一种间冷燃气轮机联合循环系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种间冷燃气轮机联合循环系统。
【背景技术】
[0002] 间冷循环燃气轮机是在简单循环的基础上，增加压缩空气中间冷却器组成的复杂 循环燃气轮机，由于加入了中间冷却，使得其效率较简单循环燃气轮机得到提升。
[0003] 在燃气轮机中，采用间冷循环的燃气轮机由于其高的循环比功与高效率，日益受 到人们的关注。然而，常规间冷循环燃气轮机中，燃气经高压涡轮膨胀做功后，温度下降。 在余热锅炉型联合循环中，燃气轮机的排气通至余热锅炉中，加热锅炉中的水产生蒸汽驱 动汽轮机做功。但燃气轮机中动力涡轮排出的气体温度较低，导致基于联合循环的间冷 燃气轮机联合循环热效率较低（美国GE公司的间冷燃气轮机联合循环LSM100PA热效率 50. 1% ) 〇
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种间冷燃气轮机联合循环系统，以解决【背景技术】中的间冷 燃气轮机联合循环系统中热效率较低的问题。
[0005] 本发明的技术方案是：提供一种间冷燃气轮机联合循环系统，包含余热锅炉、低压 压气机、高压涡轮、高压压气机、涡轮组件、补燃燃烧室及中间冷却器，其中，所述补燃燃烧 室布置在高压涡轮与涡轮组件之间，高压涡轮排出的燃气经过补燃燃烧室再次加热后加入 涡轮组件，涡轮组件的排气温度升高；所述涡轮组件的排气端与所述余热锅炉的进气端连 接；所述中间冷却器布置在低压压气机与高压压气机之间。
[0006] 优选地，所述间冷燃气轮机联合循环系统进一步包含第一转子、第二转子、低压压 气机及高压压气机，其中，所述低压压气机与涡轮组件通过第一转子连接，且低压压气机与 涡轮组件同轴，所述高压涡轮与高压压气机之间通过第二转子连接，且高压涡轮与高压压 气机同轴。
[0007] 优选地，所述涡轮组件包含低压涡轮和动力涡轮，燃气经补燃燃烧室再次燃烧后 进入低压涡轮，燃气在低压涡轮内膨胀做功后驱动动力涡轮。
[0008] 优选地，所述第一转子的一端用于连接第二负载，所述低压压气机布置在所述涡 轮组件与第二负载之间。
[0009] 优选地，所述低压压气机的进气端背离涡轮组件的排气端。
[0010] 优选地，所述低压压气机同旋向的叶片叶型沿第一转子的轴线对称布置。
[0011] 优选地，所述涡轮组件同时驱动低压压气机及第二负载。
[0012] 本发明的有益效果：本发明中的间冷燃气轮机联合循环系统中增添了补燃燃烧 室，使得低压涡轮与动力涡轮组件排出的气体温度较高，提高了余热锅炉的效率。
【附图说明】
[0013]图1是本发明一实施例的间冷燃气轮机联合循环系统的示意图。
[0014] 其中：1-第一负载，2-蒸汽轮机，3-余热锅炉，4-第二负载，5-第一转子，6-低压 压气机，7-涡轮组件，8-补燃燃烧室，9-高压涡轮，10-燃烧室，11-高压压气机，12-第二转 子，13-中间冷却器。
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0016] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方 位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元 件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的 限制。
[0017] 如图1所示，一种间冷燃气轮机联合循环系统，包含有第一负载1、蒸汽轮机2、余 热锅炉3、第二负载4、第二转子5、低压压气机6、涡轮组件7、补燃燃烧室8、高压涡轮9、燃 烧室10、高压压气机11、第二转子12及中间冷却器13,其中，涡轮组件7包含低压涡轮及动 力涡轮，燃气经补燃燃烧室8再次燃烧后进入低压涡轮，燃气在低压涡轮内膨胀做功后驱 动动力涡轮。
[0018] 低压压气机6与涡轮组件7通过第一转子5连接，且低压压气机6与涡轮组件7 同轴，第一转子5的一端用于连接第二负载4。
[0019] 本发明相比现有技术，将低压涡轮与动力涡轮组装为涡轮组件7。涡轮组件7同时 带动低压压气机6及第二负载4,减少了零件的数量，缩短了第一转子5的轴向长度，提高了 系统的可靠性。
[0020] 低压压气机6布置在涡轮组件7与第二负载4之间，且低压压气机6的进气端远 离涡轮组件7的排气端（附图1中，低压压气机6的右端为低压压气机6的进气端，涡轮组 件7的右端为涡轮组件7的排气端）。低压压气机6同旋向的叶片叶型沿第一转子5的轴 线对称布置得到反旋向的叶片叶型，使得涡轮组件7和低压压气机6的气流方向相反，而旋 向相同。
[0021] 低压压气机6的进气端远离涡轮组件7的排气端的优点在于：低压压气机6的进 口温度不受涡轮组件7的排气的影响，提高了低压压气机6进口的空气质量。
[0022] 高压涡轮9与高压压气机11通过第二转子12连接，且高压涡轮9与高压压气机 11同轴，在高压涡轮9与高压压气机11之间布置有燃烧室10,高压压气机11将空气压缩 后进入燃烧室10。在燃烧室10内喷入燃料，燃料在高压空气下燃烧生成高温高压燃气，高 温高压燃气流入高压涡轮9用于高压涡轮9做功，高压涡轮9做功用于通过第二转子12带 动高压压气机11运转。
[0023] 本发明相比现有技术，包含有第一转子5和第二转子12,其优点在于：现有技术中 的转子需要穿过中间冷却器13、高压压气机11、燃烧室10、高压涡轮9,转子的轴向距离较 长，不利于转子轴承布置和转子动力学设计。而本发明中采用了两个转子，转子轴向长度明 显降低，大幅提高了转子的刚度，有利于转子的动力学设计，使得燃气轮机工作过程中更加 稳定。
[0024] 补燃燃烧室8布置在第二转子12上的高压涡轮9与第一转子5上的涡轮组件7 之间。补燃燃烧室8对从高压涡轮9流出的燃气再次加热，补燃燃烧室8内喷入燃料，燃料 在补燃燃烧室8中的高温高压气流中充分燃烧，燃烧后的燃气流入涡轮组件7做功，涡轮组 件7通过第一转子5带动低压压气机6和第二负载4。
[0025] 增加补燃燃烧室8的优点在于：可提高涡轮组件7进口燃气的温度，使燃气轮机的 循环功加大，而且补燃燃烧室8中的压力较高，燃烧效率也高，因而既提高了功率又使热效 率保持较高的水平，对降