液体燃料加热系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于加热燃气涡轮发动机的燃料流的液体燃料加热系统。该液体燃料系统可以包括蒸汽流、与燃料流和蒸汽流连通以用于混合它们的喷射器/引射器、以及定位在喷射器/引射器的下游的高压泵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及使用经由来自热回收蒸汽发生器或别处的蒸汽流喷射到液体燃料流中的蒸汽的液体燃料加热系统。
技术介绍
一般而言，联合循环发电厂使用燃气涡轮机和蒸汽涡轮机的组合来产生电力或以另外方式驱动负载。具体地，燃气涡轮机循环可以通过热回收蒸汽发生器(“HRSG”)等而可操作地与蒸汽涡轮机循环组合。HRSG是允许用于蒸汽生成过程的给送水由燃气涡轮机废气的热燃烧气体加热的热交换器。联合循环装置的主要效率是利用燃气涡轮发动机在其它场合“被浪费”的热。具体地，HRSG的效率与燃气涡轮机燃烧气体(在“热侧”)和给送水以及蒸汽(在“冷侧”)之间的热交换的效率相关。尽管联合循环系统是高效的，但是在联合循环系统的总体操作中涉及多种类型的寄生损失(parasitic losses)。例如，电加热器可以用于加热到达燃气润轮发动机的燃料流，从而改善涡轮机总体性能。尽管加热燃料流改善了燃气涡轮机总体性能，但是电加热器的操作也是寄生损失。因此期望有一种具有减小的寄生损失的改进联合循环系统。例如，可以减小和/或消除与用于燃料流的与电加热器关联的寄生损失，从而改善总的系统效率。类似地，在其它场合被浪费的热在本说明书中也可以用于提供有用功。
技术实现思路
本专利技术因此提供一种用于加热燃气涡轮发动机的燃料流的液体燃料加热系统。该液体燃料系统可以包括蒸汽流、与燃料流和蒸汽流连通以用于混合它们的喷射器(ejector)/引射器( eductor)、以及定位在喷射器/引射器(S卩，喷射器或引射器)的下游的高压泵。本专利技术还提供一种加热用于燃气涡轮机中的燃料流的方法。该方法可以包括以下步骤:泵送燃料流，转移来自热回收蒸汽发生器的蒸汽流，在喷射器/引射器中混合燃料流和蒸汽流以加热混合流中的燃料流，以及将混合流泵送到燃气涡轮机。本专利技术还提供一种联合循环系统。该联合循环系统可以包括燃气涡轮发动机、用于生成蒸汽流的热回收蒸汽发生器、以及用于加热燃气涡轮发动机的燃料流的液体燃料加热系统。该液体燃料加热系统可以包括与燃料流和蒸汽流连通以用于混合它们的喷射器/引射器。本领域的普通技术人员通过结合若干附图和所附的权利要求阅读以下详细描述，本专利技术的这些和其它特征及改进将显而易见。附图说明图1是具有燃气涡轮发动机、蒸汽涡轮机和热回收蒸汽发生器的联合循环系统的示意图。图2是具有电加热器的已知液体燃料加热系统的示意图。图3是如本说明书中所述的液体燃料加热系统的示意图。图4是图3的液体燃料加热系统的另一个示意图。具体实施例方式现在参考附图，其中在若干视图中相似的附图标记始终表示相似的元件，图1显示了联合循环系统10的示意图。联合循环系统10可以包括燃气涡轮发动机12。燃气涡轮发动机12可以包括压缩器14。压缩器14压缩引入空气流16。压缩器14将经压缩的空气流16输送到燃烧器18。燃烧器18混合经压缩的空气流16和加压燃料流20并且点燃混合物以产生燃烧气体流22。尽管仅仅显示了单个燃烧器18，但是燃气涡轮发动机12可以包括任何数量的燃烧器18。燃烧气体流22又被输送到涡轮24。燃烧气体流22驱动涡轮24，从而产生机械功。在涡轮24中产生的机械功经由轴26驱动压缩器14和外部负载28，例如发电机等。燃气涡轮发动机12可以使用天然气、各种合成气和其它类型的燃料。燃气涡轮发动机12可以具有不同配置并且可以使用其它类型的部件。联合循环系统10也可以包括蒸汽涡轮机30。蒸汽涡轮机30可以包括高压部段32、中压部段34以及一个或多个低压部段36，具有处于不同压力的多个蒸汽进入点。低压部段36可以向冷凝器38中排气。可以在本说明书中使用一个或多个轴26。也可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。联合循环系统10也可以包括热回收蒸汽发生器40 (“HRSG”)。HRSG40可以包括多个部段。HRSG40的每个部段可以包括一个或多个节热器、蒸发器和过热器。来自冷凝器38的冷凝流39可以给送到HRSG40中。冷凝流39穿过HRSG40并且与来自燃气涡轮发动机12的废气流22交换热并且变为蒸汽流41。在HRSG40中产生的蒸汽流41然后可以用于驱动蒸汽涡轮机30或用于其它目的。也可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。图2显示了已知液体燃料加热系统42的例子。燃料流20通常储存在燃料橇(skid)上或燃料箱44中。燃料箱44可以远离燃气涡轮发动机12。燃料流20可以经由前泵单元46被泵送到燃料加热器50并且然后被送到邻近燃气涡轮发动机12的附属基部或橇48。燃料加热器50可以是电加热器等。考虑到加热燃料流20的能量要求，燃料加热器50因此可以被认为是寄生损失。也可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。联合循环系统10也可以包括喷水系统52。喷水系统52可以包括软化水(de-mineralized water)供应、高压喷水泵54和多个阀。在某些类型的双燃料燃烧器18中，可以在液体燃料操作期间在大约百分之三十(30%)负载之上施加水，从而保持符合适用法规的总排放。喷水泵54也可以被认为是总的系统效率的寄生排水。可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。图3显示了如本说明书中所述用于联合循环系统105的液体燃料加热系统100的示意图。液体燃料加热系统100可以包括位于燃料橇或燃料箱110中的燃料流20。燃料流20可以经由一个或多个前泵单元130而被泵送到附属橇120。附属橇120可以邻近燃气涡轮发动机12。附属橇120也可以与来自HRSG40或别处的蒸汽流135连通。附属橇120可以类似于上述的附属橇48，但是不使用燃料加热器50和喷水系统52。可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。图4是液体燃料加热系统100的附属橇120的示意图。高压泵140可以位于附属橇120上。高压泵140可以类似于上述的喷水系统52的高压泵54。液体燃料加热系统100也可以包括围绕附属橇120定位的喷射器/引射器150。喷射器/引射器150是没有任何移动部件的机械装置。相反地，喷射器/引射器150基于原动流体(motive fluid,即工作流体)和吸引流体(suction fluid,即引射流体)之间的动量转移混合两个流体流。原动入口(motive inlet) 160可以与压力下的燃料流20连通。喷射器/引射器150也可以包括吸引入口(suction inlet) 170。吸引入口 170可以与来自HRSG40的蒸汽流135连通。燃料流20因此是提供作用于蒸汽流135的吸引的原动流体。喷射器/引射器150也包括混合管180和扩散器190。其它类型的混合器、混合泵等可以用作喷射器/引射器150。燃料流20作为原动流进入原动入口 160并且压力减小而低于蒸汽流135的压力，原因是吸引流与其一起加速。流在混合管180中混合并且作为混合流195流动通过扩散器190。混合流195可以在大于吸引流、但是小于原动流的压力下排出。因而，吸引入口 170处的蒸汽喷射可以处于负压或真空。具体地，喷射器/引射器150的总吸引能力可以基于在其中可用的净正吸引压头(net positive suction head)。也可以在本说明书中使用其它部件和其它配置。喷射器/引射器150可以定位在高压泵1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热燃气涡轮发动机的燃料流的液体燃料加热系统，其包括：蒸汽流；与所述燃料流和所述蒸汽流连通以用于混合它们的喷射器/引射器；以及位于所述喷射器/引射器的下游的高压泵。

【技术特征摘要】
2012.01.23 US 13/355,5791.一种用于加热燃气涡轮发动机的燃料流的液体燃料加热系统，其包括: 蒸汽流； 与所述燃料流和所述蒸汽流连通以用于混合它们的喷射器/引射器；以及 位于所述喷射器/引射器的下游的高压泵。2.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括用于所述蒸汽流的热回收蒸汽发生器。3.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括其上具有所述喷射器/引射器和所述高压泵的附属橇。4.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述喷射器/引射器包括与所述燃料流连通的原动入口。5.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述喷射器/引射器包括与所述蒸汽流连通的吸引入口。6.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述喷射器/引射器包括与所述高压泵连通的扩散器。7.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括在所述喷射器/引射器的上游的入口温度传感器和在所述喷射器/引射器的下游的出口温度传感器。8.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括围绕所述蒸汽流定位的流量计。9.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括围绕所述蒸汽流定位的蒸汽阀。10.根据权利要求1所述的液体燃料加热系统，其特征在于，所述液体燃料加热系统还包括定位在所述高压泵的下游的安全阀。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：JV海恩斯，GO克雷默，GC莫布利，A古普塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：