本发明专利技术涉及燃气涡轮组件，其大致由至少一个压缩机、至少一个第一燃烧器(8,201)、连接在第一燃烧器下游的至少一个第二燃烧器(9,202)以及连接在第二燃烧器下游的至少一个涡轮(5)。至少第一和第二燃烧器(8,9)在所述燃烧器的燃烧路径的流动方向上形成管状或准管状燃烧室元件(100,200,300)的构件，所述燃烧室元件封闭或准封闭且在压缩机(2)和涡轮(5)之间延伸。燃烧室元件围绕燃气涡轮组件的转子以环形布置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及燃气涡轮组件，其大致由至少一个压缩机、至少一个第一燃烧器(8,201)、连接在第一燃烧器下游的至少一个第二燃烧器(9,202)以及连接在第二燃烧器下游的至少一个涡轮(5)。至少第一和第二燃烧器(8,9)在所述燃烧器的燃烧路径的流动方向上形成管状或准管状燃烧室元件(100,200,300)的构件，所述燃烧室元件封闭或准封闭且在压缩机(2)和涡轮(5)之间延伸。燃烧室元件围绕燃气涡轮组件的转子以环形布置。【专利说明】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的燃气涡轮组件。本专利技术还涉及根据权利要求21的前序部分的方法。
技术介绍
EP O 620 362 BI公开了一种此前所提类型的燃气涡轮组件，该公开构成本说明书的组成部分。该组件包括至少一个压缩机、布置在压缩机下游的第一燃烧室、布置在第一燃烧室下游的第一涡轮、布置在第一涡轮下游的第二燃烧室以及布置在第二燃烧室下游的第二涡轮。因此，借助于已知的燃气涡轮组件，可实现利用经由两个燃烧室的顺序燃烧且利用两个涡轮操作的燃气涡轮过程。借助于顺序燃烧可极大地改善排放值。另一种燃气涡轮组件从构成本说明书的组成部分的DE 103 12 971 Al变得已知，并且基于在不插入涡轮(即高压涡轮)的情况下在燃气涡轮组件中实现两级燃烧的总体思想。这里，该燃气涡轮组件将以下认识付诸实践:在贫燃燃烧室中，在燃烧排气中通常存在如此多的氧化剂，以至于对于后续的附加燃烧阶段来说，本质上只有燃料必须继续被提供，在这种情况下，仅存在贫的燃料/氧化剂混合物。然而，亦如EP O 620 362 BI中的情况那样，在两个燃烧级或燃烧室之间不存在涡轮的情况下，在第一燃烧室的下游出现相对高的排气温度，并且当燃料被掺混时，将导致立即点燃，也就是说在混合不充分的情况下，导致非结构化的燃烧反应，在该反应期间不良的高排放值升高。为了避免这个问题，所提及的公开DE 103 12 971 Al提出在将更多的燃料引入燃烧排气中之前冷却第一燃烧室的热燃烧排气，以便由此形成用于第二燃烧室的燃料/氧化剂混合物。通过冷却第一燃烧室或第一燃烧级的燃烧排气，排气温度可以降低至一定程度，使得引入的燃料的点燃被延迟到可发生足够的混合物形成为止，以便在第一燃烧室的燃烧排气和额外供应的燃料之间形成期望的贫的燃料/氧化剂混合物。在这种情况下尤其重要的是，在第二燃烧级起作用的燃料可直接引入到第一燃烧级的冷却的排气中，也就是说，不形成预混物。就这一点而言，对于在第二燃烧级中的燃料供应来说，特别地，将采用从EP O 620 362 BI中获得的成熟技术。借助于两级贫/贫燃烧，在不插入涡轮的情况下，如可从DE 103 12 971 Al中了解的那样，可在燃气涡轮组件的标称操作点处达到尤其有利的排放值。而且，提供了对于瞬时操作状态的相当大的优点。例如，在部分负载操作中，第二燃烧室可被停用，同时第一燃烧室如此前那样在其正常操作状态下操作。第一燃烧级可由此就排放值和效率而言最佳地操作，作为这样的结果，在这些瞬时操作状态下，燃气涡轮组件具有对排放和效率来说总体有利的值。此外，特别是在燃气涡轮组件在升负荷或朝峰值负荷运行时，可使用第二燃烧级作为“增压器”，因为相应地增加的燃料量被供应至第二燃烧级。在这种情况下，第一燃烧室的燃烧气体可借助于热传递冷却。热量因此从燃烧气体中被提取并传递到另一种介质，以便可在别处使用已从燃气涡轮过程中提取的热量。例如，提取的热量可用于为蒸汽涡轮生成蒸汽。备选地，第一燃烧室的燃烧气体的冷却也可实现，因为合适的冷却介质被引入燃烧气体中。在该过程中，由于与冷却器冷却介质混合而发生燃烧气体的温度的降低。然而，在这样的冷却过程中，质量流量由于冷却而增加，并且这可同时导致燃气涡轮组件的输出的增加。通过冷却介质的可控引入或注入进行的冷却也可相应地被用作“增压器”，以便调节燃气涡轮和组件的输出，特别是在短时间内。然而仍然希望在此前提及的类型的燃气涡轮组件中更进一步地改善排放值和燃烧室设计。在燃烧室设计中，特别重要的是主动地影响两个顺序布置的燃烧室的相对长的轴向长度，这因此决定了在轴承之间的距离。特别地，将避免可见于连续的环形燃烧室的情况中且发生在具有高输出的燃气涡轮组件中的那些与燃烧有关的瓶颈和干涉。概括地说，可认为，具有整个燃气涡轮组件的改善的紧凑性也是此类顺序燃烧系统的设计中的主要益处。此外，下面的公开同样构成本说明书的组成部分: -EP O 321 809 A和 B-EP O 704 657 A 和 B-EP O 646 705 A 和 B-EP O 646 704 A 和 B-EP O 718 470 A 和 B 包含所提及的公开之一的一个或多个发展的相关公开同样构成本说明书的组成部分。
技术实现思路
这正是本专利技术的目的所在。在权利要求中所表征的本专利技术所基于的目的是在此前所提及的类型的燃气涡轮组件中或对于用于操作这样的燃气涡轮组件的对应操作方法来说提出一种更紧凑的燃气润轮组件设计，该设计确保燃烧潜能(potential)的改善,特别是在具有更高输出并且其中排放值可因此被最小化的那些燃气涡轮组件的操作中。 为此，根据本发 明的燃气涡轮组件主要由压缩机、设计有允许顺序燃烧的两个顺序布置的燃烧器(burner)或燃烧器组的燃烧室以及在燃烧室之后的涡轮组成。第一和第二燃烧器或第一和第二燃烧器组在每种情况中在其燃烧路径的流动方向上为管状导管的一体部分，该导管在压缩机和涡轮之间延伸，设计成紧凑型且被封闭或实际上自行封闭，并且执行燃烧室元件的功能。如果提供多个燃烧室元件，则这些元件布置成围绕燃气涡轮组件的转子的环的形式。这些导管具有各式的通流横截面，例如圆形、卵形、椭圆形、多边形等，在这种情况下，相应的横截面形状可不具有连续地一致的构型，也就是说，在第二燃烧器或第二燃烧器组的区域中的横截面形状可具有与在第一燃烧器或第一燃烧器组的区域中的具体横截面形状不同的形式。在燃烧路径的流动方向上，各个导管可具有形成公共的环形区域的中间部分。这样的环形中间部分可以与第一和/或第二燃烧器的燃烧区域和在所述燃烧器之间的流动路径两者有关。概括地说，燃烧室元件可具有以下构型，此处图示的类型不构成完全齐备的列表，上述管状性也不必理解为在压缩机和涡轮之间的管线的一致单调性的意义。这些燃烧器元件的不同横截面已在上文中得到处理。根据本专利技术，燃气涡轮组件具有在第一和第二燃烧器或第一和第二燃烧器组之间的过渡导管，其形成上游导管或中间环形过渡导管的直接延续，然后将各个导管引入其中。特别地，最后提及的过渡导管的设计使得可有利地将压缩机空气和/或蒸汽量和/或另一种气体的一部分引入到所述过渡导管中。而且，这样的一致的环形过渡导管可有利地设计为混合器。此外，这样的过渡导管也可有利地设计为热交换器。在这种情况下，所述燃烧器或燃烧器组可设计为预混燃烧器，但不一必然意味着这样的设计，可容易地提供例如扩散燃烧器或混合燃烧器。也可容易地将不同类型的燃烧器彼此组合在燃烧器组中。如果提供预混燃烧器，则这些燃烧器优选地根据公开EP O 321 809 Al和/或EPO704 657 Al中的主题和燃烧方法设计，这些公开构成本说明书的组成部分。特别地，所述预混燃烧器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R马米里，J赫拉特，E弗雷塔格，A伊罗格鲁，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：
国别省市：
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