專利名稱：燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源電力技術(shù)，尤其是涉及一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為動能的內(nèi)燃式動力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機(jī)。通常，燃?xì)廨啓C(jī)包括壓氣機(jī)、燃燒器、燃燒室和渦輪機(jī)，壓氣機(jī)將空氣壓縮為高壓氣體，高壓氣體在燃燒器內(nèi)與燃料混合形成油氣混合氣，經(jīng)點火裝置點火后燃燒，燃料燃燒生成的高溫高壓氣體帶動渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)電機(jī)組發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)在工作過程中，燃燒室內(nèi)的燃料燃燒產(chǎn)生非常高的熱量，因此必須對燃燒室實施冷卻，以防止燃燒室因高溫而導(dǎo)致?lián)p壞。現(xiàn)有燃燒室冷卻方法是風(fēng)冷，其具體方法是，壓氣機(jī)泵出的高壓氣體一部分用于與燃料混合燃燒，一部分用于吹向燃燒室，帶走燃燒室的部分熱量，實現(xiàn)對燃燒室的冷卻。 在實際應(yīng)用中，壓氣機(jī)泵出的高壓氣體中，有25%-40%與燃料混合形成油氣混合氣并燃燒，有60% -75%的高壓氣體從燃燒室的外壁間流過，對燃燒室的外壁進(jìn)行冷卻，然后進(jìn)入燃燒室與高溫高壓燃?xì)鈸交欤谷細(xì)鉁囟冉档?，達(dá)到渦輪機(jī)工作要求的650°C -1000°C?？梢钥闯?，現(xiàn)有技術(shù)中，通過壓氣機(jī)泵出的60 % -75 %高壓氣體冷卻燃燒室和降低燃燒室內(nèi)的煙氣的溫度，因而需要較大的能量用于冷卻燃燒室和降低燃燒室內(nèi)的煙氣的溫度，浪費能源。此外，由于空氣的比熱較小，采用風(fēng)冷的方式冷卻燃燒室的冷卻效果較差，容易造成燃燒室的損壞。另外，從渦輪機(jī)排出的煙氣中的熱量沒有充分的利用，且大部分煙氣排放到空氣中，造成能源的浪費和環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，能夠節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。本發(fā)明提供了一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、過熱器、廢熱鍋爐和汽包；所述燃?xì)廨啓C(jī)包括依次連通的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)；所述過熱器和廢熱鍋爐依次安裝在所述渦輪機(jī)的煙氣排放管道上，所述過熱器與所述汽包連通，接收所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽，所述過熱器與所述蒸汽輪機(jī)連通，為所述蒸汽輪機(jī)提供過熱蒸汽；所述廢熱鍋爐與所述汽包連通，構(gòu)成流通環(huán)路；所述燃燒室內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴，所述蒸汽噴嘴與所述汽包連通，將所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽輸送至所述燃燒室內(nèi)。為了節(jié)約能源，提高冷卻效果，所述燃燒室的外壁具有水冷壁，所述水冷壁內(nèi)具有
3循環(huán)流動的冷卻水，冷卻所述燃燒室。為了節(jié)約水資源，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括依次連通的冷凝器、凈化器和高壓水泵；所述冷凝器與所述蒸汽輪機(jī)連通，所述高壓水泵與所述水冷壁連通，所述水冷壁與所述汽包連通，形成流通環(huán)路。為了減少煙氣對大氣環(huán)境的污染，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括加壓風(fēng)機(jī)；所述加壓風(fēng)機(jī)與所述煙氣排放管道連通，且在安裝在所述廢熱鍋爐的后端，該加壓風(fēng)機(jī)與所述壓氣機(jī)連通，將煙氣輸送給所述壓氣機(jī)。另外，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括水收集器；所述水收集器安裝在煙氣排放管道上，且在安裝在所述廢熱鍋爐的后端，該水收集器與所述凈化器連通，將煙氣中的蒸汽冷凝并輸送給所述凈化器?？梢詫煔庵械乃羝h(huán)利用，節(jié)約水資源。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述燃燒室為至少兩個獨立的燃燒室，每個燃燒室內(nèi)均具有一個燃燒器，每個燃燒室的外壁均安裝有水冷壁。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述燃燒室為一個，所述燃燒室內(nèi)具有至少兩個燃燒
ο本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述燃燒室內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴，所述蒸汽噴嘴與所述汽包連通，將所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽輸送至所述燃燒室內(nèi)，可以減少所述壓氣機(jī)輸入燃燒室的空氣量，進(jìn)而能夠節(jié)約能源。并且，由于在所述渦輪機(jī)的煙氣排放管道上依次安裝有過熱器和廢熱鍋爐，所述過熱器與所述蒸汽輪機(jī)連通，為所述蒸汽輪機(jī)提供高壓蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電，能夠提高能量的利用率。



圖1為本發(fā)明第一實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意2為本發(fā)明第二實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意3為本發(fā)明第三實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意4為本發(fā)明第四實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意圖,附圖標(biāo)記1-壓氣機(jī)2-燃燒室21-水冷壁22-燃燒器3-渦輪機(jī)4-過熱器5-廢熱鍋爐6-汽包7-蒸汽輪機(jī)8-冷凝器9-凈化器10-高壓水泵11-加壓風(fēng)機(jī)12-,水收集器 13-14-第二發(fā)電機(jī)組15-蒸汽噴嘴
具體實施例方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。首先需要說明的是，附圖1-3中的部件之間的連接線表示管道連通，其中箭頭的指示方向為工質(zhì)的流動方向。參照圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意圖。在本發(fā)明的第一實施例中，本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)7、過熱器4、廢熱鍋爐5和汽包6。其中，燃?xì)廨啓C(jī)包括依次連通的壓氣機(jī)1、燃燒室 2和渦輪機(jī)3。過熱器4和廢熱鍋爐5依次安裝在渦輪機(jī)3的煙氣排放管道上，通過渦輪機(jī)3排出的煙氣加熱過熱器4和廢熱鍋爐5，過熱器4與汽包6連通，汽包6內(nèi)的飽和蒸汽通過管道進(jìn)入過熱器4，過熱器4與蒸汽輪機(jī)7連通，為蒸汽輪機(jī)7提供過熱蒸汽，進(jìn)而推動蒸汽輪機(jī)7的葉片高速運轉(zhuǎn)；廢熱鍋爐5與汽包6連通，構(gòu)成流通環(huán)路，廢熱鍋爐5加熱流通環(huán)路中的循環(huán)水產(chǎn)生蒸汽。燃燒室2內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴15，蒸汽噴嘴15與汽包6連通，將汽包6內(nèi)的飽和蒸汽輸送至燃燒室2內(nèi)。下面具體說明本實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)的工作過程和工質(zhì)流動循環(huán)過程一、壓氣機(jī)1連續(xù)地吸入空氣并將其壓縮，將壓縮后的空氣輸送給燃燒室2內(nèi)的燃燒器22，同時將燃料輸送給燃燒室2內(nèi)的燃燒器22，燃料與空氣充分混合后在燃燒室2內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的煙氣。二、燃燒室2內(nèi)的高溫高壓的煙氣從燃燒室2的出氣口流向渦輪機(jī)3，驅(qū)動渦輪機(jī) 3高速運轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動與渦輪機(jī)3同軸連接的第一發(fā)電機(jī)組13發(fā)電。三、廢熱鍋爐5吸收渦輪機(jī)3排出的煙氣的熱量，加熱其內(nèi)部的循環(huán)水產(chǎn)生汽水混合物，通過管道進(jìn)入汽包6，汽水混合物在汽包6內(nèi)分離成飽和蒸汽和熱水，熱水通過管道回流至廢熱鍋爐5內(nèi)繼續(xù)加熱。四、一部分飽和蒸汽通過管道進(jìn)入過熱器4，過熱器4吸收渦輪機(jī)3排除的煙氣的熱量，將飽和蒸汽加熱形成過熱蒸汽，過熱蒸汽通過管道進(jìn)入蒸汽輪機(jī)7推動蒸汽輪機(jī)7的葉片轉(zhuǎn)動，蒸汽輪機(jī)7驅(qū)動同軸連接的第二發(fā)電機(jī)組14發(fā)電。五、另一部分飽和蒸汽通過管道和蒸汽噴嘴15輸送至燃燒室2內(nèi)與燃燒室2內(nèi)的煙氣混合，將煙氣的溫度降到650°C -IOOO0C，再輸送給渦輪機(jī)3，驅(qū)動渦輪機(jī)3旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動與渦輪機(jī)3同軸連接的第一發(fā)電機(jī)組13發(fā)電。本實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，燃燒室2內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴15，蒸汽噴嘴 15與汽包6連通，將汽包6內(nèi)的飽和蒸汽輸送至燃燒室2內(nèi)，可以減少壓氣機(jī)1輸入燃燒室 2的空氣量，進(jìn)而能夠節(jié)約能源。并且，由于在渦輪機(jī)3的煙氣排放管道上依次安裝有過熱器4和廢熱鍋爐5，過熱器4與蒸汽輪機(jī)7連通，為蒸汽輪機(jī)7提供高壓蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)7發(fā)電，能夠提高能量的利用率。參考圖2，圖2為本發(fā)明第二實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意圖。在第二實施例中，燃燒室2的外壁具有水冷壁21，水冷壁21內(nèi)具有循環(huán)流動的冷卻水，冷卻燃燒室2。并且，本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括依次連通的冷凝器8、凈化器9和高壓水泵10 ；冷凝器8與蒸汽輪機(jī)7連通，高壓水泵10與水冷壁21連通，水冷壁21與汽包6連通，形成流通環(huán)路。另外，在本實施例中，渦輪機(jī)3同軸連接有第一發(fā)電機(jī)組13，渦輪機(jī)3高速轉(zhuǎn)動驅(qū)動第一發(fā)電機(jī)組13發(fā)電。蒸汽輪機(jī)7同軸連接有第二發(fā)電機(jī)組14，蒸汽輪機(jī)7高速轉(zhuǎn)動驅(qū)動第二發(fā)電機(jī)組14發(fā)電。下面具體說明本發(fā)明第二實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的工作過程及工質(zhì)循環(huán)過程一、壓氣機(jī)1連續(xù)地吸入空氣并將其壓縮，將壓縮后的空氣輸送給燃燒室2內(nèi)的燃燒器22，同時將燃料輸送給燃燒室2內(nèi)的燃燒器22，燃料與空氣充分混合后在燃燒室2內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的煙氣。二、燃燒室2內(nèi)的高溫高壓的煙氣從燃燒室2的出氣口流向渦輪機(jī)3，驅(qū)動渦輪機(jī) 3高速運轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動與渦輪機(jī)3同軸連接的第一發(fā)電機(jī)組13發(fā)電。三、廢熱鍋爐5吸收渦輪機(jī)3排出的煙氣的熱量，加熱其內(nèi)部的循環(huán)水產(chǎn)生汽水混合物，通過管道進(jìn)入汽包6，汽水混合物在汽包6內(nèi)分離成飽和蒸汽和熱水，熱水通過管道回流至廢熱鍋爐5內(nèi)繼續(xù)加熱。四、一部分飽和蒸汽通過管道進(jìn)入過熱器4，過熱器4吸收渦輪機(jī)3排除的煙氣的熱量，將飽和蒸汽加熱形成過熱蒸汽，過熱蒸汽通過管道進(jìn)入蒸汽輪機(jī)7推動蒸汽輪機(jī)7的葉片轉(zhuǎn)動，蒸汽輪機(jī)7驅(qū)動同軸連接的第二發(fā)電機(jī)組14發(fā)電。五、從蒸汽輪機(jī)7出來的蒸汽通過管道進(jìn)入冷凝器8，冷凝器8將蒸汽冷卻形成冷凝水，冷凝水通過管道進(jìn)入凈化器9，凈化器9將內(nèi)部的水除氧凈化，通過高壓水泵10將冷卻水泵入燃燒室2的水冷壁21內(nèi)，冷卻水在水冷壁21內(nèi)循環(huán)流動，冷卻燃燒室2。六、水冷壁21內(nèi)的冷卻水吸收燃燒室2的熱量變成汽水混合物，通過管道進(jìn)入汽包6，在汽包6內(nèi)分離成飽和蒸汽和熱水，繼續(xù)上述循環(huán)。本實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，燃燒室2的外壁具有水冷壁21，水冷壁21 內(nèi)具有循環(huán)流動的冷卻水，冷卻燃燒室2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，水冷壁21內(nèi)的冷卻水對燃燒室 2的冷卻效果更好，可以減少壓氣機(jī)1輸入燃燒室2的空氣量，進(jìn)而能夠節(jié)約能源。參考圖3，圖3為本發(fā)明第三實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意圖。在第三實施例中，本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第二實施例中的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同，不同點如下所述本實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括加壓風(fēng)機(jī)11。加壓風(fēng)機(jī)11與煙氣排放管道連通，且在安裝在廢熱鍋爐5的后端，并且，加壓風(fēng)機(jī) 11與壓氣機(jī)1連通，將煙氣輸送給壓氣機(jī)1，可以減少煙氣對大氣環(huán)境的污染。另外，本實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括水收集器12。水收集器12安裝在煙氣排放管道上，且在安裝在廢熱鍋爐5的后端，該水收集器12與凈化器9連通，將煙氣中的蒸汽冷凝并輸送給凈化器9，可以實現(xiàn)水汽的循環(huán)利用，節(jié)約水資源。顯然，本實施例中的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還具有上述第一種實施例中的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在此不再贅述。參考圖4，圖4為本發(fā)明第四實施例提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的示意圖。在第三實施例中，本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第二實施例中的燃
6氣和蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同，不同點如下所述燃燒室2內(nèi)具有至少兩個燃燒器22。另外，燃燒室2內(nèi)的燃燒器22的數(shù)量也可以為一個，可以說，本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的燃燒室2的具體結(jié)構(gòu)可以做多種改進(jìn)，在此不再全部舉例說明。顯然，本實施例中的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還具有上述第二實施例中的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)的技術(shù)效果，在此也不再贅述。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、過熱器、廢熱鍋爐和汽包；所述燃?xì)廨啓C(jī)包括依次連通的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)；所述過熱器和廢熱鍋爐依次安裝在所述渦輪機(jī)的煙氣排放管道上，所述過熱器與所述汽包連通，接收所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽，所述過熱器與所述蒸汽輪機(jī)連通，為所述蒸汽輪機(jī)提供過熱蒸汽；所述廢熱鍋爐與所述汽包連通，構(gòu)成流通環(huán)路；所述燃燒室內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴，所述蒸汽噴嘴與所述汽包連通，將所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽輸送至所述燃燒室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒室的外壁具有水冷壁，所述水冷壁內(nèi)具有循環(huán)流動的冷卻水，冷卻所述燃燒室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括依次連通的冷凝器、凈化器和高壓水泵；所述冷凝器與所述蒸汽輪機(jī)連通，所述高壓水泵與所述水冷壁連通，所述水冷壁與所述汽包連通，形成流通環(huán)路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括加壓風(fēng)機(jī)；所述加壓風(fēng)機(jī)與所述煙氣排放管道連通，且在安裝在所述廢熱鍋爐的后端，該加壓風(fēng)機(jī)與所述壓氣機(jī)連通，將煙氣輸送給所述壓氣機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)還包括水收集器；所述水收集器安裝在煙氣排放管道上，且在安裝在所述廢熱鍋爐的后端，該水收集器與所述凈化器連通，將煙氣中的蒸汽冷凝并輸送給所述凈化器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒室為至少兩個獨立的燃燒室，每個燃燒室內(nèi)均具有一個燃燒器，每個燃燒室的外壁均安裝有水冷壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒室為一個，所述燃燒室內(nèi)具有至少兩個燃燒器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)，包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、過熱器、廢熱鍋爐和汽包；燃?xì)廨啓C(jī)包括依次連通的壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)；過熱器和廢熱鍋爐依次安裝在渦輪機(jī)的煙氣排放管道上，過熱器與所述汽包連通，接收所述汽包內(nèi)的飽和蒸汽，過熱器與所述蒸汽輪機(jī)連通，為蒸汽輪機(jī)提供過熱蒸汽；廢熱鍋爐與汽包連通，構(gòu)成流通環(huán)路；燃燒室內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴，蒸汽噴嘴與所述汽包連通，將汽包內(nèi)的飽和蒸汽輸送至所述燃燒室內(nèi)。在本發(fā)明提供的燃?xì)夂驼羝啓C(jī)系統(tǒng)中，燃燒室內(nèi)安裝有蒸汽噴嘴，蒸汽噴嘴與汽包連通，將汽包內(nèi)的飽和蒸汽輸送至燃燒室內(nèi)，可以減少壓氣機(jī)輸入燃燒室的空氣量，進(jìn)而能夠節(jié)約能源。
文檔編號F01K11/02GK102251818SQ20111017955
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者武楨 申請人:馬鞍山科達(dá)潔能股份有限公司