[发明专利]燃气和蒸汽轮机系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源电力技术，尤其是涉及一种燃气和蒸汽轮机系统。

背景技术

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动涡轮高速旋转，将燃料的化学能转换为动能的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。

通常，燃气轮机包括压气机、燃烧器、燃烧室和涡轮机，压气机将空气压缩为高压气体，高压气体在燃烧器内与燃料混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧，燃料燃烧生成的高温高压气体带动涡轮机旋转，涡轮机旋转驱动发电机组发电。

燃气轮机在工作过程中，燃烧室内的燃料燃烧产生非常高的热量，因此必须对燃烧室实施冷却，以防止燃烧室因高温而导致损坏。

现有燃烧室冷却方法是风冷，其具体方法是，压气机泵出的高压气体一部分用于与燃料混合燃烧，一部分用于吹向燃烧室，带走燃烧室的部分热量，实现对燃烧室的冷却。在实际应用中，压气机泵出的高压气体中，有25％-40％与燃料混合形成油气混合气并燃烧，有60％-75％的高压气体从燃烧室的外壁间流过，对燃烧室的外壁进行冷却，然后进入燃烧室与高温高压燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮机工作要求的650℃-1000℃。

可以看出，现有技术中，通过压气机泵出的60％-75％高压气体冷却燃烧室，因而需要较大的能量用于燃烧室的冷却，因而浪费能源。

此外，由于空气的比热较小，采用风冷的方式冷却燃烧室的冷却效果较差，容易造成燃烧室的损坏。

另外，从涡轮机排出的烟气中的显热没有充分的利用，且大部分烟气排放到空气中，造成能源的浪费和环境的污染。

发明内容

本发明提供一种燃气和蒸汽轮机系统，用以解决现有技术中的缺陷，能够节约能源，减少环境污染。

本发明提供了一种燃气和蒸汽轮机系统，包括燃气轮机、蒸汽轮机、过热器、废热锅炉和汽包；

所述燃气轮机包括依次连通的压气机、燃烧室和涡轮机；

所述燃烧室的外壁具有水冷壁，所述水冷壁内具有循环流动的冷却水，冷却所述燃烧室；

所述过热器和废热锅炉依次安装在所述涡轮机的烟气排放管道上，所述过热器与所述汽包连通，接收所述汽包内的饱和蒸汽，所述过热器与所述蒸汽轮机连通，为所述蒸汽轮机提供过热蒸汽；所述废热锅炉与所述汽包连通，构成流通环路。

为了节约水资源，该燃气和蒸汽轮机系统还包括依次连通的冷凝器、净化器和高压水泵；所述冷凝器与所述蒸汽轮机连通，所述高压水泵与所述水冷壁连通，所述水冷壁与所述汽包连通，形成流通环路。

为了减少烟气对大气环境的污染，该燃气和蒸汽轮机系统还包括加压风机；所述加压风机与所述烟气排放管道连通，且在安装在所述废热锅炉的后端，该加压风机与所述压气机连通，将烟气输送给所述压气机。

另外，该燃气和蒸汽轮机系统还包括水收集器；所述水收集器安装在烟气排放管道上，且在安装在所述废热锅炉的后端，该水收集器与所述净化器连通，将烟气中的蒸汽冷凝并输送给所述净化器。可以对烟气中的水蒸汽循环利用，节约水资源。

在上述技术方案的基础上，所述燃烧室为至少两个独立的燃烧室，每个燃烧室内均具有一个燃烧器，每个燃烧室的外壁均安装有水冷壁。

在上述技术方案的基础上，所述燃烧室为一个，所述燃烧室内具有至少两个燃烧器。

本发明提供的燃气和蒸汽轮机系统，与现有技术相比，所述燃烧室的外壁具有水冷壁，所述水冷壁内具有循环流动的冷却水，冷却所述燃烧室。水冷壁内的冷却水对燃烧室的冷却效果更好，可以减少所述压气机输入所述燃烧室的空气量，进而能够节约能源。

并且，由于在所述涡轮机的烟气排放管道上依次安装有过热器和废热锅炉，所述过热器与所述蒸汽轮机连通，为所述蒸汽轮机提供过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电，能够提高能量的利用率。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的燃气和蒸汽轮机系统的示意图；

图2为本发明第二实施例提供的燃气和蒸汽轮机系统的示意图；

图3为本发明第三实施例提供的燃气和蒸汽轮机系统的示意图。

附图标记：

1-压气机       2-燃烧室       21-水冷壁

22-燃烧器      3-涡轮机       4-过热器

5-废热锅炉     6-汽包         7-蒸汽轮机

8-冷凝器       9-净化器       10-高压水泵

11-加压风机    12-水收集器    13-第一发电机组

14-第二发电机组