[发明专利]一种基于组合式燃烧室的发电燃气轮机

说明书

本发明提供了一种基于组合式燃烧室的发电燃气轮机，该发电燃气轮机沿气流方向依次设有发电机、压气机、冷却器、组合式燃烧室和涡轮；发电机由压气机带动前驱布置，压气机与涡轮同轴设置；组合式燃烧室包括同轴设置的外部燃烧室和内部燃烧室，外部燃烧室采用等压环管燃烧室，而内部燃烧室采用连续旋转爆轰燃烧室；组合式燃烧室的两侧设有第一变几何导向阀和第二变几何导向阀，以使在基于组合式燃烧室的发电燃气轮机启动时采用等压环管燃烧室，而在基于组合式燃烧室的发电燃气轮机发电时采用连续旋转爆轰燃烧室。本发明具有启动点火迅速可靠且高效环保、在发电工况下效率大大高于传统等压燃烧室等优点。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术，尤其涉及一种基于组合式燃烧室的发电燃气轮机。

背景技术

传统等压燃烧室容易起爆、可靠性高，但由于受等压燃烧和爆燃的原理和特性的制约，其存在燃烧速度慢、效率低等不足，很难在其基础上大幅度提高燃气轮机的效率，作为发电燃气轮机很难达到能量要求。爆轰燃烧相比于传统等压燃烧传播速度快、热效率高、结构也更加简单紧凑，然而，其也存在以下缺点：爆轰点火能量高，使得点火困难；工作强度大，持续工作易造成零部件的扭曲变形甚至烧毁；低当量比进气时由于能量不足易发生熄火，当量比趋于1进气时由于排气温度高易烧导叶。这些都是开发满足日益提高的动力装置要求的发电燃气轮机亟待解决的问题。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种基于组合式燃烧室的发电燃气轮机，以至少解决现有的传统等压燃烧室所存在的燃烧速度慢、效率低的问题以及爆轰燃烧室所存在的爆轰点火能量高导致点火困难等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于组合式燃烧室的发电燃气轮机，基于组合式燃烧室的发电燃气轮机沿气流方向依次设有发电机、压气机、冷却器、组合式燃烧室和涡轮；发电机由压气机带动前驱布置，压气机的出口端连接冷却器的进口端，冷却器的出口端连接组合式燃烧室的进口端，组合式燃烧室的出口端连接涡轮的进口端，其中，压气机与涡轮同轴设置；组合式燃烧室包括同轴设置的外部燃烧室和内部燃烧室，外部燃烧室采用等压环管燃烧室，而内部燃烧室采用连续旋转爆轰燃烧室，连续旋转爆轰燃烧室设于等压环管燃烧室内；组合式燃烧室的两侧设有第一变几何导向阀和第二变几何导向阀，其中，第一变几何导向阀连接于冷却器与组合式燃烧室之间，而第二变几何导向阀连接于组合式燃烧室与涡轮之间；第一变几何导向阀和第二变几何导向阀用于切换连续旋转爆轰燃烧室和等压环管燃烧室的启动，以使在基于组合式燃烧室的发电燃气轮机启动时采用等压环管燃烧室，而在基于组合式燃烧室的发电燃气轮机发电时采用连续旋转爆轰燃烧室。

进一步地，基于组合式燃烧室的发电燃气轮机还包括进气道，进气道连接压气机的进口端。

进一步地，基于组合式燃烧室的发电燃气轮机还包括排气道，排气道连接涡轮的出口端。

进一步地，等压环管燃烧室采用常规等离子体点火器进行点火。

进一步地，连续旋转爆轰燃烧室采用高能等离子体点火器直接点火。