專利名稱：一種發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一第一發(fā)電設(shè)備，它包括一燃燒室，一種可燃物質(zhì)在其中發(fā)生燃燒，同時生成各種灼熱的燃燒氣體；一燃氣輪機裝置，帶有串聯(lián)配置的一高壓渦輪機與一低壓渦輪機，并帶有串聯(lián)配置的一高壓壓縮機與一低壓壓縮機；各第一導(dǎo)管裝置，配置得可輸導(dǎo)來自燃燒室的各種燃燒氣體通向高壓渦輪機，以及其后通向低壓渦輪機，以便分別驅(qū)動高壓壓縮機和低壓壓縮機，各第二導(dǎo)管裝置，配置得可輸導(dǎo)某種為燃燒所需的含氧氣體，經(jīng)由用于把含氧氣體壓縮到某一所需壓力的低壓壓縮機和其后的高壓壓縮機通向燃燒室；以及一用于調(diào)節(jié)此設(shè)備的裝置。其次，本發(fā)明涉及一第二發(fā)電設(shè)備，包括一燃燒室，一種可燃物質(zhì)在其中發(fā)生燃燒，同時形成各種灼熱的燃燒氣體；一燃氣輪機裝置，帶有一高壓渦輪機、一中壓渦輪機和一低壓渦輪機，彼此串聯(lián)配置，并帶有串聯(lián)配置的一高壓壓縮機與一低壓壓縮機；各第一導(dǎo)管裝置，配置得可輸導(dǎo)來自燃燒室的各種燃燒氣體通向高壓渦輪機、其后通向中壓渦輪機，以及最后通向低壓渦輪機，以便分別驅(qū)動高壓壓縮機和低壓壓縮機；各第二導(dǎo)管裝置，配置得可輸導(dǎo)某種為燃燒所需的含氧氣體，經(jīng)由用于把含氧氣體壓縮到某一所需壓力的低壓壓縮機和其后的高壓壓縮機通向燃燒室；以及一用于調(diào)節(jié)此設(shè)備的裝置?？扇嘉镔|(zhì)指的是所有可以燃燒的燃料，諸如煙煤、褐煤、泥煤、生物燃料、油頁巖、油焦、廢棄物、油類、氫氣和其他一些氣體，等等。
本發(fā)明現(xiàn)在將結(jié)合一種充壓流化床，一種所謂PFBC(pressurizedfluidized bed combustion)發(fā)電設(shè)備(充壓流化床燃燒式發(fā)電設(shè)備)，通過各種不同應(yīng)用予以討論和說明。不過，本發(fā)明不局限于這些應(yīng)用，而是可以用于所有可能的發(fā)電設(shè)備之中，比如結(jié)合各種不同類型的燃氣輪機設(shè)備。
在一種通常的PFBC發(fā)電設(shè)備中，燃燒空氣是以壓縮空氣狀態(tài)從燃燒室周圍的壓力容器經(jīng)過流化床下的各流化噴嘴供入位于燃燒室內(nèi)的流化床中。在燃燒過程中生成的各種燃燒氣體通過床層表面上的一超出段，之后它們被凈化并被輸往一燃氣輪機。各種燃燒氣體驅(qū)動此燃氣輪機，燃氣輪機一方面驅(qū)動一發(fā)電機，另一方面又驅(qū)動一向壓力容器提供壓縮空氣的壓縮機。流化床中，燃料在約850℃的溫度下燃燒。為了生成蒸汽，形為一組管子的蒸汽發(fā)生器置放于流化床中。能量是經(jīng)由一蒸汽系統(tǒng)中的、蒸汽通入其中的各蒸汽渦輪機從流化床獲得的。在滿負荷時，整組管子位于流化床中。一種PFBC設(shè)備，與燃料在大氣壓力條件下在一流化床中燃燒的其他一些類型的設(shè)備相比，其特征在于，相對于所達到的出力來說，設(shè)備體積較小。PFBC設(shè)備的效率也是較高的。其次，PFBC設(shè)備之中的燃燒是在從環(huán)境和經(jīng)濟觀點來看都很有利的條件之下發(fā)生的。
采用一燃氣輪機來產(chǎn)生機械能量的各種發(fā)電設(shè)備，傳統(tǒng)上是通過控制燃燒，亦即控制燃燒室之中的燃料供應(yīng)或數(shù)量，予以調(diào)節(jié)的。不過，這種調(diào)節(jié)方式往往太慢而不能滿足快速適應(yīng)例如此設(shè)備向其輸送電能的電力干線的需求。這一點特別關(guān)系到已知要通過調(diào)節(jié)流化床的高度來調(diào)節(jié)燃燒的各種PFBC設(shè)備。
而且，關(guān)于這種帶有一部燃氣輪機連同幾個渦輪機-壓縮機梯級的發(fā)電設(shè)備，已知是借助于一在通向低壓渦輪機的入口前面的一可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片來控制通向低壓渦輪機的氣體流量的。依靠這種控制，低壓壓縮機的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，而且可以以這種方式控制通向燃燒室的燃燒氣體的流量。SE-B-469039說明了一種PFBC設(shè)備，具有由上述第一發(fā)電設(shè)備最初確定的各種特性以及就低壓渦輪機所作的這樣一種流量調(diào)節(jié)。SE-B-452179說明了另一個這樣的PFBC設(shè)備，帶有一可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片，用于調(diào)節(jié)通過低壓渦輪機的流量，此導(dǎo)向葉片設(shè)置在低壓渦輪機的前面。
不過，調(diào)節(jié)流量的這種方式表現(xiàn)出若干缺點。排放到低壓渦輪機的各種燃燒氣體仍然具有很高的溫度并可能包含灰塵和顆粒。在較低壓力下工作的低壓渦輪機具有一種龐大的結(jié)構(gòu)，這本身會引起各種不同部件，例如各個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片，結(jié)構(gòu)復(fù)雜起來。高溫還意味著，同樣各種龐大的調(diào)節(jié)裝置，由于不同裝置部件的不同線性膨脹，可能容易擠住，從而變得難以操縱。
由于低壓渦輪機在壓力較低但具有很大容積的情況下工作，所以在至少某些操作場合下，燃燒氣體可以獲得很高的速度，憑借這種速度，甚至少量的灰塵和顆粒都會導(dǎo)致低壓渦輪機的各轉(zhuǎn)子葉片和其他各部件的顯著磨蝕，而這本身又會造成它們過早的磨損。發(fā)明概要本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種發(fā)電設(shè)備，以可以避免上述各項缺點的方式予以調(diào)節(jié)。
此目的是通過最初定義的一第一發(fā)電設(shè)備達到的，此設(shè)備的特征在于，調(diào)節(jié)裝置配置在低壓壓縮機和高壓壓縮機二者之中至少一個的里面或前面，并配置得可分別控制含氧氣體和燃燒氣體的流量。
除了避免所述各項缺點以外，由于通過把調(diào)節(jié)裝置配置在高壓渦輪機里面或前面而得到的較高壓力，速度可以保持在一較低的水平上，這意味著，燃燒氣體之中的可能的塵粒侵蝕作用變小了。由于高壓渦輪機在高于低壓渦輪機的壓力下工作，所以燃燒氣體的容積在高壓渦輪機方面較小。這就導(dǎo)致高壓渦輪機顯著地比低壓渦輪機緊湊小巧，亦即高壓渦輪機的直徑較小，而其各葉片較短。這也導(dǎo)致相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置，如為各個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片，變得較小和較為緊湊。因而，調(diào)節(jié)裝置的制造和應(yīng)用變得比較便宜和更加簡單。
由于送入低壓壓縮機的空氣的溫度很低，就可能通過把調(diào)節(jié)裝置配置在低壓壓縮機里面或前面而基本上避免一切與線膨脹，特別是低壓壓縮機不同部件的線膨脹不同這一現(xiàn)象有關(guān)的問題。其次，改進的空氣基本是潔凈的，亦即它不包含任何塵粒(這種塵粒是可以容易濾掉的)或者各種侵蝕性、腐蝕性燃燒產(chǎn)物，諸如硫或氮化合物。這意味著，對調(diào)節(jié)裝置，比如各個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片不會出現(xiàn)由被輸送介質(zhì)造成的任何腐蝕或侵蝕。
按照本發(fā)明的一實施例，調(diào)節(jié)裝置可以包括一些安排用以分別調(diào)節(jié)通過低壓壓縮機和高壓渦輪機的流量的部件。
上述目的也可借助于最初定義的第二發(fā)電設(shè)備予以實現(xiàn)，其特征在于，調(diào)節(jié)裝置配置在中壓渦輪機里面或前面，并安排用以控制燃燒氣體的流量。
借助于把調(diào)節(jié)裝置配置在中壓渦輪機里面或前面，基本上可以獲得如同把裝置配置在高壓渦輪機上時同樣的一些優(yōu)點，特別是在具有一設(shè)置在中壓渦輪機前面的中間加熱器而此中間加熱器可提高各種燃燒氣體的溫度的情況之下。
按照本發(fā)明的一實施例，調(diào)節(jié)裝置可以包括一些安排用以調(diào)節(jié)通過中壓渦輪機的流量的部件。
按照本發(fā)明的另一實施例，高壓渦輪機和高壓壓縮機裝在共同的第一轉(zhuǎn)軸上面，而低壓渦輪機和低壓壓縮機裝在共用的第二轉(zhuǎn)軸上面。因而，一部發(fā)電機可以裝在第一轉(zhuǎn)軸上面，以便獲取電能。在具有一中壓渦輪機的情況下，這一發(fā)電機最好是裝在第一轉(zhuǎn)軸上面。
按照另一實施例，調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在氣流之中的至少一排可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片。
本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的其他各有利的實施例被確定于各項獨立的專利權(quán)利要求10至18之中。因此，應(yīng)當特別指出，燃燒室可以是一種包括一最好是充壓式的流化床的類型?？梢栽O(shè)置一個頂部燃燒器，以便在燃料燃燒期間把各種燃燒氣體的溫度提高到適合于氣體汽輪機裝置的水平上。此外，可以具有一氣化反應(yīng)器，此氣化反應(yīng)器安排用以產(chǎn)生一種構(gòu)成燃料的可燃氣體；以及用于調(diào)整從氣化反應(yīng)器供向頂部燃燒器的可燃氣體的數(shù)量的裝置；和/或設(shè)置得可貯放一種構(gòu)成燃料的可燃氣體的容器以及用于調(diào)節(jié)從容器供向頂部燃燒器的可燃氣體的數(shù)量的裝置。
頂部燃燒器可以包括一頂部燃燒室，該燃燒室設(shè)置在燃燒室與高壓渦輪機之間，和/或一再加熱裝置，設(shè)置在高壓渦輪機的下游，安排用以在各種燃燒氣體已經(jīng)離開高壓渦輪機時提高它們的溫度。附圖的簡要說明本發(fā)明現(xiàn)在將用范例所確定的各不同實施例更為詳細地予以說明，這些實施例之一圖示于所附圖紙，此實施例的唯一

圖1示出一個具有氣體與蒸汽組合的循環(huán)(后者未畫出)的PFBC發(fā)電設(shè)備。不同實施例的詳細描述一種PFBC發(fā)電設(shè)備，即一種在一加壓流化床中燃燒顆粒燃料的設(shè)備，示意性地示于圖1。此設(shè)備包括一燃燒室1，罩在一容器2之中，容器2可以具有數(shù)量級為104立方米左右的容積，并可以加壓至高達比如大約16巴，經(jīng)過壓縮的含氧氣體3(在圖示范例中為空氣)被供向壓力容器2，用于為燃燒室1充壓并用于供燃燒室1之中的一流化床4流化。壓縮空氣經(jīng)由布置在燃燒室1底部的、圖示的各流化噴咀5供向燃燒室1，用于封裝在燃燒室1之中的床層4的流化。床層4由床層材料、粒狀吸附劑和一種顆粒燃料，最好是粉碎煤炭構(gòu)成，后者在導(dǎo)向流化床4的流化空氣中燃燒。來自流化床4的各種燃燒氣體隨后借助于一輸導(dǎo)部件經(jīng)由一凈化裝置6輸送出去，凈化裝置在此范例中是由耐溫過濾器構(gòu)成的，此耐溫過濾器可以是某種陶瓷類的和為高壓制造的，燃燒氣體又經(jīng)一截止閥7進一步到達頂部的燃燒室8。經(jīng)由一根出自一種已知類型的氣化反應(yīng)器10的導(dǎo)管9和經(jīng)由又一耐溫過濾器11，一種可燃氣體也被送往頂部燃燒室8。導(dǎo)向頂部燃燒室8的可燃氣體的流量可借助于調(diào)節(jié)閥9a予以調(diào)節(jié)。在頂部燃燒室8中，各種可燃氣體，通過一燃燒器(未畫出)的作用，結(jié)合經(jīng)由一根來自一高壓壓縮機13的導(dǎo)管而供給的壓縮空氣發(fā)生燃燒，并且與來自燃燒室1的各種燃燒氣體混合以提高其溫度，使得離開頂部燃燒室8的各種氣體具有大約1200-1500℃的溫度，這就使它們非常適合作為驅(qū)動氣體，以便以在高壓渦輪機內(nèi)的方式驅(qū)動一部第一氣體渦輪機14。借助于頂部燃燒室8，所述各種燃燒氣體的溫度因而已從大約850℃-950℃提高到大約1200℃-1500℃。高壓渦輪機14和高壓壓縮機13與一發(fā)電機15配置在同一轉(zhuǎn)軸上，從發(fā)電機15可以獲取有用的電能。高壓壓縮機13還把壓縮空氣經(jīng)由導(dǎo)管16送至PFBC燃燒室1，導(dǎo)管12則是從導(dǎo)管16分支出來的。至此，一截止閥17配置在高壓壓縮機13與燃燒室1之間。高壓壓縮機13還經(jīng)由導(dǎo)管18送出空氣用于氣化反應(yīng)器10中的氣化。在產(chǎn)可燃氣體期間在氣化反應(yīng)器10中生成的其余燃料可以經(jīng)由一根燃料導(dǎo)管19供向燃燒室1之中的流化床4。
示于圖中的PFBC發(fā)電設(shè)備屬于先進的一類，因為它還具有另一燃氣輪機20，為一中壓渦輪機的形式，與高壓渦輪機14和高壓壓縮機13裝在同一轉(zhuǎn)軸21上。在高壓渦輪機14之中被膨脹并降低溫度的氣體經(jīng)由一條導(dǎo)管22送往一再加熱裝置23，它包括一所謂再加熱燃燒室或重新加熱式燃燒室。再加熱燃燒室23獲得所述各種可燃氣體流，此氣體流量可借助于調(diào)節(jié)閥9b予以調(diào)節(jié)并源自氣化反應(yīng)器10，并且以與頂部燃燒室8同樣的方式從高壓壓縮機13獲得壓縮空氣，如圖1所示，這是分別通過導(dǎo)管24和25獲得的，從而這些可燃氣體借助于一燃燒器(未畫出)在此燃燒，而由此生成的各種灼熱氣體與來自高壓渦輪機14的各種燃燒氣體混合，以便在它們進一步通過導(dǎo)管26被送往中壓渦輪機20之前再次增高它們的溫度。以這樣方式，從中壓渦輪機20獲取的出力可以顯著地增大。
在中壓渦輪機20中膨脹的各種燃燒氣體被引向一低壓渦輪機27。離開低壓渦輪機27的各種燃燒氣體仍然含有可以在一節(jié)熱器28之中加以利用的能量。低壓渦輪機27裝在一轉(zhuǎn)軸29上，在此轉(zhuǎn)軸29上還裝有一低壓壓縮機30。低壓壓縮機30經(jīng)由一過濾器31被供以大氣空氣。低壓壓縮機30因而由低壓渦輪機驅(qū)動，并且從其出口處向高壓壓縮機13提供已經(jīng)經(jīng)過第一初步壓縮的空氣。一中間冷卻器32配置在低壓壓縮機30與高壓壓縮機13之間，以便降低供向高壓壓縮機13入口處的空氣溫度。
此外，此發(fā)電設(shè)備具有一蒸汽渦輪機側(cè)，在此未畫出，但借助于一組管子33表示出來了，它們埋設(shè)在流化床4里面，水在這組管子里循環(huán)、通過管子與床層材料之間的熱交換而被氣化并過熱，以便吸收由于在流化床4中進行的燃燒而生成的熱量。
來自高壓壓縮機13并用于把壓縮空氣供向氣化反應(yīng)器10的導(dǎo)管18包括一壓縮裝置34，在圖示范例中，是由一所謂增壓壓縮機構(gòu)成的。最好是，后者由一電動馬達35驅(qū)動，但也可以由一蒸汽渦輪機驅(qū)動，此蒸汽渦輪機由一組管子33供以蒸汽。借助于這一壓縮機34，供向氣化反應(yīng)器10的空氣氣壓可以進一步提高，因為需要由氣化反應(yīng)器10排送的氣流具有高于到達頂部燃燒室8和/或再加熱燃燒室23的燃燒氣流的壓力。因此，各種可然氣體在每一給定壓力狀況下可以容易地供向頂部燃燒室8和/或再加熱燃燒室23。在氣化反應(yīng)室10之中，一種液態(tài)或固態(tài)燃料得到氣化，在此范例中，顆粒煤炭在一低于化學(xué)計量配比過程中以本身已知的方式生成各種可燃氣體。之所以以這種方式設(shè)置一部以高于PFBC流化床4的壓力操作的獨立式氣化器，其原因是，氣化反應(yīng)器10中的氣體壓力必須高于燃燒室8、23中的壓力，以便能夠調(diào)節(jié)燃料的流量并把燃料的流量均勻地分配在這些燃燒室之中。因而，在PFBC燃燒室1中的壓力可能為16巴的情況下，在氣化反應(yīng)器10中可以達到大約26巴的壓力。不過，為了能夠更加精確地調(diào)節(jié)通向氣化反應(yīng)器10的空氣流量，馬達35可以連到圖示的控制裝置36上，以便調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速?？刂蒲b置36可以恰當?shù)貥?gòu)成發(fā)電設(shè)備整個控制系統(tǒng)(未畫出)的一部分。作為對于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的一種代換或補充，還可以設(shè)置一簡略畫出的導(dǎo)向葉片裝置37，比如為一些導(dǎo)向葉片的形式，由一操縱部件予以控制，并在壓縮機34里面或前面排列成一排導(dǎo)向葉片，以便能夠以這種方式精確地控制通過這一裝置的空氣流量并調(diào)節(jié)供向氣化反應(yīng)器10的空氣量。為此，操縱部件可以連接于控制裝置36。
其次，來自高壓壓縮機13的導(dǎo)管18可以包括一換熱器38，配置在壓縮裝置34的下游。來自氣化反應(yīng)器10的導(dǎo)管9也穿過換熱器38延伸。因而，這意味著，供向氣化反應(yīng)器10的較冷的壓縮空氣將與離開氣化反應(yīng)器10的很熱的可燃氣體(800-1000℃)進行熱交換。因而，通過換熱器38的氣體的溫度可以降低到600℃以下的很低溫度，這意味著，在較高溫度下處于液態(tài)的灰塵顆粒將在換熱器38后面處于固態(tài)。從而，這些氣體和熔化的灰塵顆粒會堵塞高溫過濾器11的風(fēng)險就大大地減少了。其次，過濾器11可以用通常的工藝予以制造，亦即不需使用燒結(jié)陶瓷熱氣過濾器，因為可燃氣體的溫度已經(jīng)降低了。這樣降低溫度的另一優(yōu)點是，調(diào)節(jié)閥9a、9b可以具有通常的結(jié)構(gòu)，亦即不需通過水的汽化和蒸汽的過熱以任何高級的冷卻處理來確保這些調(diào)節(jié)閥9a、9b的功能。這種冷卻處理是很昂貴的，并且需要昂貴的調(diào)節(jié)和安全設(shè)備。
在圖1中，三部簡略畫出的流量調(diào)節(jié)裝置39、40和41表示出來并分別設(shè)置在高壓渦輪機14、中壓渦輪機20和低壓壓縮機30處。應(yīng)當指出，本發(fā)明可以只與一部這種調(diào)節(jié)裝置或者一組兩部或所有三部調(diào)節(jié)裝置一起應(yīng)用。每一調(diào)節(jié)裝置39、40和41包括各個可控制的導(dǎo)向葉片，在氣流中排列成一排導(dǎo)向葉片。這排導(dǎo)向葉片或是分別設(shè)置在高壓渦輪機14、中壓渦輪機20和低壓壓縮機30的前面，亦即其上游，或者分別設(shè)置在高壓渦輪機14、中壓渦輪機20和低壓壓縮機30之中，亦即其各轉(zhuǎn)子之間。通過這排導(dǎo)向葉片的轉(zhuǎn)動，流動方向得以控制，而開口大小可以調(diào)節(jié)。每排導(dǎo)向葉片分別由一相應(yīng)的操縱裝置42、43和44驅(qū)動，這些裝置本身又連接于一控制單元45，它恰當?shù)貥?gòu)成了此發(fā)電設(shè)備整個控制系統(tǒng)的一部分(未畫出)。
借助于轉(zhuǎn)動低壓壓縮機30之中或前面的調(diào)節(jié)裝置41的導(dǎo)向葉片，可以降低流量和輸出壓力。這會導(dǎo)致降低高壓壓縮機13后面和燃燒室1里面的流量和壓力，并因而在渦輪機一側(cè)也是如此，從而設(shè)備所產(chǎn)生的輸出功率也減小了。
借助于轉(zhuǎn)動高壓渦輪機14之中或前面的調(diào)節(jié)裝置39的導(dǎo)向葉片，導(dǎo)致流量降低，高壓渦輪機14前面和燃燒室1里面的壓力開始會增加。不過，流量降低會導(dǎo)致低壓渦輪機27的轉(zhuǎn)速下降，從而通過低壓壓縮機30的流量和出自此壓縮機30的壓力也降低了，這樣將導(dǎo)致通過發(fā)電設(shè)備的總流量和發(fā)電設(shè)備的壓力降低，以致設(shè)備所產(chǎn)生的輸出功率減小。
借助于轉(zhuǎn)動中壓渦輪機20之中或前面的調(diào)節(jié)裝置40的導(dǎo)向葉片，使得流量降低，起初也可獲得壓力增高。不過，此流量降低，以類似于高壓渦輪機流量調(diào)節(jié)情況中流量降低的方式，導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生的輸出功率減小。
其次，此發(fā)電設(shè)備包括一容器或蓄氣罐46，用于貯放各種可燃氣體。通過一可關(guān)閉的閥門裝置47，蓄氣罐46連接至導(dǎo)管9，經(jīng)由導(dǎo)管9，氣化反應(yīng)器10向頂部燃燒室8和再加熱燃燒室23供以各種可燃氣體。因而，蓄氣罐46可以從氣化反應(yīng)器10充灌各種可燃氣體，這些氣體隨后在負荷增大的高峰需求期間可以供向頂部燃燒室8和再加熱燃燒室23。
本發(fā)明不局限于上述實施例，其多種可能性和改型在以下各項專利權(quán)利要求的框架之內(nèi)都是可能的，而且對于一位本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員來說，顯然的是這些變型不偏離本發(fā)明的基本設(shè)想。
作為范例，本發(fā)電設(shè)備可能只具有兩臺燃氣輪機，亦即不包括示于圖1的中壓渦輪機。為此，再加熱燃燒室23增高了來自高壓渦輪機14并必須抵達低壓渦輪機27的各種燃燒氣體的溫度，在這樣一種情況下，此低壓渦輪機27將接收壓力高于上述的各種氣體，并可以稱為中壓渦輪機。
雖然最好是但并非必是，本發(fā)明的PFBC發(fā)電設(shè)備具有一頂部燃燒室8；盡管只有當存在這樣一種頂部燃燒室8時再加熱燃燒室23的各項優(yōu)點才能發(fā)揮它們的作用。
當然，同樣可能的是，在多于兩臺燃氣輪機的情況下，如果需要，可在第二與第三燃氣輪機之間的各種燃燒氣體的路徑之中配置一再加熱燃燒室。
來自壓縮機34的空氣不需經(jīng)由換熱器38引導(dǎo)，而可以直接供向氣化反應(yīng)器10。
并非必須直接從高壓壓縮機13取得到達獨立的氣化反應(yīng)器10的空氣，而是可以直接從大氣取得。因此，本發(fā)明的可調(diào)節(jié)的壓縮機34可以把大氣空氣在一步或多步中壓縮到一所需的壓力。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電設(shè)備，它包括一燃燒室(1)，一種可燃物質(zhì)在其中發(fā)生燃燒，同時生成各種灼熱的燃燒氣體，一燃氣輪機裝置，帶有串聯(lián)配置的一高壓渦輪機(14)與一低壓渦輪機(27)，以及串聯(lián)配置的一高壓壓縮機(13)與一低壓壓縮機(30)，各第一導(dǎo)管元件(22、26)，配置得可從燃燒室輸導(dǎo)各種燃燒氣體到高壓渦輪機(14)，并在此后到低壓渦輪機(27)，以便分別驅(qū)動高壓壓縮機(13)和低壓壓縮機(30)，各第二導(dǎo)管元件(16)，配置得可輸導(dǎo)一種為燃燒所需的含氧氣體經(jīng)由用于把含氧氣體壓縮到某一所需壓力的低壓壓縮機(30)和其后的高壓壓縮機(13)通向燃燒室(1)，以及一用于調(diào)節(jié)此設(shè)備的裝置，特征在于，調(diào)節(jié)裝置(39、41)配置在低壓壓縮機(30)和高壓渦輪機(14)二者之中至少一個里面或前面，并設(shè)置得可分別控制含氧氣體和燃燒氣體的流量。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，調(diào)節(jié)裝置(39、41)包括各種部件，配置得可分別調(diào)節(jié)通過低壓壓縮機(30)和高壓渦輪機(14)的流量。
3.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，一中壓渦輪機(20)，配置在高壓渦輪機(14)與低壓渦輪機(27)之間，并配置得從各種燃燒氣體獲取熱能。
4.一種發(fā)電設(shè)備，它包括燃燒室(1)，一種可燃物質(zhì)的燃燒在其中發(fā)生，同時生成各種灼熱的燃燒氣體，燃氣輪機裝置，帶有一高壓渦輪機(14)、一中壓渦輪機(20)和一低壓渦輪機(27)，彼此串聯(lián)配置，以及帶有串聯(lián)配置的一高壓壓縮機與一低壓壓縮機(13)，各第一導(dǎo)管元件(22、26)，配置得可輸送來自燃燒室(1)的各種燃燒氣體通向高壓渦輪機(14)、其后通向中壓渦輪機(20)，以及最后通向低壓渦輪機(27)，以便分別驅(qū)動高壓壓縮機(13)和低壓壓縮機(30)，各第二導(dǎo)管元件(16)，配置得可輸送一種為燃燒所需的含氧氣體經(jīng)由用于把含氧氣體壓縮到某一所需壓力的低壓壓縮機(30)和其后的高壓壓縮機通向燃燒室(1)，以及一種用于調(diào)節(jié)此設(shè)備的裝置，特征在于，調(diào)節(jié)裝置(40)配置在中壓渦輪機(20)之內(nèi)或之前，并配置得可控制燃燒氣體的流量。
5.按照權(quán)利要求4的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，調(diào)節(jié)裝置(40)包括各種部件，配置得可調(diào)節(jié)通過中壓渦輪機(20)的流量。
6.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，高壓渦輪機(14)和高壓壓縮機(13)配置在一共用的第一轉(zhuǎn)軸(21)上面，而低壓渦輪機(27)和低壓壓縮機(30)配置在一共用的第二轉(zhuǎn)軸(29)上面。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，一發(fā)電機(15)配置在第一轉(zhuǎn)軸(21)上面，用于獲取電能。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，中壓渦輪機(20)配置在第一轉(zhuǎn)軸(21)上面。
9.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，調(diào)節(jié)裝置(39、40、41)包括設(shè)置在氣流之中的至少一可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向葉片排。
10.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，包括各蒸汽管子的一蒸汽管路設(shè)置在燃燒室(1)之中，用于生成蒸汽；一蒸汽渦輪機，由蒸汽驅(qū)動；和一發(fā)電機，由蒸汽渦輪機驅(qū)動。
11.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，燃燒室(1)是包括一流化床(4)的一種類型。
12.按照權(quán)利要求11所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，流化床(4)是充壓式的。
13.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，頂部燃燒室(8、23)設(shè)置得可在一種燃料燃燒期間把各種燃燒氣體的溫度提高到適合于燃氣輪機裝置(14、20、27)的水平。
14.按照權(quán)利要求13所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，一氣化反應(yīng)器(10)，設(shè)置得可產(chǎn)生構(gòu)成燃料的可燃氣體，以及裝置，用于調(diào)節(jié)從氣化反應(yīng)器供向頂部燃燒室(8、23)的可燃氣體數(shù)量。
15.按照權(quán)利要求13或14所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，一容器(46)，設(shè)置得可貯存某種構(gòu)成燃料的可燃氣體，以及裝置(47)，用于調(diào)節(jié)從容器供向頂部燃燒室(8、23)的可燃氣體數(shù)量。
16.按照權(quán)利要求13至15中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，頂部燃燒器包括設(shè)置在燃燒室(1)與高壓渦輪機(14)之間的一頂部燃燒室(8)。
17.按照權(quán)利要求13至15中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，頂部燃燒器包括一再加熱裝置(23)，設(shè)置在高壓渦輪機(14)的下游，并設(shè)置得可在各種燃燒氣體離開高壓渦輪機(14)之后提高它們的溫度。
18.按照前述各項權(quán)利要求中任何一項所述的一種發(fā)電設(shè)備，特征在于，一中間冷卻器(32)，設(shè)置在低壓壓縮機(30)與高壓壓縮機(13)之間的第二導(dǎo)管元件(16)上面。
全文摘要
一種發(fā)電設(shè)備包括一燃燒室(1),一種可燃物質(zhì)在其中發(fā)生燃燒,同時生成各種灼熱的燃燒氣體,以及一燃氣輪機裝置,該裝置帶有串聯(lián)配置的一高壓渦輪機(14)與一低壓渦輪機(27),還帶有串聯(lián)配置的一高壓壓縮機(13)與一低壓壓縮機(30)。為控制此設(shè)備,調(diào)節(jié)裝置(39、41)設(shè)置在低壓壓縮機和高壓渦輪機二者之中至少一個的前面或里面,并安排得分別控制含氧氣體和燃燒氣體的流量。此設(shè)備還可包括一中壓渦輪機(20),設(shè)置在高壓渦輪機(14)與低壓渦輪機(27)之間,并安排得從各種燃燒氣體獲取熱能。因此,調(diào)節(jié)裝置(40)可以設(shè)置在中壓渦輪機(20)里面或前面,并安排得可控制燃燒氣體的流量。
文檔編號F23C6/04GK1177997SQ9619098
公開日1998年4月1日 申請日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月11日
發(fā)明者R·布朗斯特倫, A·洛夫格蘭, D·維恩惠茲恩 申請人:Abb·碳有限公司