一种燃气和蒸汽轮机系统的制作方法

本实用新型属于能源领域，具体涉及一种燃气和蒸汽轮机系统。

背景技术：

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动涡轮高速旋转，将燃料的化 学能转换为动能的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。

通常，燃气轮机包括压气机、燃烧器、燃烧室和涡轮机，压气机将空气压缩为高压气体，高压气体在燃烧器内与燃料混合形成油气混合气，经点火装置点火后燃烧，燃料燃烧生成的高温高压气体带动涡轮机旋转，涡轮机旋转驱动发电机组发电。燃气轮机在工作过程中，燃烧室内的燃料燃烧产生非常高的热量，因此必须对燃烧室实施冷却，以防止燃烧室因高温而导致损坏。现有燃烧室冷却方法是风冷，其具体方法是，压气机泵出的高压气体一部分用于与燃料混合燃烧，一部分用于吹向燃烧室，带走燃烧室的部分热量，实现对燃烧室的冷却。在实际应用中，压气机泵出的高压气体中，有25％-40％与燃料混合形成油气混合气并燃烧，有60％-75％的高压气体从燃烧室的外壁间流过，对燃烧室的外壁进行冷却，然后进入燃烧室与高温高压燃气掺混，使燃气温度降低，达到涡轮机工作要求的650℃-1000 ℃。可以看出，现有技术中，通过压气机泵出的60％-75％高压气体冷却燃 烧室和降低燃烧室内的烟气的温度，因而需要较大的能量用于冷却燃烧室 和降低燃烧室内的烟气的温度，浪费能源。此外，由于空气的比热较小，采用风冷的方式冷却燃烧室的冷却效果较差，容易造成燃烧室的损坏。

中国发明专利CN 202144751U公开了一种燃气和蒸汽轮机系统，一定程度上解决了上述技术问题，但实际生产中发现还有如下技术问题：烟气排放的温度较高，余热利用不充分；对从蒸汽轮机中流出的低压蒸汽的处理方法为在冷凝器中冷却成水，然后除氧后通入燃烧室内冷却烟气，其不足之处在于，通过冷凝器冷凝的效率低且冷凝时放出的热量未能有效利用。

技术实现要素：

本实用新型提供一种燃气和蒸汽轮机系统，旨在改进提升燃烧室的降温措施，同时更加有效的利用蒸汽轮机流出的低压蒸汽。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种燃气和蒸汽轮机系统，其包括燃气轮机和蒸汽轮机，所述燃气轮机包括依次连通的压气机、燃烧室和涡轮机；所述涡轮机的烟气排放管道上沿着烟气流动方向依次设置有高温再热器、过热器、余热锅炉和低温再热器，所述过热器与汽包连通以接收所述汽包内的饱和蒸汽，所述过热器还与所述蒸汽轮机进口连通以为所述蒸汽轮机提供过热蒸汽；所述余热锅炉与所述汽包连通，构成流通环路；所述燃烧室内安装有饱和蒸汽喷嘴和低温再热蒸汽喷嘴，所述饱和蒸汽喷嘴与所述汽包连通以将所述汽包内的饱和蒸汽输送至所述燃烧室内，所述低温再热蒸汽喷嘴与与低温再热器连通以将所述低温再热器内的低温再热蒸汽输送至所述燃烧室内，所述蒸汽轮机的出口通过管道依次连通所述低温再热器及所述高温再热器，所述高温再热器与所述蒸汽轮机进口连通以向所述蒸汽轮机提供高温再热蒸汽。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下进一步的改进。

进一步，所述低温再热器与所述低温再热蒸汽喷嘴的连通管道上设置有蒸汽流量调节阀。

采用上述改进的优势在于，设置流量调节阀可以灵活控制通入燃烧室内的低温再热蒸汽，以调整并保证燃烧室内烟气的温度在650℃-1000 ℃。

进一步，所述饱和蒸汽喷嘴和低温再热器喷嘴均设置有多个且在所述燃烧室内垂直于烟气流动方向的截面上交错间隔设置。

采用上述改进的优势在于，两种蒸汽喷嘴交错间隔设置，实测其降温控温的效果更好。

进一步，所述低温再热器和所述高温再热器均为屏式再热器。

采用上述改进的优点为，屏式再热器结构简单、安装方便且使用寿命长，有利于节省成本。

进一步，所述低温再热器与所述蒸汽轮机之间的连通管道上设有增压泵。

采用上述改进的优点为，当低温再热蒸汽的压力较低时，可通过增压泵对其增压处理，以便其更高效的进入低温再热器和高温再热器，并按预定的方向流动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

增设了低温再热器、高温再热器及低温再热蒸汽喷嘴，让蒸汽轮机排出的低压蒸汽得到有效利用，一方面其依次经过低温再热器及高温再热器处理后获得的高温高压蒸汽可再次回到蒸汽轮机做功，另一方面其经过低温再热器获得的低温再热蒸汽可由低温再热蒸汽喷嘴排入燃烧室对其降温，在燃烧室内饱和蒸汽与低温再热蒸汽共同作用，降温控温效果更佳；同时，增设的低温再热器和高温再热器可以将烟气的能量更好的吸收，实测外排的烟气温度明显降低，能量得到更高效的利用。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种燃气和蒸汽轮机系统的结构示意图；

图2为燃烧室沿垂直于烟气流动方向的截面及其上两种蒸汽喷嘴的布置图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.压气机；2.燃烧室；3.涡轮机；4.高温再热器；5.过热器；6.余热锅炉；7.低温再热器；8.汽包；9.蒸汽轮机；10.流量调节阀；11.燃烧器；12.饱和蒸汽喷嘴；13.低温再热蒸汽喷嘴；14.第一发电机组；15.第二发电机组。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和2所示，本实用新型提供一种燃气和蒸汽轮机9系统，其包括燃气轮机和蒸汽轮机9，所述燃气轮机包括依次连通的压气机1、燃烧室2和涡轮机3；所述涡轮机3的烟气排放管道上沿着烟气流动方向依次设置有高温再热器4、过热器5、余热锅炉6和低温再热器7，所述过热器5与汽包8连通以接收所述汽包8内的饱和蒸汽，所述过热器5还与所述蒸汽轮机9进口连通以为所述蒸汽轮机9提供过热蒸汽；所述余热锅炉6与所述汽包8连通，构成流通环路；所述燃烧室2内安装有饱和蒸汽喷嘴12和低温再热蒸汽喷嘴12，所述饱和蒸汽喷嘴12与所述汽包8连通以将所述汽包8内的饱和蒸汽输送至所述燃烧室2内，所述低温再热蒸汽喷嘴12与与低温再热器7连通以将所述低温再热器7内的低温再热蒸汽输送至所述燃烧室2内，所述蒸汽轮机9的出口通过管道依次连通所述低温再热器7及所述高温再热器4，所述高温再热器4与所述蒸汽轮机9进口连通以向所述蒸汽轮机9提供高温再热蒸汽。

需要说明的是，燃烧室2上设有燃烧器11，涡轮机3与第一发电机组14连接并驱动所述第一发电机组发电，蒸汽轮机与第二发电机组15连接并驱动其发电。

进一步，所述低温再热器7与所述低温再热蒸汽喷嘴12的连通管道上设置有蒸汽流量调节阀10。

进一步，所述饱和蒸汽喷嘴12和低温再热器7喷嘴均设置有多个且在所述燃烧室2内垂直于烟气流动方向的截面上交错间隔设置。具体排布方式可参照图2所示，本领域的技术人员可根据燃烧室的形状及其内温度分布特点，选择其它合适的方式选择两种蒸汽喷嘴安装的位置。

进一步，所述低温再热器7和所述高温再热器4均为屏式再热器。

进一步，所述低温再热器7与所述蒸汽轮机9之间的连通管道上设有增压泵。

需要说明的是，燃烧室内的燃烧器的数量可以设置多个，燃烧室内还可以设置温度传感器，以实时监测其内温度变化情况，并据此对流量调节阀进行控制，调节低温再热蒸汽的通入量。

本实用新型提供的燃气和蒸汽轮机系统在工厂实际试用时取得了良好的效果，外排的烟气的温度降低2-5℃，燃烧室内的温度得到有效控制，比单独使用饱和蒸汽降温时降温速度更快。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。