生成蒸汽且提供冷却的燃烧气体的系统技术方案

一种发电设备包括第一燃气涡轮和第二燃气涡轮。第一燃气涡轮包括与涡轮的热气体路径流体连通的涡轮抽取端口，以及从涡轮出口接收排出气体的排气导管。发电设备还包括第一气体冷却器，其具有流体地联接于涡轮抽取端口的主入口、流体地联接于冷却剂供应系统的副入口，以及与排气导管流体连通的出口。第一气体冷却器提供冷却的燃烧气体至排气导管，该冷却的燃烧气体与排出气体混合来将排出气体混合物提供至排气导管下游的第一换热器。第一气体冷却器还与第二燃气涡轮的燃烧器流体连通。

A system for generating steam and providing cooling combustion gas

A power generating device includes a first gas turbine and a second gas turbine. The first gas turbine includes a turbine extraction port in fluid communication with the heat gas path of the turbine, and an exhaust duct for receiving exhaust gas from the turbine outlet. Power generation equipment also includes a first gas cooler, the main entrance side entrance, fluid with fluid coupled to a turbine extraction port coupled to a coolant supply system, and the outlet and an exhaust duct fluid. The first gas cooler provides a cooled combustion gas to an exhaust duct, the cooled combustion gas mixed with the exhaust gas to provide the exhaust gas mixture to the first heat exchanger downstream of the exhaust pipe. The first gas cooler is also in fluid communication with the burner of the second gas turbine.

【技术实现步骤摘要】
生成蒸汽且提供冷却的燃烧气体的系统
本专利技术大体上涉及一种燃气涡轮发电设备，如联合循环或热电联合发电设备。更具体而言，本专利技术涉及一种用于生成蒸汽且将冷却的燃烧气体提供至发电设备的副燃气涡轮的燃烧器的系统。
技术介绍
燃气涡轮发电设备如联合循环或热电联合发电设备大体上包括燃气涡轮，其具有压缩机、燃烧器、涡轮、设置在涡轮下游的余热回收蒸汽发生器(HRSG)，以及与HRSG流体连通的蒸汽涡轮。在操作期间，空气经由入口系统进入压缩机，并且在其朝至少部分地包绕燃烧器的压缩机排放部或扩散器壳发送时逐渐地压缩。压缩空气的至少一部分与燃料混合并且在限定于燃烧器内的燃烧室内焚烧，由此生成高温和高压的燃烧气体。燃烧气体沿从燃烧器穿过涡轮的热气体路径发送，其中它们在它们流动横跨静止导叶和联接于转子轴的可旋转涡轮叶片的交替级时逐渐地膨胀。动能从燃烧气体传递至涡轮叶片，因此引起转子轴旋转。转子轴的旋转能可经由发电机转化成电能。燃烧气体作为排出气体离开涡轮，并且排出气体进入HRSG。来自排出气体的热能传递至流动穿过HRSG的一个或更多个换热器的水，由此产生过热蒸汽。过热蒸汽接着发送到蒸汽涡轮中，该蒸汽涡轮可用于生成附加电，因此提高总体发电设备效率。针对来自基于燃气涡轮的发电设备的低排放的法规要求近年来继续变得更严。世界各地的环保机构现在要求来自新的和现有的燃气涡轮两者的甚至更低水平的氮氧化物(NOx)和其它污染物和一氧化碳(CO)的排放。传统上，至少部分地由于排放限制，用于联合循环或热电联合发电设备的燃气涡轮负载耦合于发电设备的蒸汽产生要求或者由其驱使，并且不一定由电网电力需求驱使。例如，为了满足发电设备蒸汽需求同时保持可接受的排放水平，可必要的是在全速满载状态下，甚至在电网需求或发电设备对电的需求为低的时操作燃气涡轮，由此降低总体发电设备效率。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下描述中在下面阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。本专利技术的一个实施例为发电设备。发电设备包括第一燃气涡轮，其包括压缩机、压缩机下游的燃烧器、设置在燃烧器下游的涡轮，以及涡轮的出口下游的排气导管。涡轮包括与涡轮的热气体路径流体连通的至少一个涡轮抽取端口。排气导管从涡轮出口接收排出气体，并且(多个)涡轮抽取端口限定燃烧气流流出热气体路径的流动路径。发电设备还包括第一气体冷却器，其具有流体地联接于涡轮抽取端口的主入口、流体地联接于冷却剂供应系统的副入口，以及与排气导管流体连通的出口。第一气体冷却器提供冷却的燃烧气体至排气导管，该冷却的燃烧气体与排出气体混合来将排出气体混合物提供至排气导管下游的第一换热器。发电设备还包括第二燃气涡轮，其包括压缩机、燃烧器和涡轮。第二燃气涡轮的燃烧器与第一气体冷却器的出口流体连通。技术方案1.一种发电设备，其包括：第一燃气涡轮，其包括压缩机、所述压缩机下游的燃烧器、设置在所述燃烧器下游的涡轮，以及所述涡轮的出口下游的排气导管，所述涡轮包括与所述涡轮的热气体路径流体连通的涡轮抽取端口，其中所述排气导管从所述涡轮出口接收排出气体，并且其中所述涡轮抽取端口限定燃烧气流流出所述热气体路径的流动路径；第一气体冷却器，其具有流体地联接于所述涡轮抽取端口的主入口、流体地联接于冷却剂供应系统的副入口，以及与所述排气导管流体连通的出口，其中所述第一气体冷却器将冷却的燃烧气体提供至所述排气导管，其中所述冷却的燃烧气体与所述排出气体混合来将排出气体混合物提供至所述排气导管下游的第一换热器；以及第二燃气涡轮，其包括压缩机、燃烧器和涡轮，其中所述燃烧器与所述第一气体冷却器的所述出口流体连通，并且从其接收所述冷却的燃烧气体的一部分。技术方案2.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第一气体冷却器的所述出口与所述第二燃气涡轮的所述燃烧器的一个或更多个燃料喷嘴流体连通。技术方案3.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第一气体冷却器的所述出口在所述第二燃气涡轮的所述燃烧器的一个或更多个燃料喷嘴下游的点处与所述第二燃气涡轮的所述燃烧器流体连通。技术方案4.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第二燃气涡轮的所述燃烧器包括设置在主燃烧区下游的多个燃料喷射器，其中所述第一气体冷却器的所述出口与所述多个燃料喷射器流体连通。技术方案5.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第一换热器从所述排出气体混合物抽取热能来产生蒸汽。技术方案6.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述发电设备还包括设置在所述第一换热器下游的蒸汽涡轮。技术方案7.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述发电设备还包括流体地联接在所述第一气体冷却器的所述出口与所述第二燃气涡轮的所述燃烧器之间的第二换热器。技术方案8.根据技术方案7所述的发电设备，其特征在于，所述第二换热器在所述第二燃气涡轮的所述燃烧器上游从所述冷却的燃烧气体抽取热能。技术方案9.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第一气体冷却器包括喷射器。技术方案10.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述第一气体冷却器包括联机的静止混合器。技术方案11.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述冷却剂供应系统包括流体地联接于所述第一气体冷却器的所述副入口的周围空气进气系统。技术方案12.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述冷却剂供应系统包括所述第一燃气涡轮的所述压缩机，其中所述压缩机经由压缩机抽取端口流体地联接于所述第一气体冷却器的所述副入口。技术方案13.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述冷却剂供应系统包括第二气体冷却器，其具有流体地联接于所述第一燃气涡轮的所述压缩机的主入口、流体地联接于周围空气进气系统的副入口，以及与所述第一气体冷却器的所述副入口流体连通的出口。技术方案14.根据技术方案13所述的发电设备，其特征在于，所述第二气体冷却器包括喷射器。技术方案15.根据技术方案13所述的发电设备，其特征在于，所述第二气体冷却器包括联机的静止混合器。技术方案16.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述发电设备还包括设置在所述第一气体冷却器出口下游和所述排气导管上游的冷却剂喷射系统，其中所述冷却剂喷射系统将冷却剂喷射到从所述第一气体冷却器出口流动的冷却的燃烧气流中。技术方案17.根据技术方案16所述的发电设备，其特征在于，所述冷却剂为水。技术方案18.根据技术方案16所述的发电设备，其特征在于，所述冷却剂为蒸汽。技术方案19.根据技术方案1所述的发电设备，其特征在于，所述发电设备还包括控制器，其电子地联接于流体地连接在所述涡轮抽取端口与所述第一气体冷却器主入口之间的第一控制阀，以及设置在所述第一气体冷却器的所述副入口上游的第二控制阀。技术方案20.根据技术方案19所述的发电设备，其特征在于，所述发电设备还包括电子地联接于所述控制器并且在所述排气导管上游与所述涡轮抽取端口热连通的温度监测器，以及设置在所述第一换热器下游并且电子地联接于所述控制器的蒸汽流监测器，其中所述控制器响应于由所述温度监测器提供至所述控制器的数据信号来促动增大或减小来自所述涡轮的所述燃烧气流的所述第一控制阀和增大或减小穿过所述第一气体冷却器的所述副入口的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电设备，其包括：第一燃气涡轮，其包括压缩机、所述压缩机下游的燃烧器、设置在所述燃烧器下游的涡轮，以及所述涡轮的出口下游的排气导管，所述涡轮包括与所述涡轮的热气体路径流体连通的涡轮抽取端口，其中所述排气导管从所述涡轮出口接收排出气体，并且其中所述涡轮抽取端口限定燃烧气流流出所述热气体路径的流动路径；第一气体冷却器，其具有流体地联接于所述涡轮抽取端口的主入口、流体地联接于冷却剂供应系统的副入口，以及与所述排气导管流体连通的出口，其中所述第一气体冷却器将冷却的燃烧气体提供至所述排气导管，其中所述冷却的燃烧气体与所述排出气体混合来将排出气体混合物提供至所述排气导管下游的第一换热器；以及第二燃气涡轮，其包括压缩机、燃烧器和涡轮，其中所述燃烧器与所述第一气体冷却器的所述出口流体连通，并且从其接收所述冷却的燃烧气体的一部分。

【技术特征摘要】
2015.12.15 US 14/9692241.一种发电设备，其包括：第一燃气涡轮，其包括压缩机、所述压缩机下游的燃烧器、设置在所述燃烧器下游的涡轮，以及所述涡轮的出口下游的排气导管，所述涡轮包括与所述涡轮的热气体路径流体连通的涡轮抽取端口，其中所述排气导管从所述涡轮出口接收排出气体，并且其中所述涡轮抽取端口限定燃烧气流流出所述热气体路径的流动路径；第一气体冷却器，其具有流体地联接于所述涡轮抽取端口的主入口、流体地联接于冷却剂供应系统的副入口，以及与所述排气导管流体连通的出口，其中所述第一气体冷却器将冷却的燃烧气体提供至所述排气导管，其中所述冷却的燃烧气体与所述排出气体混合来将排出气体混合物提供至所述排气导管下游的第一换热器；以及第二燃气涡轮，其包括压缩机、燃烧器和涡轮，其中所述燃烧器与所述第一气体冷却器的所述出口流体连通，并且从其接收所述冷却的燃烧气体的一部分。2.根据权利要求1所述的发电设备，其特征在于，所述第一气体冷却器的所述出口与所述第二燃气涡轮的所述燃烧器的一个或更多个燃料喷嘴流体连通。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP克罗辛斯基，AI西皮奥，S埃卡纳亚克，PR费尔南德斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US