[发明专利]再循环用于燃气涡轮发动机中多个流动路径中的排气的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年4月26日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR COOLING A GAS TURBINE WITH AN EXHAUST GAS PROVIDED BY THE GAS TURBINE”的美国非临时专利申请13/456,575、于2012年11月2日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR DIFFUSION COMBUSTION IN A STOICHIOMETRIC EXHAUST GAS RECIRCULATION GAS TURBINE SYSTEM”的美国临时专利申请61/722,118、于2012年11月2日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR DIFFUSION COMBUSTION WITH FUEL-DILUENT MIXING IN A STOICHIOMETRIC EXHAUST GAS RECIRCULATION GAS TURBINE SYSTEM”的美国临时专利申请61/722,115、于2012年11月2日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR DIFFUSION COMBUSTION WITH OXIDANT-DILUENT MIXING IN A STOICHIOMETRIC EXHAUST GAS RECIRCULATION GAS TURBINE SYSTEM”的美国临时专利申请61/722,114以及于2012年11月2日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR LOAD CONTROL WITH DIFFUSION COMBUSTION IN A STOICHIOMETRIC EXHAUST GAS RECIRCULATION GAS TURBINE SYSTEM”的美国临时专利申请61/722,111的优先权和权益，上述所有申请通过引用整体合并于此以用于各种目的。

技术领域

本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机。

背景技术

燃气涡轮发动机的应用领域非常广泛，例如发电、航空器以及各种机械装置。燃气涡轮发动机通常在燃烧器部燃烧燃料和氧化剂(例如，空气)以生成热燃烧产物，然后该产物驱动涡涡轮机部中的一个或多个涡涡轮机级。当涡轮机级被热燃烧产物驱动时，所述涡轮机级将转动动力传递给轴。转动轴进而驱动压缩机部的一个或多个压缩机级以压缩吸入燃烧器部中的氧化剂，并且还可以驱动发电机以产生电能。

在某些实例中，在燃烧器部内的燃烧器的温度可以处于适合氧化含氮物质和硫基物质的水平，这些物质可能在热燃烧产物中分别产生氮氧化物(在下文中被称为NO_x)以及硫氧化物(在下文中被称为SO_x)。这些氧化副产物通常是不期望的，并能够使得从热燃烧产物生成的排气不能用于进一步的应用。

此外，因为燃烧的产物具有相对高的温度，所以它们接触的组件会相应地变得被加热。在某些情况下，这种加热可能造成组件的热膨胀。当这种热膨胀发生在运动部件中时，运动部件与静态部件之间的间隙会受到影响。

发明内容

下面概述在范围上与最初要求保护的主题匹配的某些实施例。这些实施例并不旨在限制要求保护的发明的范围，相反这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简短概括。事实上，本公开可能包含可与下面阐述的实施例类似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括燃气涡轮机系统。所述燃气涡轮机系统包括：涡轮燃烧器；由来自涡轮燃烧器的燃烧产物驱动的涡轮机；以及由涡轮机驱动的排气压缩机。所述排气压缩机被配置为压缩排气并将其供应给涡轮燃烧器。所述燃气涡轮机系统还包括排气再循环(EGR)系统。所述EGR系统被配置为沿着从涡轮机到燃气涡轮机系统的第一和第二排气入口的一个或多个排气再循环路径再循环排气，并且所述排气再循环系统包括至少在第二排气入口上游的洗涤系统和湿气分离器。所述第一排气入口使排气压缩机吸入排气以用于排气压缩，并且所述第二排气入口与所述第一排气入口分隔开。

在另一个实施例中，一种方法包括：用涡轮机从燃烧气体生成排气；沿着排气再循环流动路径再循环排气；用排气处理系统降低沿着排气再循环路径的排气内的湿气；向排气压缩机的第一排气入口提供排气以用于压缩；以及从排气再循环路径向与第一排气入口分隔开的第二排气入口提供排气，以用于温度控制、间隙控制、压力控制、密封或其任何组合。