[发明专利]功率装置和使用方法

说明书

技术领域

本公开的主题大体涉及电功率装置的领域，并且更具体而言，涉及运行化学计量式排气再循环涡轮系统的方法。

背景技术

多种类型的燃气轮机系统是已知的，并且在功率装置中用来发电。典型地，燃气轮机系统包括用于压缩空气流的涡轮压缩机以及结合压缩空气与燃料且点燃混合物而产生排气的涡轮燃烧器。然后排气可通过涡轮而膨胀，从而致使涡轮旋转，涡轮又可通过涡轮轴而连接到涡轮发电机上，以产生功率。燃气轮机传统上在燃烧过程内使用过剩的空气，以控制涡轮温度和管理不合需要的排放。这常常会引起具有大量过剩的氧的排气流。

因此，存在对这样的功率装置组件的需要，即，其使用可在没有具有大量过剩的氧的排气流的情况下运行的燃气轮机系统。另外，该功率装置组件提供用以通过处理排气来进一步减少排放和/或回收二氧化碳流、氮流和水流的选择将是合乎需要的。

发明内容

在一方面，提供一种功率装置组件。该功率装置组件包括用于将环境空气压缩成压缩环境气体流的至少一个主要空气压缩机，以及一个或多个燃气轮机机组。各个燃气轮机机组包括涡轮燃烧器，涡轮燃烧器流体地连接到至少一个主要空气压缩机上，以混合压缩环境气体流的至少第一部分与再循环低氧含量气体流的至少第一部分以及燃料流而形成可燃混合物，以及用于燃烧可燃混合物，以及形成再循环低氧含量气体流。燃气轮机机组进一步包括连接到涡轮燃烧器和涡轮轴上的涡轮。涡轮布置成由来自涡轮燃烧器的再循环低氧含量气体流驱动。机组进一步包括涡轮压缩机，涡轮压缩机流体地连接到涡轮燃烧器上，并且连接到涡轮轴上，并且布置成由涡轮轴驱动。机组还包括用于使再循环低氧含量气体流的至少一部分从涡轮再循环到涡轮压缩机的再循环环路。

在另一方面，提供一种用于运行功率装置的方法。该方法包括：用至少一个主要空气压缩机压缩环境空气，以形成压缩环境气体流；将压缩环境气体流的至少第一部分输送到至少一个燃气轮机机组；以及在涡轮燃烧器中混合压缩环境气体流的至少第一部分与再循环低氧含量气体流的至少第一部分以及燃料流以形成可燃混合物，并且燃烧混合物以产生再循环低氧含量气体流。该方法进一步包括使用再循环低氧含量气体流来驱动连接到涡轮轴上的涡轮，以及通过涡轮轴来驱动涡轮压缩机，涡轮压缩机流体地连接到涡轮燃烧器上。该方法还包括使用再循环环路来使再循环低氧含量气体流的至少一部分从涡轮再循环到涡轮压缩机。

将在以下描述中部分地阐述另外的方面，而且根据描述，另外的方面将部分地是显而易见的，或者可通过实践下面描述的方面来学习另外的方面。借助于所附权利要求中特别指出的元件和组合，将实现和获得下面描述的优点。要理解的是，前面的一般描述和以下详细描述两者都只是示例性和说明性的，而不是约束性的。

附图说明

当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，其中不必按比例绘制构件，以及其中，对应的参考标号在所有图中均指示对应的部件，其中：

图1是根据本发明的实施例的示例性功率装置组件10的概略图。

图2是根据本发明的实施例的图1的示例性功率装置组件的示例性构造100的概略图。

图3是根据本发明的实施例的图1的示例性功率装置组件的另一个示例性构造110的概略图。

图4是根据本发明的实施例的图1-3的示例性功率装置组件的另一个示例性构造120的概略图。

图5是根据本发明的实施例的图1和3的示例性功率装置组件的另一个示例性构造130的概略图。

图6是根据本发明的实施例的图1、2和5的示例性功率装置组件的另一个示例性构造140的概略图。

图7是根据本发明的实施例的图1的示例性功率装置组件的另一个示例性构造150的概略图。

图8是根据本发明的实施例的图1、2和7的示例性功率装置组件的另一个示例性构造160的概略图。

图9是根据本发明的实施例的图1、3和7的示例性功率装置组件的另一个示例性构造170的概略图。

图10是根据本发明的实施例的图1-3和7的示例性功率装置组件的另一个示例性构造180的概略图。

图11是根据本发明的实施例的图1、5和7的示例性功率装置组件的另一个示例性构造190的概略图。

图12是根据本发明的实施例的图1、6和7的示例性功率装置组件的另一个示例性构造200的概略图。

图13是根据本发明的实施例的示例性功率装置组件300的概略图。