[发明专利]燃煤型燃气轮机

说明书

本发明提供燃煤型燃气轮机，包括体内压气机和燃烧室通道，还包括体外燃气蒸汽混合发生器，该发生器设置进气管和出口，进气管和出口通过各自的保温管道分别接到压气机出口和燃烧室通道进口。燃气蒸汽混合发生器输出的高温高压燃气蒸汽混合气经过燃烧室通道，驱动发动机涡轮旋转做功，带动压气机连续旋转压气，经过压力空进气管供给体外的燃烧室混合燃料燃烧后，将高温高压燃气喷入罐体水中，使水直接吸热挥发出的蒸汽和升出水面的燃气混合，经罐体上部侧面出口输出燃气蒸汽混合气，再驱动发动机涡轮和动力涡轮，形成连续运行的哈特循环。

技术领域

本发明涉及燃气轮机，具体说是燃气轮机发动机的燃烧室及其火焰筒。

背景技术

燃气轮机发动机包括，在压气机和涡轮之间有燃烧室，以燃烧室为同心轴的压气机、涡轮的各机匣组合体（以下简称体内）。燃烧室中的燃料一般为天然气、煤气或燃油，与来自火焰筒进口的压力空气在燃烧室混合燃烧后，向发动机涡轮喷高温高压燃气，驱动发动机涡轮叶片旋转做功。显然上述燃料价格昂贵，限制了燃气轮机在地面驱动发电机的经济效益。

上述体内燃烧室包括在燃烧室机匣内设置火焰筒。本文将燃烧室机匣内设置的火焰筒取消后，体内燃烧室机匣称为体内燃烧室通道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃煤型燃气轮机。

本发明的目的是这样实现的：它包括体内压气机和燃烧室通道（即取消了体内火焰筒），其特征是：还包括在体外设置的燃气蒸汽混合发生器，燃气蒸汽混合发生器设置压力空气进气管和燃气蒸汽混合气出口，压力空气进气管和燃气蒸汽混合气出口通过各自的保温管道分别接到压气机出口和燃烧室通道进口。燃气蒸汽混合发生器输出的高温高压燃气蒸汽混合气经过燃烧室通道，驱动发动机涡轮旋转做功，带动压气机连续旋转压气，经过压力空气进气管供给体外燃气蒸汽混合发生器混合燃料燃烧后，将高温高压燃气喷入罐体水中，使水直接吸热挥发出的蒸汽和升出水面的燃气混合，经罐体上部侧面出口输出燃气蒸汽混合气，再驱动发动机涡轮和动力涡轮，形成连续运行的哈特循环。从功能上说，燃气蒸汽混合发生器相当于燃气轮机体内火焰筒。

燃气蒸汽混合发生器自下而上由燃气蒸汽混合罐体、燃烧室机匣、燃烧室供气机匣、供燃料机匣和供煤粉管组成；其中罐体盛半罐水，燃烧室机匣安装在罐体的罐口上；在燃烧室供气机匣设置压力空气进气管，经保温管道接到压气机出口，压力气体经压力空气进口扁管向空气套管供气；在供燃料机匣中设有起动燃油管；起动燃油管、空气套管和供煤粉管在供气机匣里呈由内到外三套管形式，三套管、火焰筒和直筒火焰燃气管依次相接，其中火焰筒在燃烧室机匣里，直筒火焰燃气管在罐体里，直筒火焰燃气管的出口插入罐体的水中；在罐体水面的上部开燃气蒸汽输出口，燃气蒸汽输出口经保温管道接到体内燃烧室通道进口处；三套管的出口设置空心叶片旋流器，在空心叶片出口下端设置煤粉引射喷嘴，在旋流器的外圈依次设置一圈主燃空气孔和供气孔，其中一圈供气孔设置在供气机匣底座；在燃烧室机匣设置的点火电嘴贯通于火焰筒壁，电火花嘴探入火焰筒壁内。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

1、燃气轮机体外燃烧室火焰筒燃烧煤粉结构改进，将发动机燃烧室的火焰筒取消，成为体外盛水罐体上部侧面出口高温高压混合气通向发动机涡轮入口通道。在发动机的体外盛水罐体上部中心安装一套可燃烧煤粉的燃烧室，煤粉经燃烧室上方锥体调节阀控制，按本燃烧室空燃比状态，连续向燃烧室火焰筒上部空气旋流器空心叶片输入煤粉，煤粉经高压空气旋流器叶栅出口高速气流引射空心叶片煤粉出口边缘喷嘴流出的煤粉，叶栅出口气流连续引射掺混煤粉在火焰筒内形成涡旋火焰流状态燃烧，实现分布式能源燃气轮机燃用低成本煤粉做功并网发电。