与具有排气再循环的燃气涡轮发动机相关的系统和设备技术方案
【技术实现步骤摘要】
与具有排气再循环的燃气涡轮发动机相关的系统和设备相关申请的交叉引用本申请与随此同时提交的GE案卷249101、GE案卷249104、GE案卷250883、GE案卷250884、GE案卷250998、GE案卷254241、GE案卷256159、以及GE案卷257411相关，这些申请通过引用全部并入本申请并构成本申请的一部分。
本申请大体上涉及燃气涡轮发动机和与其有关的系统。更具体而言，但不以限制的方式，本申请涉及用于实现在化学计量点的操作并在具有排气再循环的各类燃气涡轮系统内提取具有期望特性的工作流体的方法、系统和/或设备。
技术介绍
氧化剂-燃料比是内燃发动机中存在的氧化剂(通常为空气)与燃料的质量比。如本领域普通技术人员将理解的，如果提供仅足够的氧化剂以完全燃烧所有燃料，则实现1的化学计量比(其在文中可称为“在化学计量点操作”或“化学计量点操作”)。在燃气涡轮系统中，将理解，由于若干原因而可能希望在化学计量点燃烧，包括降低排放水平以及性能调整原因。此外，根据定义，化学计量点操作可用于提供基本无氧气和未消耗燃料的排气(在包括排气再循环的系统的情形中，其可大体称为“...
【技术保护点】
一种功率设施，所述功率设施构造成包括再循环环路，工作流体围绕所述再循环环路再循环，所述再循环环路包括构造成从相邻上游构件接受工作流体的输出流并向相邻下游构件提供工作流体的输入流的多个构件，其中所述再循环环路包括：再循环压缩机；位于所述再循环压缩机的下游的上游燃烧器；位于所述上游燃烧器的下游的高压涡轮；位于所述高压涡轮的下游的下游燃烧器；位于所述下游燃烧器的下游的低压涡轮；以及构造成将来自所述低压涡轮的工作流体的输出流引导至所述再循环压缩机的再循环管道，所述功率设施包括：氧化剂压缩机，其构造成向所述上游燃烧器和所述下游燃烧器两者提供压缩氧化剂；以及用于从设置在所述再循环环路上...
【技术特征摘要】
2012.04.12 US 13/445,0081.一种功率设施，所述功率设施构造成包括再循环环路，工作流体围绕所述再循环环路再循环，所述再循环环路包括构造成从相邻上游构件接受工作流体的输出流并向相邻下游构件提供工作流体的输入流的多个构件，其中所述再循环环路包括：再循环压缩机；位于所述再循环压缩机的下游的上游燃烧器；位于所述上游燃烧器的下游并驱动地联接到所述再循环压缩机的高压涡轮；位于所述高压涡轮的下游的下游燃烧器；位于所述下游燃烧器的下游的低压涡轮；以及联接到所述再循环压缩机的入口且构造成将来自所述低压涡轮的工作流体的输出流引导至所述再循环压缩机的再循环管道，所述功率设施包括：氧化剂压缩机，其构造成向所述上游燃烧器和所述下游燃烧器两者提供压缩氧化剂；以及用于从设置在所述再循环环路上的预定位置处的提取点提取所述工作流体的一部分的装置。2.根据权利要求1所述的功率设施，其特征在于：来自所述低压涡轮的工作流体的输出流包括排气，所述排气经由所述再循环管道被引导至所述再循环压缩机；所述再循环压缩机构造成压缩所述排气，使得来自所述再循环压缩机的工作流体的输出流包括压缩排气；以及用于从所述提取点提取所述工作流体的一部分的装置包括用于控制在所述提取点被提取的提取工作流体量的装置。3.根据权利要求2所述的功率设施，其特征在于，所述再循环管道构造成收集来自所述低压涡轮的排气的一部分并引导所述排气的一部分通过一段管道，使得所述排气被输送至所述再循环压缩机的进气口；其中，所述再循环管道还包括热回收蒸汽发生器，所述热回收蒸汽发生器包括锅炉；并且其中，所述热回收蒸汽发生器构造成使得来自所述低压涡轮的排气包括用于所述锅炉的热源。4.根据权利要求2所述的功率设施，其特征在于，冷却装置和鼓风机中的至少一个位于所述再循环管道上；其中，所述冷却装置包括用于从流经所述再循环管道的排气可控地去除热量，使得在所述再循环压缩机的进气口实现更理想的温度的装置；并且其中，所述鼓风机包括用于可控地使流经所述再循环管道的排气循环，使得在所述再循环压缩机的进气口实现更理想的压力的装置。5.根据权利要求2所述的功率设施，其特征在于，还包括上游燃烧器燃料供应和下游燃烧器燃料供应中的至少一个；其中：当存在时，所述上游燃烧器燃料供应包括用于可控地改变供应至所述上游燃烧器的燃料量的装置；以及当存在时，所述下游燃烧器燃料供应包括用于可控地改变供应至所述下游燃烧器的燃料量的装置。6.根据权利要求5所述的功率设施，其特征在于，还包括：第一氧化剂管道，其构造成将来自所述氧化剂压缩机的压缩氧化剂导引至所述上游燃烧器，所述第一氧化剂管道包括用于可控地改变供应至所述上游燃烧器的压缩氧化剂量的装置；以及第二氧化剂管道，其构造成将压缩氧化剂导引至所述下游燃烧器，所述第二氧化剂管道包括用于可控地改变供应至所述下游燃烧器的压缩氧化剂量的装置。7.根据权利要求6所述的功率设施，其特征在于，还包括增压压缩机，所述增压压缩机设置在所述第一氧化剂管道和所述第二氧化剂管道中的至少一个上；并且其中，所述增压压缩机构造成增大流经所述第一氧化剂管道和所述第二氧化剂管道中的至少一个的压缩氧化剂的压力，使得供应至所述上游燃烧器或下游燃烧器的压缩氧化剂包括与在所述上游燃烧器或下游燃烧器处的预定喷射压力对应的压力水平。8.根据权利要求6所述的功率设施，其特征在于，在上游端，所述第二氧化剂管道包括与所述第一氧化剂管道的连接。9.根据权利要求7所述的功率设施，其特征在于，还包括大气通风孔，所述大气通风孔设置在所述第一氧化剂管道上在所述氧化剂压缩机与所述增压压缩机之间，所述大气通风孔构造成可控地改变排出至大气的压缩氧化剂量。10.根据权利要求9所述的功率设施，其特征在于，所述第一氧化剂管道包括增压压缩机，所述增压压缩机构造成增大流经所述第一氧化剂管道的所述压缩氧化剂的压力；并且其中，由所述第二氧化剂管道形成的到所述第一氧化剂管道的连接包括相对于所述增压压缩机的下游位置。11.根据权利要求9所述的功率设施，其特征在于，所述第一氧化剂管道包括增压压缩机，所述增压压缩机构造成增大流经所述第一氧化剂管道的压缩氧化剂的压力；并且其中，由所述第二氧化剂管道形成的到所述第一氧化剂管道的连接包括相对于所述增压压缩机的上游位置。12.根据权利要求6所述的功率设施，其特征在于，在上游端，所述第一氧化剂管道包括第一氧化剂提取位置，在所述第一氧化剂提取位置从所述氧化剂压缩机提取所述压缩氧化剂；在上游端，所述第二氧化剂管道包括第二氧化剂提取位置，在所述第二氧化剂提取位置从所述氧化剂压缩机提取所述压缩氧化剂；以及在所述氧化剂压缩机内，所述第一氧化剂提取位置包括相对于所述第二氧化剂提取位置的下游位置。13.根据权利要求12所述的功率设施，其特征在于，所述第一氧化剂提取位置包括在所述氧化剂压缩机的压缩机排出壳体内的位置，且其中，所述第二氧化剂提取位置包括在所述氧化剂压缩机内的压缩机排出壳体上游的级。14.根据权利要求12所述的功率设施，其特征在于，所述第一氧化剂提取位置包括在所述氧化剂压缩机内基于所述上游燃烧器处的预定喷射压力的预定位置；并且其中，所述第二氧化剂提取位置包括在所述氧化剂压缩机内基于所述下游燃烧器处的预定喷射压力的预定位置。15.根据权利要求6所述的功率设施，其特征在于，功率设施还包括用于控制所述功率设施使得所述上游燃烧器和所述下游燃烧器中的一个以预定化学计量比操作的装置；其中，所述提取点的预定位置包括在所述再循环环路上的位置范围，所述位置范围被限定在所述上游燃烧器和所述下游燃烧器中能够以所述预定化学计量比操作的任何一个与沿下游方向位于所述上游燃烧器和下游燃烧器中的另一个的后方处之间的位置范围。16.根据权利要求15所述的功率设施，其特征在于，用于控制所述功率设施使得所述上游燃烧器和所述下游燃烧器中的一个能以所述预定化学计量比操作的装置包括计算机化控制单元，所述计算机化控制单元构造成控制以下构件的操作：用于可控地改变供应至所述上游燃烧器的压缩氧化剂量的装置；用于可控地改变供应至所述下游燃烧器的压缩氧化剂量的装置；用于可控地改变供应至所述上游燃烧器的燃料量的装置；以及用于可控地改变供应至所述下游燃烧器的燃料量的装置；并且其中，所述预定化学计量比包括接近1的化学计量比。17.根据权利要求16所述的功率设施，其特征在于，所述预定化学计量比包括在0.75与1.25之间的化学计量比。18.根据权利要求16所述的功率设施，其特征在于，所述预定化学计量比包括在0.9与1.1之间的化学计量比。19.根据权利要求16所述的功率设施，其特征在于，所述预定化学计量比包括在1.0与1.1之间的化学计量比。20.根据权利要求15所述的功率设施，其特征在于，所述上游燃烧器燃料供应和所述下游燃烧器燃料供应中的至少一个包括所述上游燃烧器燃料供应而不是所述下游燃烧器燃料供应；并且其中，用于控制所述功率设施使得所述上游燃烧器和所述下游燃烧器中的一个以所述预定化学计量比操作的装置包括用于控制所述功率设施使得所述下游燃烧器以所述预定化学计量比操作的...
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