[发明专利]一种燃气蒸汽联合循环发电装置及方法

权利要求书

1.一种燃气蒸汽联合循环发电装置，包括水轮发电机、汽轮机、空压机、余热锅炉，所述余热锅炉的蒸汽出口端与汽轮机的蒸汽进入端连通，其特征在于，还包括煤气发生炉、直燃锅炉以及第一锅筒、第二锅筒；

所述煤气发生炉内产生可燃气体且可燃气体输入直燃锅炉中进行燃烧，所述空压机吸入外部空气输送到直燃锅炉内与可燃气体混合燃烧，直燃锅炉内产生高温高压气体从直燃锅炉的排出端排出；

所述第一锅筒、第二锅筒内分别设置有将锅筒内部分隔为气体空间和液体空间的活塞，活塞在各自锅筒内朝向气体空间或液体空间进行压缩运动，所述直燃锅炉排出的高温高压气体进入第一锅筒内的气体空间或第二锅筒内的气体空间中；第一锅筒的气体空间、第二锅筒的气体空间通过第一管道与余热锅炉的烟气进入端连通，在第一管道上设置有控制第一锅筒的气体空间、第二锅筒的气体空间内气体进入余热锅炉内的第一控制阀；

汽轮机的蒸汽排出端与煤气发生炉的蒸汽进入端连通；

在第一锅筒与第二锅筒之间设置有循环导流管路，所述循环导流管路呈交替式对两个液体空间中的液体进行导流，一种导流状态为：将第一锅筒内液体空间中的液体介质经过水轮发电机导引到第二锅筒内液体空间中；另一种导流状态为：将第二锅筒内液体空间中的液体介质经过水轮发电机导引到第一锅筒内液体空间中。

2.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述循环导流管路包括连通第一锅筒液体空间与水轮发电机输入端的第二管道，在第二管道上设置有控制第二管道内液体流通的第二控制阀；

以及连通第二锅筒的液体空间与水轮发电机输出端的第三管道，第三管道上设置有控制第三管道内液体流通的第三控制阀；

所述水轮发电机的输出端与第一锅筒的液体空间连通有第四管道，第四管道上设置有控制第四管道内液体流通的第四控制阀；在水轮发电机的输入端与第二锅筒的液体空间中连通有第五管道，第五管道上设置有控制第五管道内液体流通的第五控制阀；

所述第二控制阀、第三控制阀同时开启和关断；第四控制阀、第五控制阀同时开启和关断。

3.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述汽轮机的排气端与余热锅炉的蒸汽进入端之间设置有凝汽器、软化水箱、输送泵，汽轮机的蒸汽排出端与凝汽器的输入端连通，凝汽器的输出端与软化水箱连通，软化水箱与输送泵的输入端连通，输送泵的输出端与余热锅炉的蒸汽进入端连通。

4.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环发电装置，其特征在于，所述直燃锅炉的气体排出端通过第六管道与第一锅筒的气体空间连通，及通过第七管道与第二锅筒的气体空间连通，在第六管道上设置有第六控制阀，在第七管道上设置有第七控制阀，第六控制阀、第七控制阀形成交替开启和关断。

5.一种燃气蒸汽联合循环发电方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，煤气发生炉内添加煤料，反应生成含有H₂、CO、CH4的气体，气体的温度为570℃-620℃；

步骤S2，煤气发生炉排出的气体进入直燃锅炉中进行燃烧，燃烧过程中，通过空压机吸入外部空气输送到直燃锅炉内，产生1MPa—2MPa压力且温度上升到1450℃—1550℃，直燃锅炉排出的高温高压的气体进入第一锅筒或第二锅筒的气体空间中；

步骤S3，当直燃锅炉排出的高温高压气体进入第一锅筒气体空间时，进入的高温高压气体将第一锅筒内的活塞向液体空间方向推动，使第一锅筒内液体空间中的液体流经水轮发电机进行发电，并流入第二锅筒内的液体空间中，做功后的高温高压气体进入余热锅炉中使进入余热锅炉内的液体形成高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮机中为汽轮机提供工作动力，然后循环进入煤气发生炉；

当直燃锅炉排出的高温高压气体进入第二锅筒气体空间时，进入的高温高压气体将第二锅筒内的活塞向液体空间方向推动，使第二锅筒内液体空间中的液体流经水轮发电机进行发电，并流入第一锅筒内的液体空间中，做功后的高温高压气体进入余热锅炉中使进入余热锅炉内的液体形成高温蒸汽，高温蒸汽进入汽轮机中为汽轮机提供工作动力，然后循环进入煤气发生炉；

步骤S4，重复上述步骤S1、S2、S3，循环往复。

6.根据权利要求5所述的一种燃气蒸汽联合循环发电方法，其特征在于，汽轮机排出的部分蒸汽依次经过凝汽器、软化水箱、从余热锅炉的蒸汽进入端回流到余热锅炉内。