涡轮膨胀机的排放物被供应至一体压缩机的入口。本公开的第二方面提供一种功率生成系统，其包括：发电机；燃气涡轮系统，其用于对发电机供能，燃气涡轮系统包括涡轮构件、一体压缩机和燃烧器，对该燃烧器供应来自一体压缩机的空气和燃料，燃烧器布置成对涡轮构件提供热燃烧气体，且一体压缩机具有比燃烧器和涡轮构件中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；涡轮膨胀机，其用于对发电机供能；第一控制阀，其控制过量空气流的沿过量空气流路径到涡轮膨胀机的入口的流动；和引射器，其定位在过量空气流路径中以用于将过量空气流用作动力来利用周围空气扩增过量空气流，其中，涡轮膨胀机的排放物被供应到一体压缩机的入口。本专利技术的第三方面提供一种方法，包括：使用燃气涡轮系统来对发电机供能，燃气涡轮系统包括涡轮构件、一体压缩机和燃烧器，对该燃烧器供应来自一体压缩机的空气和燃料，燃烧器布置成对涡轮构件供应热燃烧气体，且一体压缩机具有比燃烧器和涡轮构件中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；使用涡轮膨胀机来对发电机供能；从燃气涡轮系统提取过量空气流且将过量空气流引导到涡轮膨胀机的入口；和将涡轮膨胀机的排放物引导到供应到一体压缩机的入口。技术方案1：一种功率生成系统100，包括：发电机122；燃气涡轮系统102，其用于对所述发电机122供能，所述燃气涡轮系统102包括涡轮构件104、一体压缩机106和燃烧器108，对所述燃烧器108供应来自所述一体压缩机106的空气和燃料，所述燃烧器108布置成对所述涡轮构件104供应热燃烧气体，且所述一体压缩机106具有比所述燃烧器108和所述涡轮构件104中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；涡轮膨胀机272，其用于对所述发电机122，166供能；和第一控制阀262，206，其控制沿过量空气流路径250到所述涡轮膨胀机272的入口的所述过量空气流的流动，其中，所述涡轮膨胀机272的排放物204，274被供应到所述一体压缩机106的入口。技术方案2：根据技术方案1所述的功率生成系统100，其中，所述涡轮构件104的排气172对热回收蒸汽发生器168(HRSG)进行供给，以用于形成用于蒸汽涡轮系统160的蒸汽。技术方案3：根据技术方案2所述的功率生成系统100，其中HRSG还对联合发电蒸汽负载170供给蒸汽。技术方案4：根据技术方案1所述的功率生成系统100，其中，所述第一控制阀262，206系统202包括控制从所述一体压缩机106的排放物204，274取出的所述过量空气流的第一部分的压缩机排放物204，274控制阀262，206，和控制从所述排放物204，274上游的所述一体压缩机106的级取出的所述过量空气流的第二部分的上游控制阀262，206。技术方案5：根据技术方案4所述的功率生成系统100，还包括用于测量所述过量空气流的各部分的流速的至少一个传感器220，各传感器220可操作地联接到相应的控制阀262，206。技术方案6：根据技术方案5所述的功率生成系统100，还包括引射器252，所述引射器252定位在所述过量空气流路径250中，以用于将所述过量空气流用作动力来利用额外空气254扩增所述过量空气流。技术方案7：根据技术方案6所述的功率生成系统100，其中，所述引射器252包括抽吸侧流动路径258，且还包括所述抽吸侧流动路径258中的第二控制阀系统262，206，所述第二控制阀系统262，2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率生成系统(100)，包括：发电机(122)；燃气涡轮系统(102)，其用于对所述发电机(122)供能，所述燃气涡轮系统(102)包括涡轮构件(104)、一体压缩机(106)和燃烧器(108)，对所述燃烧器(108)供应来自所述一体压缩机(106)的空气和燃料，所述燃烧器(108)布置成对所述涡轮构件(104)供应热燃烧气体，且所述一体压缩机(106)具有比所述燃烧器(108)和所述涡轮构件(104)中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；涡轮膨胀机(272)，其用于对所述发电机(122，166)供能；和第一控制阀(262，206)，其控制沿过量空气流路径(250)到所述涡轮膨胀机(272)的入口的所述过量空气流的流动，其中，所述涡轮膨胀机(272)的排放物(204，274)被供应到所述一体压缩机(106)的入口。
【技术特征摘要】
2015.03.19 US 14/6628511.一种功率生成系统(100)，包括：发电机(122)；燃气涡轮系统(102)，其用于对所述发电机(122)供能，所述燃气涡轮系统(102)包括涡轮构件(104)、一体压缩机(106)和燃烧器(108)，对所述燃烧器(108)供应来自所述一体压缩机(106)的空气和燃料，所述燃烧器(108)布置成对所述涡轮构件(104)供应热燃烧气体，且所述一体压缩机(106)具有比所述燃烧器(108)和所述涡轮构件(104)中的至少一者的进气容量大的流动容量，从而形成过量空气流；涡轮膨胀机(272)，其用于对所述发电机(122，166)供能；和第一控制阀(262，206)，其控制沿过量空气流路径(250)到所述涡轮膨胀机(272)的入口的所述过量空气流的流动，其中，所述涡轮膨胀机(272)的排放物(204，274)被供应到所述一体压缩机(106)的入口。2.根据权利要求1所述的功率生成系统(100)，其中，所述涡轮构件(104)的排气(172)对热回收蒸汽发生器(168)(HRSG)进行供给，以用于形成用于蒸汽涡轮系统(160)的蒸汽。3.根据权利要求2所述的功率生成系统(100)，其中HRSG还对联合发电蒸汽负载(170)供给蒸汽。4.根据权利要求1所述的功率生成系统(100)，其中，所述第一控制阀(262，206)系统(202)包括控制从所述一体压缩机(106)的排放物(204，274)取出的所述过量空...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·埃卡纳亚克，金基亨，A·I·西皮奥，唐永明，M·W·亚诺尔德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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