[发明专利]利用燃气轮机排气余热的有机朗肯循环发电装置

说明书

技术领域：

本发明涉及余热发电设备领域，具体涉及一种利用燃气轮机排气余热的有机朗肯循环发电装置。

背景技术：

简单循环燃气轮机是由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成，它可以看成是能够连续不断地产生具有一定压力和温度燃气的单元。通常，简单循环燃气轮机装置的排气温度较高，而且燃气工质的流量又非常大，这股排气蕴储的能量是很大的。于是，又开始把注意力转到复杂循环燃气轮机的发展上，将以水为工质的朗肯循环（蒸汽轮机循环）与燃气轮机循环结合在一起，组成一个燃-蒸联合循环装置，使燃气轮机的排气余热在余热锅炉中被充分地利用，锅炉水在余热锅炉中吸收了大量热量而转变成过热蒸汽，具有较高温度和压力的过热蒸汽进入蒸汽轮机内膨胀做功，驱动发电机进行发电。但是水蒸汽在膨胀过程中是由过热蒸汽状态向饱和蒸汽状态的过渡，湿度是逐渐增大，当水蒸汽中的高速液滴冲击蒸汽轮机的叶片时将会产生严重的腐蚀性损坏，所以蒸汽轮机要求水蒸汽必须具有较高的过热度。这就使得燃-蒸联合循环电站具有系统较为复杂、结构庞大、操作复杂、占地面积大等不足。

发明内容： 

本发明专利的任务是提供一种利用燃气轮机余热的有机朗肯循环发电装置，它是利用有机朗肯循环回收燃气轮机排气余热的发电装置，它不仅系统相对简单、结构简单、占地空间较小，而且便于操作和维护。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：利用燃气轮机排气余热的有机朗肯循环发电装置，包括由压气机、燃烧室和涡轮组成的燃气轮机，在燃气轮机排气管上安装有蒸发器，蒸发器的工质出口管连接透平机的工质进口，透平机的工质出口连接回热器的一组换热流道，其出口管路连接冷凝器和流体泵，流体泵的出口管路连接回热器的另一组换热流道，其出口管路与蒸发器的工质进口管路连接构成循环回路，循环回路内的工质为高温有机介质，透平机连接到发电机。

本发明具有如下有益效果：由于采用上述技术方案，实现了利用燃气轮机余热的有机朗肯循环发电装置，高温有机介质在蒸发器中被加热成蒸气，该蒸气在透平机内的膨胀过程中，从高压到低压始终保持干的状态，消除了形成湿气的可能性以及高速液滴冲击汽轮机叶片时将会产生严重的腐蚀损坏。该装置具有系统相对简单、结构简单、部分负荷运行、占地空间较小，而且便于操作和维护等特点。

附图说明：

图1是现有燃-蒸联合循环装置的工作原理图；

图2是利用燃气轮机排气余热的有机朗肯循环发电装置的工作原理图。   

箭头   表示流动方向

图中  1-压气机，2-燃烧室，3-涡轮，4-发电机，5-余热锅炉 ， 6-蒸汽轮机，7-循环水泵，8-冷凝器，9-蒸发器，10-透平机，11-回热器，12-流体泵。 

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1结合图2所示，利用燃气轮机排气余热的机有机朗肯循环发电装置，包括由压气机1、燃烧室2和涡轮3组成的燃气轮机，其特征在于：在燃气轮机排气管上安装有蒸发器9，蒸发器9的工质出口管连接透平机10的工质进口，透平机10的工质出口连接回热器11的一组换热流道，其出口管路连接冷凝器8和流体泵12，流体泵12的出口管路连接回热器8的另一组换热流道，其出口管路与蒸发器9的工质进口管路连接构成循环回路，循环回路内的工质为高温有机介质，透平机10连接到发电机4。

将现有以水为工质的朗肯循环改成以高温有机介质为工质的有机朗肯循环，它是由蒸发器9、透平机10、回热器11、冷凝器8、发电机4和流体泵12组成的发电装置。由流体泵12抽取冷凝器中的液态有机介质进行加压并送到回热器11中，在此与透平机10中流出的有机介质进行热交换，回收有机介质中的部分热能，加热后的液态有机介质被送到蒸发器14中，与燃气轮机排气进行热交换，将液态有机介质转变成具有一定温度和压力的有机介质蒸气，该蒸气进入透平机10中进行膨胀做功，驱动发电机4进行发电，从透平机10中排出的热有机介质流入回热器11中，被流体泵12泵出的液态有机介质冷却后流回到冷凝器8里，在此有机介质被水或环境空气进行再次冷却，最后变成液态的有机介质。