[发明专利]功率生成系统有效
申请号: | 201210028067.7 | 申请日: | 2012-01-13 |
公开(公告)号: | CN102588110A | 公开(公告)日: | 2012-07-18 |
发明(设计)人: | J·C·因泰尔 | 申请(专利权)人: | 通用电气公司 |
主分类号: | F02C3/107 | 分类号: | F02C3/107;F02C3/16;F02C3/34 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 朱铁宏;谭祐祥 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 功率 生成 系统 | ||
技术领域
文中所公开的主题涉及一种燃气涡轮发动机,其具有利用来自前级喷嘴的燃料喷射进行排出气体再循环的能力。
背景技术
在正常操作中,联合循环燃气涡轮动力设备生成大量的氮氧化物(NOX)和CO2而作为燃烧过程的一部分。近年来,排放物特别是NOX的消除已获得公共和联邦管理机构如美国环境保护署日益增加的关注。因而,大量的资源已致力于降低和/或消除此类不合需要的排放物。在尤其是液体的碳氢化合物燃料的燃烧中,由供给到燃烧器的空气所产生的氮氧化物以及在燃料自身中的氮化合物(例如氮杂苯)产生污染物,这些污染物在释放到大气之前必须在数量上降低或消除。
发明内容
根据本发明的一方面,提供了一种功率生成系统,该系统包括:压缩机,其用以增加进口环境空气的压力;以及位于压缩机下游的涡轮,其具有第一级和位于第一级下游的附加级,第一级在结构上结合燃烧器,在燃烧器中经压缩的环境空气与燃料相混合并且在其中混合物燃烧以生成高温排出气体,在第一级和附加级中从该高温排出气体获取机械能。
根据本发明的另一方面,提供了一种功率生成系统,该系统包括:用以压缩环境空气的压缩机;涡轮,其布置在压缩机的下游并且具有第一级和布置在第一级的下游的附加级,第一级在结构上结合燃烧器,在燃烧器中经压缩的环境空气与燃料相混合并且燃烧以生成高温排出气体,在第一级和附加级中从该高温排出气体获取机械能;以及排出气体再循环(EGR)系统,其布置在涡轮的下游以接收排出气体,该EGR系统具有用以压缩排出气体的EGR压缩机和用以在第一级和附加级向涡轮供应经压缩的排出气体的管路。
根据本发明的又一方面,提供了一种涡轮,该涡轮包括:第一级和位于第一级下游的附加级,用以从供应到其的高能流体中获取机械能;以及燃烧器,其在结构上结合在第一级中,该燃烧器包括燃烧器衬套,其形成从第一级喷嘴向上游延伸的环形或环管燃烧区域。
这些和其它优点及特征将从结合附图的以下描述中变得更加明显。
附图说明
在所附权利要求中特别指出并明确地主张了视作本发明的主题。本发明的上述和其它特征及优点从结合附图的以下详细描述中明显可见,在其中:
图1是示出功率生成系统的示意图;
图2是图1的功率生成系统的涡轮的第一级的透视图;
图3是图2的第一级的示意图;
详细描述参照附图以实例的方式解释了本发明的实施例以及优点和特征。
部件列表
10功率生成系统
30空气压缩机
31供给线
35管路
38涡轮
381第一级
382附加级
39供给线
40EGR系统
41EGR压缩机
481主管路
482,47,46副管路
50换热器
60燃烧器
61衬套
611圆顶状端部
62燃烧区域
63冷却孔
64第一级喷嘴
641第一径向辐条(spoke)
642第二径向辐条
70第一外部仓室(plenum)
71第一环形歧管
80第二外部仓室
81第二环形歧管
具体实施方式
参看图1,提供了功率生成系统10,该功率生成系统10包括空气压缩机30、涡轮38和排出气体再循环(EGR)系统40。EGR系统40设置在涡轮38的下游并且包括EGR压缩机41。环境空气进入压缩环境空气的空气压缩机30,该环境空气然后以显著更高的压力(和稍微增加的温度)通过供给线31传送到涡轮38中。涡轮38设置在空气压缩机30的下游并且具有第一级381和布置在第一级381下游的两个或多个附加级382。第一级381在结构上结合燃烧器。在该燃烧器内,经压缩的环境空气与燃料F混合,并且空气和燃料的混合物燃烧以生成高温排出气体,在第一级381和附加级382中从该高温排出气体中获取机械能。
燃料F可包括诸如天然气的碳氢化合物燃料组分,其当与经压缩的环境空气混合并且燃烧时,生成充当用于涡轮38的主要工作流体的高温排出气体。继而,涡轮38驱动空气压缩机30和EGR压缩机41。一旦高温排出气体至少部分消耗,则包括几乎零水平的O2并且因以下将讨论的原因可称作EGR排气的高温排出气体经由供给线39从涡轮38排出。
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