一種間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃氣輪機技術領域，具體涉及一種間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 間冷循環(huán)燃氣輪機是在簡單循環(huán)的基礎上，增加壓縮空氣中間冷卻器組成的復雜 循環(huán)燃氣輪機，由于加入了中間冷卻，使得其效率較簡單循環(huán)燃氣輪機得到提升。
[0003] 在燃氣輪機中，采用間冷循環(huán)的燃氣輪機由于其高的循環(huán)比功與高效率，日益受 到人們的關注。然而，常規(guī)間冷循環(huán)燃氣輪機中，燃氣經(jīng)高壓渦輪膨脹做功后，溫度下降。 在余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)中，燃氣輪機的排氣通至余熱鍋爐中，加熱鍋爐中的水產(chǎn)生蒸汽驅 動汽輪機做功。但燃氣輪機中動力渦輪排出的氣體溫度較低，導致基于聯(lián)合循環(huán)的間冷 燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)熱效率較低（美國GE公司的間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)LSM100PA熱效率 50. 1% ) 〇

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，以解決【背景技術】中的間冷 燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中熱效率較低的問題。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：提供一種間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，包含余熱鍋爐、低壓 壓氣機、高壓渦輪、高壓壓氣機、渦輪組件、補燃燃燒室及中間冷卻器，其中，所述補燃燃燒 室布置在高壓渦輪與渦輪組件之間，高壓渦輪排出的燃氣經(jīng)過補燃燃燒室再次加熱后加入 渦輪組件，渦輪組件的排氣溫度升高；所述渦輪組件的排氣端與所述余熱鍋爐的進氣端連 接；所述中間冷卻器布置在低壓壓氣機與高壓壓氣機之間。
[0006] 優(yōu)選地，所述間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進一步包含第一轉子、第二轉子、低壓壓 氣機及高壓壓氣機，其中，所述低壓壓氣機與渦輪組件通過第一轉子連接，且低壓壓氣機與 渦輪組件同軸，所述高壓渦輪與高壓壓氣機之間通過第二轉子連接，且高壓渦輪與高壓壓 氣機同軸。
[0007] 優(yōu)選地，所述渦輪組件包含低壓渦輪和動力渦輪，燃氣經(jīng)補燃燃燒室再次燃燒后 進入低壓渦輪，燃氣在低壓渦輪內膨脹做功后驅動動力渦輪。
[0008] 優(yōu)選地，所述第一轉子的一端用于連接第二負載，所述低壓壓氣機布置在所述渦 輪組件與第二負載之間。
[0009] 優(yōu)選地，所述低壓壓氣機的進氣端背離渦輪組件的排氣端。
[0010] 優(yōu)選地，所述低壓壓氣機同旋向的葉片葉型沿第一轉子的軸線對稱布置。
[0011] 優(yōu)選地，所述渦輪組件同時驅動低壓壓氣機及第二負載。
[0012] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明中的間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中增添了補燃燃燒 室，使得低壓渦輪與動力渦輪組件排出的氣體溫度較高，提高了余熱鍋爐的效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一實施例的間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。
[0014] 其中：1-第一負載，2-蒸汽輪機，3-余熱鍋爐，4-第二負載，5-第一轉子，6-低壓 壓氣機，7-渦輪組件，8-補燃燃燒室，9-高壓渦輪，10-燃燒室，11-高壓壓氣機，12-第二轉 子，13-中間冷卻器。
【具體實施方式】
[0015] 為使本發(fā)明實施的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中 的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類 似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。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。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用 于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人 員在沒有作出創(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)明保護的范圍。下 面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
[0016] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內"、"外"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方 位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元 件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的 限制。
[0017] 如圖1所示，一種間冷燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，包含有第一負載1、蒸汽輪機2、余 熱鍋爐3、第二負載4、第二轉子5、低壓壓氣機6、渦輪組件7、補燃燃燒室8、高壓渦輪9、燃 燒室10、高壓壓氣機11、第二轉子12及中間冷卻器13,其中，渦輪組件7包含低壓渦輪及動 力渦輪，燃氣經(jīng)補燃燃燒室8再次燃燒后進入低壓渦輪，燃氣在低壓渦輪內膨脹做功后驅 動動力渦輪。
[0018] 低壓壓氣機6與渦輪組件7通過第一轉子5連接，且低壓壓氣機6與渦輪組件7 同軸，第一轉子5的一端用于連接第二負載4。
[0019] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術，將低壓渦輪與動力渦輪組裝為渦輪組件7。渦輪組件7同時 帶動低壓壓氣機6及第二負載4,減少了零件的數(shù)量，縮短了第一轉子5的軸向長度，提高了 系統(tǒng)的可靠性。
[0020] 低壓壓氣機6布置在渦輪組件7與第二負載4之間，且低壓壓氣機6的進氣端遠 離渦輪組件7的排氣端（附圖1中，低壓壓氣機6的右端為低壓壓氣機6的進氣端，渦輪組 件7的右端為渦輪組件7的排氣端）。低壓壓氣機6同旋向的葉片葉型沿第一轉子5的軸 線對稱布置得到反旋向的葉片葉型，使得渦輪組件7和低壓壓氣機6的氣流方向相反，而旋 向相同。
[0021] 低壓壓氣機6的進氣端遠離渦輪組件7的排氣端的優(yōu)點在于：低壓壓氣機6的進 口溫度不受渦輪組件7的排氣的影響，提高了低壓壓氣機6進口的空氣質量。
[0022] 高壓渦輪9與高壓壓氣機11通過第二轉子12連接，且高壓渦輪9與高壓壓氣機 11同軸，在高壓渦輪9與高壓壓氣機11之間布置有燃燒室10,高壓壓氣機11將空氣壓縮 后進入燃燒室10。在燃燒室10內噴入燃料，燃料在高壓空氣下燃燒生成高溫高壓燃氣，高 溫高壓燃氣流入高壓渦輪9用于高壓渦輪9做功，高壓渦輪9做功用于通過第二轉子12帶 動高壓壓氣機11運轉。
[0023] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術，包含有第一轉子5和第二轉子12,其優(yōu)點在于：現(xiàn)有技術中 的轉子需要穿過中間冷卻器13、高壓壓氣機11、燃燒室10、高壓渦輪9,轉子的軸向距離較 長，不利于轉子軸承布置和轉子動力學設計。而本發(fā)明中采用了兩個轉子，轉子軸向長度明 顯降低，大幅提高了轉子的剛度，有利于轉子的動力學設計，使得燃氣輪機工作過程中更加 穩(wěn)定。
[0024] 補燃燃燒室8布置在第二轉子12上的高壓渦輪9與第一轉子5上的渦輪組件7 之間。補燃燃燒室8對從高壓渦輪9流出的燃氣再次加熱，補燃燃燒室8內噴入燃料，燃料 在補燃燃燒室8中的高溫高壓氣流中充分燃燒，燃燒后的燃氣流入渦輪組件7做功，渦輪組 件7通過第一轉子5帶動低壓壓氣機6和第二負載4。
[0025] 增加補燃燃燒室8的優(yōu)點在于：可提高渦輪組件7進口燃氣的溫度，使燃氣輪機的 循環(huán)功加大，而且補燃燃燒室8中的壓力較高，燃燒效率也高，因而既提高了功率又使熱效 率保持較高的水平，對降