用于涡轮机的热水注射制造技术

本发明专利技术公开一种用于涡轮机的热水注射。所述涡轮机包括燃烧器，在所述燃烧器中，第一压缩空气能够与燃料一起燃烧，并且所述燃烧器可接收水。所述水在对第二压缩空气进行冷却之后再提供给所述燃烧器，而且在使用所述第二压缩空气来使所述燃料雾化之前，先使用所述水对所述第二压缩空气进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种用于涡轮机的热水注射。所述涡轮机包括燃烧器，在所述燃烧器中，第一压缩空气能够与燃料一起燃烧，并且所述燃烧器可接收水。所述水在对第二压缩空气进行冷却之后再提供给所述燃烧器，而且在使用所述第二压缩空气来使所述燃料雾化之前，先使用所述水对所述第二压缩空气进行冷却。【专利说明】用于涡轮机的热水注射
本专利技术涉及涡轮机，确切地说，涉及用水来冷却雾化空气以实现排放控制并效率提闻的润轮机。
技术介绍
对于在液体燃料模式下运作的燃气涡轮发动机，可以从压缩机排气中获取雾化空气，并且将其用于在燃烧之前使液体燃料雾化，因为这样可以促进液体燃料完全燃烧。由于取自压缩机排气的雾化空气的初始温度非常高，达到约700° F，因此在用于使液体燃料雾化之前其必须冷却到约225° F。目前使用雾化空气调温冷却器来实现雾化空气的冷却，所述雾化空气调温冷却器使用冷却塔等中的冷却水。当燃气涡轮发动机使用液体燃料运作时，通常通过喷水来实现排放控制。水在高压但室温下注入燃烧器中。注入的水在燃烧器中转变为蒸汽并且吸收燃烧气体的相变潜热，从而影响燃气涡轮发动机的性能。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种涡轮机，所述涡轮机包括燃烧器，在所述燃烧器中，第一压缩空气可以与燃料一起燃烧，并且所述燃烧器可接纳水。在使用水来冷却第二压缩空气之后将所述水提供给燃烧器，并在使用第二压缩空气来使燃料雾化之前，用所述水来冷却第二压缩空气。根据本专利技术的另一方面，提供一种涡轮机，所述涡轮机包括:燃烧器，压缩空气和燃料可以在所述燃烧器中燃烧以生成工作流体，并且水可以注入所述燃烧器中；雾化空气压缩机，所述雾化空气压缩机经配置用于使燃料雾化；供应回路，所述供应回路经配置用于向雾化空气压缩机供应压缩空气以用于燃料雾化；以及冷却回路，所述冷却回路循序连接到供应回路和燃烧器。冷却回路经配置用于在进行燃料雾化之前，用水来冷却待供应到雾化空气压缩机中的压缩空气，并且随后将水注入燃烧器中。根据本专利技术的另一方面，提供一种涡轮机，所述涡轮机包括:燃烧器，第一数量的压缩空气和燃料可以在所述燃烧器中燃烧以生成工作流体，并且经加热的水可以注入到所述燃烧器中以实现排放控制和效率提高；喷嘴，所述喷嘴经配置用于将雾化燃料注入燃烧器中；供应回路，所述供应回路经配置用于向雾化空气压缩机供应第二数量的压缩空气以用于燃料雾化；以及冷却回路，所述冷却回路循序连接到所述供应回路和所述燃烧器。所述冷却回路经配置用于在燃料雾化之前，用水来冷却第二数量的压缩空气，并且随后将所述水作为所述经加热的水提供给燃烧器，以实现排放控制和效率提高。结合附图来阅读以下说明可以更加清楚地了解这些和其他优点和特征。【专利附图】【附图说明】随附的权利要求书中对本专利技术进行了特别指定并明确提出权利要求。结合附图阅读以下【具体实施方式】可以清楚地了解本专利技术的上述及其他特征和优点，其中:唯一的附图是根据本专利技术实施例的涡轮机的示意图。【具体实施方式】参考附图来以实例方式介绍本专利技术的各实施例以及优点和特征。【具体实施方式】参见唯一的附图，本专利技术提供一种涡轮机10。涡轮机10包括燃气涡轮发动机20、供应回路40和冷却回路60。燃气涡轮发动机20包括燃烧器21、涡轮22、旋转轴23、发电机24和压缩机25。燃烧器21被提供为具有构成至少一个燃烧区的内部、并且可向其中注入水的容器。在燃烧区内，第一数量的压缩空气250和液体燃料251 (处于燃气涡轮发动机20的液体燃料模式)可以燃烧以生成高温高压的工作流体。此外，如下所述，可以将经加热的水或受热水注入燃烧器21内，以实现排放控制和效率提高。涡轮22设置在燃烧器21的下游，并且从燃烧器21接纳工作流体。涡轮22包括多级气动元件，这些元件经配置用于以气动方式与工作流体相互作用，从而获取工作流体中的机械能，并转而围绕转子旋转。所述旋转将驱动旋转轴23旋转。发电机24设置在旋转轴23上，并且经配置用于将旋转轴23的转动能转换成电能。类似地，压缩机25也类似地设置在旋转轴23上，并且配置用于通过旋转轴23的旋转来压缩进入空气，从而生成第一数量的压缩空气250和第二数量的压缩空气252。第一数量的压缩空气250和第二数量的压缩空气252得自压缩机25。根据本专利技术实施例，第一数量的压缩空气250和第二数量的压缩空气252可以取自压缩机25的一个或多个末级(late stages)。第一数量的压缩空气250和第二数量的压缩空气252无需取自压缩机25的相同机级。涡轮机10进一步包括雾化空气压缩机70和燃料喷嘴80。燃料喷嘴80经配置用于以雾化液体燃料251的形式将液体燃料251注入燃烧器21中，以便促使液体燃料完全燃烧。雾化空气压缩机70经配置用于在对液体燃料251进行的雾化操作中使用第二数量的压缩空气252。涡轮机10可以进一步包括控制阀90。控制阀90可操作地安置在燃料喷嘴80与雾化空气压缩机70之间，并且可以操作以通过调节待雾化液体燃料251和第二数量的压缩空气252的相应量来控制燃料雾化的量或程度。供应回路40配置用于向雾化空气压缩机70供应第二数量的压缩空气252，以用于液体燃料251的雾化操作中。根据本专利技术实施例，供应回路40包括雾化空气调温冷却器41。在雾化空气调温冷却器41内，用通过冷却回路60提供的水来冷却第二数量的压缩空气252。因此，雾化空气调温冷却器41可以包括任何合适类型的热交换器，例如壳式或管式热交换器或者板翅式热交换器。供应回路40进一步包括去湿器42和过滤器43，所述去湿器和过滤器循序安置在雾化空气调温冷却器41与雾化空气压缩机70之间。冷却回路60循序连接到供应回路40和燃烧器21。冷却回路60经配置用于在将第二数量的压缩空气252用于液体燃料251的雾化操作中之前，用水来冷却第二数量的压缩空气252。冷却回路60进一步经配置用于随后将所述水作为受热水提供到燃烧器21，以实现排放控制和效率提闻。根据实施例，冷却回路60中所用的水包括冷却塔水，并且可以处于或接近环境温度的状态提供给雾化空气调温冷却器41。根据本专利技术进一步实施例，冷却回路60包括注水装置61，所述注水装置经配置用于经由导管62和第二导管63将水注入供应回路40的雾化空气调温冷却器41中。第二导管63在其第一端连接到雾化空气调温冷却器41，在其第二端连接到燃烧器21。因此，第二导管63经配置用于将水作为受热水从雾化空气调温冷却器41传输到燃烧器21。根据上述配置和示例性实施例，水可以约70 °F提供给雾化空气调温冷却器41。因此，第二数量的压缩空气252可以从约700 T冷却到约225 T。同时，在提供给燃烧器21之前，水可以加热到约70 T。因此，将水从约70 T加热到约300 °F所需的能量由第二数量的压缩空气252提供，而不是由第一数量的压缩空气250或燃烧器21生成的工作流体提供。尽管仅结合有限数量的实施例来详细描述本专利技术，但应轻易地了解，本专利技术并不限于所公开的这些实施例相反，本专利技术可通过修改以涵盖之前并未描述、但与本专利技术的精神和范围相符合的任意数量的变化、更改、替代或等效布置。此外，尽管已描述本专利技术的各个实施例，但应了解，本专利技术的各方面可仅包括所述实施例中的一些实施例。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，包括：燃烧器，在所述燃烧器中，第一压缩空气能够与燃料一起燃烧，并且所述燃烧器可接收水，所述水在对第二压缩空气进行冷却之后再提供给所述燃烧器，以及在使用所述第二压缩空气使所述燃料雾化之前，先使用所述水对所述第二压缩空气进行冷却。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S拉简，J约翰，M蒂亚贾拉简，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：