CN104806356A - 一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 - Google Patents
一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104806356A CN104806356A CN201510204594.2A CN201510204594A CN104806356A CN 104806356 A CN104806356 A CN 104806356A CN 201510204594 A CN201510204594 A CN 201510204594A CN 104806356 A CN104806356 A CN 104806356A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- circulation
- boulez
- gas
- turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明涉及一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置，该方法采用顶部布列顿循环和底部布列顿循环复叠运行方式，利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电***。该装置使燃料燃烧产生的热能利用更加合理，达到节能降耗的目的，特别适宜于缺水地区及野外作业使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置，具体属小微型燃气轮机发电装置技术领域。
背景技术
先进燃气轮机技术是21世纪能源与动力***的核心关键技术，也是目前世界上一个国家工业基础先进程度的重要标志。发展先进燃气轮机技术具有重大战略意义和广阔的产业化前景，对于我国相关领域中的高新技术发展有着极其重大的作用。
自上世纪80年代以来，大容量、高效率的燃气轮机及其联合循环已成为一个必然的趋势，在世界的发电容量中所占的份额更是明显地快速增长。近年以来，随着全球范围内的能源与动力需求结构，特别是电力***的放松控制以及环境保护等要求的变化，一种以小微型燃气轮机为核心的分布式能源***和电源装置挣迅猛崛起，大有与大、中型燃气轮机共占市场的趋势。这种发、供电方式具有以下一些优点和特点：它没有或具有很低的输配电损耗（对于集中供电方式而言，这种损耗至少高达10%左右，在我国甚至达到15%以上）；无需建设配电站，可以减少输配电成本；适合多种热电比的变化，可使***根据热负荷或电负荷的需求进行灵活的调节，有利于提高设备的利用率；便于近距离地向用户供热和制冷，无需建立昂贵的输送管网，因而既能节省投资费用，又能提高能源的利用效率，土建和安装成本都能降低；各电站互相独立，便于自行控制，不会发生大规模的供电事故，因而供电的可靠性高，非常适宜于为商业区、居民区乃至机场和地铁站等提供电力、供热和制冷；在燃用清洁燃料的前提下，即使在人口稠密的城市地区，也能满足高标准环保质量的要求。显然，分布式供热、供电方式是集中供热、供电方式的一种不可缺少的补充。这是目前世界上电力工业中出现的一个由传统的集中供电和供热模式，向着依靠大型和中、小型发电站广泛结合的分布式电力***模式过渡的新趋势。以微型燃气轮机为例，国外进口的微型燃气轮机发电机组已成功地在中国应用，其系列化产品正在石油、化工、煤炭、电信等领域推广应用；车载式微型燃气轮机移动电站率先跨进了中国电信的门槛；微型燃气轮机发电机组在高科技和军事领域也备受关注；在环保型混合动力汽车、越野型移动电站、热电联供等领域，也获得了广泛应用。这将为中型、特别是小微型燃气轮机的推广应用，提供一个崭新的机遇和市场。
中小型或微型燃气轮机的排气温度很高，例如简单循环的燃气轮机机组排气温度一般为470℃～600℃，采用高温排气来加热从压气机出口的空气，提高它进入燃烧室的温度，可使燃烧室中加入的燃料量减少，从而提高了热效率，在燃气轮机中加装回热器后，可实现上述工作过程，这就是回热循环。附图3为其方案示意。附图3中：C-压气机，R-回热器，B-燃烧室，T-涡轮机， L-发电机。以微型燃气轮机为例，采用回热器可以提高微型燃气轮机的热效率达20%～30%，而不使用回热器的微型燃气轮机热效率仅有14%～20%；为了获得高效率，迫使人们采用像陶瓷一类的材料，以改善回热器材料特性，排气温度达200℃～340℃，实际应用中一般在260℃～340℃，提高热效率的空间仍然较大，美国政府预计未来成熟的微型燃气轮机发电机组的效率为40%。
Daniele Cocco等人研究了外燃式微型燃气轮机循环，并对涡轮机入口温度分别为800K、1000K、1200K的三种外燃式微型燃气轮机循环进行了仿真计算，其计算结果如附图2所示；显然在输出功率为75kW以上时，外燃式燃气轮机循环的热效率并不低。这种外燃式燃气轮机循环是由回热型燃气轮机循环发展而来，其结构与燃气轮机回热循环相似；在外燃式燃气轮机循环中，燃烧室被高温回热器取代，并在外部增加了一个代用燃料燃烧器，实现了燃气轮机的间接加热；在代用燃料燃烧室中，燃料是在稍高于外界大气压下进行燃烧的。该燃气轮机循环采用的工质为空气，其实质为空气涡轮机，其优点是燃料燃烧后生成的燃气不流经涡轮机，避免了燃料中的污垢对设备的损伤。美国航空航天研究公司与热化学能源组织合作共同研究了外燃式微型燃气轮机循环，并在航空航天研究公司实验室成功地安装、运行了外燃式循环***，涡轮机入口温度一般保持在750℃，温度上限为800℃。这种型式的循环***为可再生能源在热电联供中的应用提供了一种新的选择，是一种很有前途的、高效的、廉价的功能方式，如何拓展其应用范围至热处理燃料炉值得深入研究。
中国专利201320854012.1提供了一种改进的、采用空气作为循环工质的简单循环燃气轮机技术，即一种卡诺-开放式布雷顿混合循环发电设备，采用燃烧室燃料产生热量，加热经压气机多级压缩、中间冷却的空气，拖动燃气轮机膨胀做功，其实质是通过优化的压力设计及恰当的加热温度，循环过程中不设置回热器，使得开放式布列顿循环排放尾气的温度接近于环境的空气温度，从而有效增加了功的输出。但该专利也存在亟需解决的技术难题，即利用燃料产生的热量将压力较高的空气加热到1200℃，如此高温的换热器设计确实是个技术难点，可能需要高温陶瓷换热器技术过关才能符合要求，因而也限制了该专利的推广应用。
对于小微型燃气轮机发电机组，为了提高布列顿循环燃气轮机的发电效率，可以把燃气轮机做完功的高温尾气接到朗肯循环的蒸汽机或有机工质汽轮机上再发电，从而可使热效率增加20％左右，使整体效率达到50％左右,变成了“燃气-蒸汽联合循环”。然而，燃气轮机联合循环尽管在一定程度上提高了效率，其代价是高昂的。由于多使用了一套朗肯循环发电***，一方面大大增加了成本，另一方面使本来体积小的涡轮发动机加上汽轮机后体积过大，难以用于中小规模的发电。因此，难以推广应用，而采用单一循环的布列顿循环发电装置，或采用回热的布列顿循环发电装置，排气温度仍然较高。
因此如何解决上述现有技术存在的问题，拓展外燃式燃气轮机循环的应用领域，建立效率更高、新式的布列顿循环发电模式，使燃料燃烧产生的热能利用更加合理，成为该领域研究的难点。
发明内容
本发明是为解决现有技术存在的问题，提供一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置，顶循环采用简单循环的燃气轮机机组，底循环借鉴外燃式燃气轮机循环，选择空气作为循环工质，回收顶循环排出烟气的余热用于底循环发电，从而形成复叠式布列顿联合循环发电***，使燃料燃烧产生的热能利用更加合理，达到节能降耗的目的。
本发明的目的是通过以下措施实现的：
一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置，其特征在于：
一种复叠式布列顿联合循环发电方法，该方法采用顶部布列顿循环和底部布列顿循环复叠运行方式，利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电***；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环过程；
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器24组成复叠式布列顿联合循环发电方式。
设有低温回热器23：所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
借鉴外燃式燃气轮机循环思路：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，再送入燃烧室14升高温度后，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，再送入燃烧室14升高温度后，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
一种复叠式布列顿联合循环发电装置，其特征在于：
该装置利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电装置；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路；
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器24组成复叠式布列顿联合循环发电装置。
设有低温回热器23：所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，再送入燃烧室14升高温度后，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，再送入燃烧室14升高温度后，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
设有空气滤清器：所述的空气经空气滤清器过滤后送入压气机；
所述的燃料13采用气体燃料、液体燃料或气液混合燃料。
所述的顶循环压气机11、底循环压气机21采用一级压缩，或多级压缩、中间冷却方式；
所述的顶循环压气机11、底循环压气机21采用涡旋式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机、活塞式压缩机、滑片压缩机或轴流式压缩机；
作为优选，采用湿式螺杆压缩机配套微型燃气轮机机组，采用水作为螺杆压缩机的冷却介质。目前带同步喷液内冷湿式螺杆压缩机单级压缩比可达1:10，压缩终温则不高于85℃；多级螺杆压缩机的终压可达4MPa（级间带中间冷却），螺杆压缩机的排量已突入离心式压缩机的范围，排气量可达500m3/min，完全能够满足微型燃气轮机的配套要求。1988年上海711研究所同上海石油化工总厂炼油化工部化工一厂及上海压缩机厂协作，研制出了用于石油化工行业火炬气回收用的“湿式螺杆压缩机火炬气回收装置”（ZL89106075.8）；“制氨流程中原料气入变换炉前加压工艺的改进”（ZL91108225.5），以螺杆式压缩机代替现有的活塞式压缩机的低压段，经脱硫后的原料气入螺杆式压缩机加压，同时向压缩机内喷入经脱盐除氧的冷却水，喷水量以使气温保持在１００±５℃为宜，从压缩机出口排出增压至所需压力的气体、水蒸汽和热水混合物，分离出热水后的气体和水蒸汽一并送入变换工段。显然，采用喷水冷却技术，可使压气机出口的空气温度控制在95℃左右，在避免烟气低温腐蚀的同时，为降低燃气轮机的烟气排出温度创造了极优的条件，采用清洁燃料时，燃气轮机排出的烟气温度可控制在130℃左右，仅降低排烟温度，绝对热效率即可提高1%以上。
所述的顶循环压气机11、底循环压气机21可合并为同一台压气机，增压后的压缩空气分成两路，即顶循环压缩空气12、底循环压缩空气22，分别送往顶循环作为助燃空气、底循环作为回收余热的空气。
所述的燃气轮机16、空气涡轮机26可采用共轴或异轴运行方式。
所述的燃气轮机16、空气涡轮机26采用共轴方式时，顶循环发电机17、底循环发电机27可合并为同一台发电机。
所述的高温回热器24或低温回热器23包括表面式和再生式两类；
所述的表面式回热器包括但不限于管壳式、板式、板翅式及原表面式（新型板式）；
所述的燃气轮机16、空气涡轮机26为涡旋式膨胀机、螺杆式膨胀机、离心式膨胀机或活塞式膨胀机。
所述的顶部布列顿循环、底部布列顿循环的燃气轮机及空气涡轮机采用相同或不同的进气压力、采用相同或不同的进气温度。
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环可选择不同的压力、温度组织复叠式布列顿联合循环发电***，比如顶部布列顿循环采用低压、较高温度的运行方式，底部布列顿循环采用高压、较低温度的运行方式，从而拓宽机组材质的选用范围。
本发明中未说明的设备及其备用***、管道、仪表、阀门、保温、具有调节功能的旁路设施等采用公知的成熟技术进行配套。
设有与本发明***配套的安全、调控装置，采用现有成熟的调控技术进行配套，使复叠式布列顿联合循环发电***能经济、安全、高效率运行，达到节能降耗的目的。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、通过增加低部布列顿循环中的空气量，可有效降低底部布列顿循环的排烟温度，同时拓展了外燃式燃气轮机机组的应用领域，将其应用于传统的布列顿循环中，实现了燃料热能的梯级利用，热能利用效率更高，应用于小微燃气轮机机组时，联合循环机组的热效率仍可达40%以上；
2、复叠式布列顿联合循环机组运行调节灵活方便，由于微型燃气轮机机组为快装的模块式结构，无需配备传统燃气-蒸汽联合循环发电机组中的冷凝器，机组的公用工程用水量有较大幅度的降低，特别适宜于缺水地区及野外作业；
3、***的自保能力强，在底部布列顿和底部布列顿中的涡轮机之一解列时，仍能通过调节运行方式，确保机组安全运行，增强了整个***的安全操作弹性及灵活性，便于安全应急措施的迅速实施；
4、底循环采用外燃式燃气轮机机组，即采用底循环的燃烧室作为底循环的热源时，能有效减少顶循环排出烟气中的氧含量，进一步减少烟气中氮氧化物的生成量，环保效益明显；
5、底循环压缩空气可采用大气量、高压力运行方式，在确保有效降低顶循环排烟温度、底循环机组热效率的前提下，降低了高温回热器的材质要求，从而有效降低设备造价；
6、联合循环机组中的顶循环和底循环涡轮机可采用共轴方式，底循环和顶循环的发电机可以合并为一台发电机，从而使设备布置更加合理。
附图说明
图1是本发明的一种复叠式布列顿循环发电方法及装置流程示意图；
图1中：10-助燃空气，11-顶循环压气机，12-顶循环压缩空气，13-燃料，14-燃烧室，15-高温烟气，16-燃气轮机，17-顶循环发电机，18-烟气，19-低温烟气，20-空气，21-底循环压气机，22-压缩空气，23-低温回热器，24-高温回热器，25-高温空气，26-空气涡轮机，27-底循环发电机，28-排气。
图2是以空气为循环工质的外燃型燃气轮机输出功率、效率与压比的关系曲线图。
图3是采用回热循环的燃气轮机机组流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本发明的一种复叠式布列顿循环发电方法及装置流程示意图。
一种复叠式布列顿联合循环发电方法，该方法采用顶部布列顿循环和底部布列顿循环复叠运行方式，利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电***；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器24组成复叠式布列顿联合循环发电方式。
一种复叠式布列顿联合循环发电装置，该装置利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电装置；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气10经顶循环压气机11增压后，形成顶循环压缩空气12，送入燃烧室14，与燃料13混合燃烧，形成的高温烟气15送入燃气轮机16，拖动顶循环发电机17发电，从燃气轮机16排出的烟气18经高温回热器24、低温回热器23降温后，形成低温烟气19排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气20经底循环压气机21增压后，产生压缩空气22，通过低温回热器23、高温回热器24回收燃气轮机16排出的烟气18的热量，产生的高温空气25，送入空气涡轮机26拖动底循环发电机27发电，空气涡轮机26的排气28排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器24组成复叠式布列顿联合循环发电装置。
设有空气滤清器：所述的空气经空气滤清器过滤后送入压气机；
所述的燃料13采用气体燃料。
所述的顶循环压气机11、底循环压气机21采用一级压缩，或多级压缩、中间冷却方式；
所述的顶循环压气机11、底循环压气机21采用涡旋式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机、活塞式压缩机、滑片压缩机或轴流式压缩机；
所述的燃气轮机16、空气涡轮机26采用共轴运行方式。
所述的顶循环发电机17、底循环发电机27可合并为同一台发电机。
所述的高温回热器24、低温回热器23采用板翅式及原表面式（新型板式）；
所述的燃气轮机16、空气涡轮机26为涡旋式膨胀机。
本发明中未说明的设备及其备用***、管道、仪表、阀门、保温、具有调节功能的旁路设施等采用公知的成熟技术进行配套。
设有与本发明***配套的安全、调控装置，采用现有成熟的调控技术进行配套，使复叠式布列顿联合循环发电***能经济、安全、高效率运行，达到节能降耗的目的。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉本领域专业的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，可作各种简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (11)
1.一种复叠式布列顿联合循环发电方法，其特征在于：
该方法采用顶部布列顿循环和底部布列顿循环复叠运行方式，利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电***；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路；
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器(24)组成复叠式布列顿联合循环发电***。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
设有低温回热器(23)：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)、低温回热器(23)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过低温回热器(23)、高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，再送入燃烧室(14)升高温度后，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)、低温回热器(23)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过低温回热器(23)、高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，再送入燃烧室(14)升高温度后，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
5.一种复叠式布列顿联合循环发电装置，其特征在于：
该装置利用顶部布列顿循环中燃气轮机排出的温度较高的烟气作为底部布列顿循环的热源，底部布列顿循环采用空气作为循环工质，从而形成复叠式布列顿联合循环发电装置；
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路；
所述的顶部布列顿循环和底部布列顿循环通过高温回热器(24)组成复叠式布列顿联合循环发电装置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
设有低温回热器(23)：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)、低温回热器(23)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过低温回热器(23)、高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，再送入燃烧室(14)升高温度后，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述的顶部布列顿循环是指助燃空气(10)经顶循环压气机(11)增压后，形成顶循环压缩空气(12)，送入燃烧室(14)，与燃料(13)混合燃烧，形成的高温烟气(15)送入燃气轮机(16)，拖动顶循环发电机(17)发电，从燃气轮机(16)排出的烟气(18)经高温回热器(24)、低温回热器(23)降温后，形成低温烟气(19)排入大气，从而形成顶部布列顿循环过程；
所述的底部布列顿循环是指空气(20)经底循环压气机(21)增压后，产生压缩空气(22)，通过低温回热器(23)、高温回热器(24)回收燃气轮机(16)排出的烟气(18)的热量，再送入燃烧室(14)升高温度后，产生的高温空气(25)，送入空气涡轮机(26)拖动底循环发电机(27)发电，空气涡轮机(26)的排气(28)排入大气，从而形成底部布列顿循环回路。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述的燃气轮机(16)、空气涡轮机(26)采用共轴或异轴。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述的顶循环发电机(17)、底循环发电机(27)为同一台发电机。
11.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述的顶部布列顿循环、底部布列顿循环的燃气轮机及空气涡轮机采用相同或不同的进气压力、采用相同或不同的进气温度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510204594.2A CN104806356A (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510204594.2A CN104806356A (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104806356A true CN104806356A (zh) | 2015-07-29 |
Family
ID=53691498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510204594.2A Pending CN104806356A (zh) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | 一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104806356A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104896764A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-09-09 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种太阳能热发电方法及装置 |
| CN105240128A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-13 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种间冷循环燃气轮机*** |
| CN105484870A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种联合循环燃气轮机*** |
| CN108104889A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-06-01 | 邹国泉 | 一种提高热能转换效率的发电*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101936274A (zh) * | 2010-08-06 | 2011-01-05 | 绍兴文理学院 | 太阳能回热再热中冷燃气轮机循环的热力发电*** |
| CN102032049A (zh) * | 2009-10-05 | 2011-04-27 | 通用电气公司 | 涉及碳封存和发动机的方法及*** |
| CN102588114A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-18 | 宁波赛盟科技发展有限公司 | 一种新型柴油发电机*** |
| CN204691906U (zh) * | 2015-04-27 | 2015-10-07 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种复叠式布列顿联合循环发电装置 |
-
2015
- 2015-04-27 CN CN201510204594.2A patent/CN104806356A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102032049A (zh) * | 2009-10-05 | 2011-04-27 | 通用电气公司 | 涉及碳封存和发动机的方法及*** |
| CN101936274A (zh) * | 2010-08-06 | 2011-01-05 | 绍兴文理学院 | 太阳能回热再热中冷燃气轮机循环的热力发电*** |
| CN102588114A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-18 | 宁波赛盟科技发展有限公司 | 一种新型柴油发电机*** |
| CN204691906U (zh) * | 2015-04-27 | 2015-10-07 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种复叠式布列顿联合循环发电装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104896764A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-09-09 | 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 | 一种太阳能热发电方法及装置 |
| CN105240128A (zh) * | 2015-09-18 | 2016-01-13 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种间冷循环燃气轮机*** |
| CN105484870A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | 一种联合循环燃气轮机*** |
| CN108104889A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-06-01 | 邹国泉 | 一种提高热能转换效率的发电*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103410616B (zh) | 大容量压缩空气储能高效发电*** | |
| CN106285944A (zh) | 一种利用空分***储能的igcc电站调峰装置及方法 | |
| CN104847428B (zh) | 一种带太阳能加热的外燃式布列顿联合循环发电装置 | |
| CN103075216B (zh) | 布列顿-复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置 | |
| CN104806356A (zh) | 一种复叠式布列顿联合循环发电方法及装置 | |
| CN103967544A (zh) | 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热利用*** | |
| CN103089349A (zh) | 一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置 | |
| CN203223293U (zh) | 一种分布式气动-朗肯联合循环冷热电三联供装置 | |
| CN103775211A (zh) | 一种主动调控型燃气轮机分布式冷热电联供*** | |
| CN105134318A (zh) | 基于氢气-蒸汽涡轮复合循环的储能装置 | |
| CN203035350U (zh) | 布列顿-混合式蒸汽朗肯联合循环发电装置 | |
| CN103089441A (zh) | 一种分布式气动-朗肯联合循环冷热电三联供装置 | |
| CN204691906U (zh) | 一种复叠式布列顿联合循环发电装置 | |
| CN108060948A (zh) | 一种非高压缸设置调节级的汽轮机 | |
| RU129998U1 (ru) | Комбинированная парогазотурбинная установка на продуктах гидротермального окисления алюминия | |
| CN114383176A (zh) | 一种超临界再热型双背压机双抽汽工业供热*** | |
| CN104847499A (zh) | 一种带太阳能加热的布列顿联合循环发电装置 | |
| CN102278205A (zh) | 可用于分布式的空气及燃料湿化燃气轮机联合循环方法 | |
| CN208380648U (zh) | 一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电*** | |
| CN206889110U (zh) | 一种集高效、节水、可控于一体的燃气轮机四联产*** | |
| CN203271833U (zh) | 一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置 | |
| CN104847425A (zh) | 一种外燃式布列顿联合循环发电装置 | |
| CN204729187U (zh) | 一种基于斯特林发动机的分布式能源*** | |
| CN204691837U (zh) | 一种燃料热处理炉烟气余热发电装置 | |
| CN206845234U (zh) | 发电*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150729 |