CN102606234A - 用于燃气涡轮机排气扩压器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于燃气涡轮机排气扩压器的系统和方法。所述排气扩压器通常可包括一个内缸和一个外缸，所述外缸与所述内缸径向隔开，以形成用于接收所述燃气涡轮机的排出气体的通道。此外，所述排气扩压器可包括一个配置成将流体注入流过所述通道的所述排出气体中的流体出口。

Description

用于燃气涡轮机排气扩压器的系统和方法
技术领域
本发明大体涉及燃气涡轮机，确切地说，涉及用于将流体注入流过燃气涡轮机排气扩压器的排出气体中，从而提高燃气涡轮机的调节能力的系统和方法。
背景技术
联合循环发电系统通常包括连接到热回收蒸汽发生(HRSG)系统的燃气涡轮机。燃气涡轮机通常包括压缩机部分、燃烧部分和涡轮部分。通常情况下，压缩机部分的特征在于包括轴流式压缩机，其具有多级旋转叶片和固定轮叶。周围的空气进入压缩机中，且旋转叶片和固定轮叶逐渐将动能注入空气中，以便对所述空气进行高度压缩。压缩的空气从压缩机中排出并流入燃烧部分中，在燃烧部分中，压缩空气与燃料在一个或多个燃烧室内混合并燃烧，以产生燃烧气体。之后，燃烧气体从燃烧室中排出并流入涡轮部分中，在涡轮部分中，燃烧气体膨胀以做功。之后，从涡轮部分中排出的高温排出气体流过燃气涡轮机的排气扩压器(exhaust diffuser)，且随后可能输送到HRSG系统用作热能的来源。具体而言，可能将排出气体中的热量转移到水源中，从而产生高温高压蒸汽。所述蒸汽转而用于一个或多个蒸汽涡轮机中以产生能量。
众所周知，在运行燃气涡轮机方面，燃气涡轮机的最低负载或调节能力(turndown capability)是一项重要的考虑因素。具体而言，调节能力对应于燃气涡轮机的操作人员降低燃气涡轮机上的负载的能力，通常情况下，燃气涡轮机上的负载通过降低供应到燃烧室的燃料量来降低。因此，如果燃气涡轮机的调节能力得以提高，则在非高峰时段(例如晚上)运行燃气涡轮机所需的燃料量就会减少，因此能够大幅节省燃料成本。但是，由于燃气涡轮机在降负荷状态运行，因此从涡轮机中排出的排出气体的温度将不断升高。不利的是，上述排出气体温度的升高可能会对诸如联合循环发电系统的HRSG系统等下游部件产生不利影响。例如，HRSG系统设计的最大运行温度通常低于燃气涡轮机在相对较低的调节值(例如小于50％负载)下运行时可能达到的排出气体的温度。在这种情况下，燃气涡轮机的调节能力受到HRSG系统的最高运行温度的限制。
目前，人们主要通过调节燃气涡轮机的燃烧室的运行来提高所述调节能力。但是，通常难以决定如何调节燃烧室的运行，以及将燃烧室的运行调节到何种程度。此外，对燃烧室的运行进行调节通常会导致燃烧效率的较低，以及其他不利结果，例如排放量增加、燃烧动力提高等。
因此，需要能够在超过诸如HRSG系统等下游部件的最高运行温度下方便且有效地提高调节能力，而不将排出气体输送到此类下游部件中。
发明内容
以下说明将部分阐明本发明的各方面内容和优点，或者，这些方面和优点在说明中可能是显而易见的，或者通过实践本发明能够推导出。
一方面，本发明公开一种用于燃气涡轮机的排气扩压器(exhaustdiffuser)。所述排气扩压器通常可包括内缸和外缸，所述外缸与所述内缸径向隔开，以形成用于接收燃气涡轮机的排出气体的通道。此外，所述排气扩压器可包括配置成将流体注入流过所述通道的排出气体中的流体出口。
所述多个支柱中的每个支柱包括前缘，所述流体出口设在靠近所述前缘的位置。所述排气扩压器进一步包括环绕所述外缸延伸的歧管，所述歧管与流体来源流连通。所述流体出口经由流体导管连接到所述歧管，其中所述流体导管至少部分在所述多个支柱中的所述至少一个支柱内延伸。所述排气扩压器进一步包括设在所述多个支柱中的每个支柱中的多个流体出口，所述多个流体出口配置成将流体注入流过所述通道的所述排出气体中。所述排气扩压器进一步包括设置在所述流体出口与流体来源之间的阀门，所述阀门配置成控制从所述流体来源供应到所述流体出口的流体的量。
另一方面，本发明公开一种用于燃气涡轮机的排气扩压器。所述排气扩压器通常可包括内缸和外缸，所述外缸与所述内缸径向隔开，以形成用于接收燃气涡轮机的排出气体的通道。此外，所述排气扩压器可包括在所述内缸与所述外缸之间延伸的多个支柱。此外，流体出口可设在至少一个支柱中，且可配置成将流体注入流过所述通道的所述排出气体中。
所述排气扩压器进一步包括在所述内缸与所述外缸之间延伸的支柱，所述流体出口设在所述支柱中。所述支柱包括前缘，所述流体出口设在所述支柱中靠近所述前缘的位置。所述排气扩压器进一步包括设在所述支柱中的多个流体出口，所述多个流体出口沿所述支柱的高度隔开设置。所述排气扩压器进一步包括在所述内缸与所述外缸之间延伸的多个支柱，所述多个支柱中的每个支柱具有配置成将流体注入流过所述通道的所述排出气体中的流体出口。所述流体出口设在以下项中的至少一项中：所述外缸、所述内缸，以及在所述通道内延伸的流体导管。所述排气扩压器进一步包括环绕所述外缸延伸的歧管，所述歧管与流体来源流连通。所述流体出口经由流体导管连接到所述歧管。所述排气扩压器进一步包括设置在所述流体出口与流体来源之间的阀门，所述阀门配置成控制从所述流体来源供应到所述流体出口的流体的量。
再一方面，本发明公开一种用于冷却流过燃气涡轮机的排气扩压器的排出气体的方法。所述方法通常可包括：将流体供应到排气扩压器的流体出口，以及将所述流体经由所述流体出口注入流过所述排气扩压器的所述排出气体中。
所述方法进一步包括确定流过所述排气扩压器的所述排出气体的温度；基于所述温度，控制注入所述排出气体中的流体的量。将流体供应到所述排气扩压器的流体出口的步骤包括将流体供应到设在所述排气扩压器的支柱中的流体出口。将流体供应到所述排气扩压器的流体出口的步骤包括将流体供应到设在以下项中的至少一项中的流体出口：所述排气扩压器的外缸、所述排气扩压器的内缸，以及在所述排气扩压器内延伸的流体导管。
参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，展示了本发明的各实施例，并与具体说明一起解释本发明的原理。
附图说明
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细揭示了本发明，包括其最佳模式，其中：
图1所示为根据本发明各方面内容的系统的一项实施例的示意简图；
图2所示为根据本发明各方面内容适用于所公开的系统的排气扩压器的一项实施例的截面侧视图；
图3所示为沿线3-3截得的图2所示的排气扩压器的截面图；
图4所示为沿线4-4截得的图2所示的排气扩压器的截面图；
图5所示为根据本发明各方面内容适用于所公开的系统的排气扩压器的另一项实施例的截面侧视图；
图6所示为沿线6-6截得的图5所示的排气扩压器的截面图；
图7所示为根据本发明各方面内容适用于所公开的系统的排气扩压器的进一步实施例的截面侧视图；以及
图8所示为沿线8-8截得的图7所示的排气扩压器的截面图。
元件符号列表：
Figure BSA00000665134500051
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各实施例，附图中将展示本发明实施例的一个或多个实例。各个实例用以解释本发明而非限定本发明。事实上，在不脱离本发明的范围或精神的前提下，所属领域的一般技术人员可轻易对本发明做出各种修改和变化。例如，作为一项实施例的一部分说明的特性可用于其他实施例中，从而得到另一项实施例。因此，本发明应涵盖所有基于所附权利要求书和其等效物的范围内的修改和变化。
通常情况下，本发明涉及用于降低排出气体的温度的系统和方法，所述排出气体从燃气涡轮机中排出，并流入诸如联合循环发电系统的热回收蒸汽发生(HRSG)系统等下游部件中。确切地说，本发明涉及具有一个或多个流体出口的排气扩压器，所述流体出口用于将冷却流体注入从燃气涡轮机的涡轮部分中排出的排出气体中。例如，在若干项实施例中，流体出口可设在或以其他方式位于排气扩压器的一个或多个支柱中，以直接将水、空气、燃料和/或其他任何合适的液体和/或气体等冷却流体注入排出气体流中。因此，可在将从燃气涡轮机中排出的排出气体输送到任何下游部件之前，降低此类气体的温度。
应了解，通过将对排气扩压器进行配置以包括用于将流体注入排出气体流中的流体出口，可提高调节能力，而不超出HRSG系统或其他任何下游部件的最高额定温度。具体而言，通过将流体注入流入排气扩压器的排出气体中，可对在相对较低的调节值(例如小于50％负载)下引起的温度升高进行控制，从而将燃气涡轮机的排气温度降低到任何下游部件均可接受的操作温度。因此，燃气涡轮机的调节能力无需限于此类下游部件的最高运行温度。
现在参阅附图，图1所示是根据本发明各方面内容的联合循环发电系统10的一项实施例的示意简图。如图所示，系统10包括燃气涡轮机12，所述燃气涡轮机12包括压缩机部分14、燃烧部分16，以及涡轮部分18。通常情况下，燃烧部分16的特征在于具有环绕燃气涡轮机12的轴成环状排列的多个燃烧室(未图示)。压缩机部分14和涡轮部分18可通过转子轴20连接。转子轴20可以是单个轴，也可以是连起来形成转子轴20的多个轴部分。在燃气涡轮机12的运行过程中，压缩机部分14将压缩空气供应给燃烧部分16。在每个燃烧室内，压缩空气与燃料混合并燃烧，且热燃烧气体从燃烧部分16流入涡轮部分18中，在涡轮部分18中，从热气体中提取能量以发电。
因此，系统10可包括设置在燃气涡轮机12下游的HRSG系统22。众所周知，HRSG系统22可配置成获取从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的高温排出气体。例如，在若干项实施例中，排出气体可经由燃气涡轮机12的排气扩压器24供应给HRSG系统22。供应给HRSG系统22的排出气体可转而用作产生高温高压蒸汽的热量来源。随后，所述蒸汽可流过蒸汽涡轮机(未图示)以发电。此外，所述蒸汽也可流入系统10内需要使用高温蒸汽的其他工艺中。
现在参阅图2到图4，图示的是根据本发明各方面内容适用于所公开的系统10的排气扩压器24的一项实施例的简图。具体而言，图2所示是排气扩压器24的一项实施例的截面侧视图。图3所示是沿线3-3截得的图2所示的排气扩压器24的截面图。此外，图4所示是沿线4-4截得的图2所示的排气扩压器24的截面图。
如图所示，排气扩压器24通常可包括内缸26、外缸28，以及一个或多个支柱30。内缸通常可包括配置成环绕燃气涡轮机12的一个或更多个旋转部件32(图1)的弧形缸。例如，内缸26可环绕或围绕燃气涡轮机12的转子轴20(图1)、轴承(未图示)，和/或其他旋转部件32。外缸28通常可与内缸26径向隔开，且通常可环绕内缸26，从而形成排气通道34，用于接收从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的排出气体36。通常情况下，排气扩压器24可配置成将排出气体36的动能转换成以增加的静压形式存在的势能。因此，如图所示，外缸28通常可相对于内缸26倾斜，这样排气通道34即包括在下游方向上(例如在HRSG系统22的方向上)面积逐渐增大的管道或通道。因此，排出气体36可沿排气扩压器24的长度发散或扩散，从而减小排出气体36的速度并增加所述排出气体的静压。应了解，尽管图中所示的外缸28是单壁式结构，但外缸28也可配置成双壁式或多壁式结构，其具有多个独立且隔开的壁。
排气扩压器24的支柱30通常可配置成在内缸26与外缸28之间延伸，以相对于内缸26定向外缸28，且用作排气扩压器24的结构部件。在本发明的范围内，术语“支柱”包括在内缸26与外缸28之间延伸的任何结构或支撑组件。尤其是如图4所示，每个支柱30可包括内部支柱部分38和支柱机翼40。内部支柱部分38通常可配置成用作支柱30的主结构部件或承载部件。支柱机翼40通常可配置成环绕内部支柱部分38。此外，在若干项实施例中，支柱机翼40可具有气动(aerodynamic)形状或轮廓，以便让排气扩压器24具有气动特征，从而改进和/或控制流过扩压器24的排出气体流36。例如，支柱机翼40可包括配置成连起来形成气动轮廓的第一曲面42和第二曲面44。因此，每个支柱30可具有位于曲面42、44的上游端上的前缘46，以及位于曲面42、44的下游端上的后缘48。如图示的实施例所示，每个支柱30的前缘46通常朝向与从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的排出气体流36相反的方向。
应了解，本发明大体适用于所属领域中已知的任何排气扩压器，因此无需限于任何特定类型的排气扩压器配置。例如，如图示的实施例所示，排气扩压器24包括轴向排气扩压器，因此源自涡轮部分18的排出气体36可轴向(即在非径向的直接通道中)流向HRSG系统22。但在其他实施例中，排气扩压器24可包括径向排气扩压器，因此排出气体36可经过出口导叶(未图示)的重新导向而以90度的转向(或其他任何角度的转向)从排气扩压器24中向外排出，或径向流向HRSG系统22。
仍参阅图2到图4，排气扩压器24也可包括一个或多个流体出口50，用于将诸如水、空气、燃料和/或类似物质等流体注入排气通道34内的排出气体流36中。如上所述，通过使用所公开的流体出口50将流体注入排出气体36中，可将燃气涡轮机12的排气温度降低到诸如图示的HRSG系统22等下游部件均可接受的运行温度。因此，由于从涡轮部分18中排出的排出气体36的最高温度无需限于此类下游部件的最高运行温度，因此可显著提高燃气涡轮机12的调节能力。在本发明的范围内，术语“流体出口”可包括任何开口、孔、喷嘴、流体注入器、喷雾器、弥雾机、润湿器和/或其他任何合适的结构和/或部件，其配置成通过引导、喷射、喷雾、排出和/或其他方式将合适的流体或流体混合物注入流过排气扩压器24的排气通道34的排出气体36中。例如，流体出口50可包括设在排气扩压器24中的一个或多个部件中的开口，所述开口中安装有喷雾嘴、流体注入器和/或其他合适的装置，以通过喷射或其他方式将流体注入排出气体流36中。
通常情况下，流体出口50可设在或以其他方式形成于排气扩压器24的任何合适部件中，以及扩压器24内的任何合适位置上，以将流体注入排出气体流36中。因此，在本发明的若干项实施例中，一个或多个流体出口50可设在每个支柱30的一部分中，例如通过设在每个支柱30的支柱机翼40中。例如，在图示的实施例中，流体出口50可设在位于和/或靠近支柱机翼40的前缘46的位置，这样流体即可实质向前注入排出气体36的流路中。具体而言，如图3所示，流体出口50可设在位于和/或靠近前缘46的位置，且可沿支柱30的高度52隔开。因此，流过流体出口50的流体可沿所述高度52在排气通道34内的不同径向位置上注入排出气体36中。
此外，在本发明的特定实施例中，流体出口50可设在支柱30中前缘46的每一侧往下，这样流体即可注入流过前缘46，以及沿第一和第二曲面42、44流动的排出气体36中。例如，如图3和图4所示，流体出口50可成对沿前缘46设置，其中每个流体出口50配置成向前将流体排入沿前缘46的每一侧流动的排出气体36中。此类配置可将流体注入排出气体36中，而不会破坏支柱机翼40上的气体36的气动流。但在替代性实施例中，流体出口50无需沿前缘46的每一侧成对形成，且通常可设在支柱30中以形成任何合适的配置和/或图案。例如，每个支柱30可包括设在位于和/或靠近前缘46的位置的单列流体出口50。
此外，应了解，流体出口50无需设在位于和/或靠近支柱机翼40的前缘46的位置，且通常可设在环绕支柱30的外围的任何合适位置。例如，流体出口50可设在支柱30中位于支柱机翼40上的更下游的位置，例如设在第一和/或第二曲面42、44的中间部分，或设在位于和/或靠近支柱机翼40的后缘48的位置。还应了解，支柱30可具有任何合适数量的流体出口50。例如，在图示的实施例中，每个支柱30具有多个流体出口50。但在其他实施例中，每个支柱30可仅具有单个流体出口50。在进一步实施例中，流体出口50可仅设在支柱30的一部分中，所述支柱30设置在排气扩压器24内。
仍参阅图2到图4，流体出口50通常可与流体来源54流连通(例如水源、空气来源、燃料来源和/或类似来源)，以将流体供应给每个流体出口50。例如，在图示的实施例中，流体出口50可经由歧管56和从歧管56延伸的多个流体导管58(例如pipe管、tube管和/或类似导管)连接到流体来源54。具体而言，如图所示，歧管56通常可包括环绕排气扩压器24的外缸28的环状组件，且可配置成从流体来源54获取流体。因此，歧管56可用作将流体供应到环绕排气扩压器24的外围的构件。此外，从歧管56延伸的流体导管58通常可配置成将流过歧管56的流体转移到流体出口50。因此，在图示的实施例中，流体导管58可配置成穿过排气扩压器24的外缸28延伸，这样每个流体导管58的第一端60即与歧管56流连通，且每个流体导管58的第二端62即设置在每个支柱30的内部内。导管58所接收的流体可随后供应到每个流体出口50，以直接注入流过排气通道34的排出气体36的蒸汽中。例如，尤其是如图2和图4所示，流体导管58可包括用于引导流过导管58的流体流向每个流体出口50的连接器通道64。
应了解，在替代性实施例中，流体出口50无需使用与图2到图4中完全一致的配置来与流体来源54流连通。相反，流体出口50通常可使用任何合适的管系/装管配置和/或所属领域中已知的其他任何合适的方式和/或方法来连接到流体来源54。
现在参阅图5和图6，图示的是根据本发明各方面内容用于所公开的系统10中的排气扩压器124的另一项实施例的简图。具体而言，图5所示是排气扩压器124的一项实施例的截面侧视图。图6所示是沿线6-6截得的图5所示的排气扩压器124的截面图。
通常情况下，排气扩压器124可采用与上文参阅图2到图4所述的排气扩压器24相似的配置，且可包括许多和/或所有相同的部件。例如，如图所示，排气扩压器124可包括配置成围绕包住燃气涡轮机12的旋转部件132的内缸126，以及环绕内缸126的外缸128。外缸128通常可从内缸126径向隔开，这样即形成渐扩的排气通道134，用于接收从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的排出气体136。此外，排气扩压器124可包括在内缸126与外缸128之间延伸的一个或多个支柱130。排气扩压器124也可包括一个或多个流体出口150，用于将合适的流体或流体混合物注入排出气体流136中。因此，可在将此类气体136输送到所公开的系统10的任何下游部件，例如HRSG系统22之前，显著降低排出气体136的温度。
但与上文参照图2到图4所述的实施例不同，流体出口150可设在排气扩压器124的外缸128中和/或穿过所述外缸128，以将流体注入环绕扩压器124的外围的排出气体136中。在此类实施例中，流体出口150通常可使用任何合适的方式和/或方法与流体来源154流连通。例如，如图5和图6所示，歧管156可环绕外缸128的外围延伸，且可配置成从流体来源154获取流体。此外，多个流体导管158可从歧管156延伸到外缸128中，以引导流体经由歧管156流到每个流体出口150。
应了解，流体出口150通常可沿外缸128设在任何合适的位置。例如，在图示的实施例中，流体出口150设在外缸128中位于支柱130上游的位置。在替代性实施例中，流体出口150可设在外缸128中位于更下游的位置，例如与支柱130的宽度66(图4)的一部分对齐，或位于支柱130的下游。此外，尤其是如图6所示，在若干项实施例中，流体出口150通常可环绕外缸128的整个周长。但在其他实施例中，流体出口150可仅沿外缸的周长的一部分设置。
应了解，参阅图5和图6描述的流体出口150可与参阅图2到图4描述的流体出口50结合使用。例如，在本发明的若干项实施例中，流体出口50、150可同时设在外缸28、128和支柱30、130中，其中流体出口50、150通过公用歧管56、156或单独的歧管56、156来获得流体供应。此外，作为对流体出口50、150设在外缸28、128和/或支柱30、130中的补充或替代，流体出口也可设在排气扩压器24、124的内缸26、126中，以将流体注入排出气体流36、136中。
现在参阅图7和图8，图示的是根据本发明各方面内容用于所公开的系统10中的排气扩压器224的另一项实施例的简图。具体而言，图7所示是排气扩压器224的一项实施例的截面侧视图。图8所示是沿线8-8截得的图7所示的排气扩压器224的截面图。
通常情况下，排气扩压器224可采用与上文参阅图2到图6所述的排气扩压器24、124相似的配置，且可包括许多和/或所有相同的部件。例如，如图所示，排气扩压器224可包括配置成围绕包住燃气涡轮机12的旋转部件232的内缸226，以及环绕内缸226的外缸228。外缸228通常可从内缸226径向隔开，这样即形成渐扩的排气通道234，用于接收从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的排出气体236。此外，排气扩压器224可包括在内缸226与外缸228之间延伸的一个或多个支柱230。排气扩压器224也可包括一个或多个流体出口250，用于将合适的流体或流体混合物注入排出气体流236中。因此，可在将此类气体236输送到本发明的系统10的任何下游部件，例如HRSG系统22之前，显著降低排出气体236的温度。
但与上文参阅图2到图4所述的实施例不同，流体出口250可设在一个或多个流体导管258中，例如pipe管、tube管和类似导管，所述流体导管穿过外缸228延伸到排气通道234内位于支柱230外部的位置。例如，在若干项实施例中，一个或多个流体导管258可穿过外缸228延伸，且可连接到和/或位于靠近每个支柱250的支柱机翼240的外围的位置。因此，在图示的实施例中，流体导管258(图中仅显示的其中一个)可连接到和/或位于靠近每个支柱机翼240的后缘248的位置。因此，流过流体导管258的流体可从流体出口250排出，并在排出气体流236流过每个支柱230时注入此类气体236中。在其他实施例中，应了解，所公开的流体导管258可设置在排气通道234内的其他任何合适的位置。例如，流体导管258可连接到和/或置于靠近支柱机翼240的其他任何合适的位置，例如连接到和/或置于靠近以下项中的其中一项的位置：曲面242、244和/或支柱机翼240的前缘246。或者，流体导管258可设置在许多其他位置，例如各个支柱230之间和/或排气通道234内的其他任何合适的位置。
应了解，设在流体导管258中的流体出口250通常可使用任何合适的方式和/或方法与流体来源254流连通。例如，如图7所示，歧管256可环绕外缸228的外围延伸，且可配置成从流体来源254接收流体。此外，流体导管258通常可连接到歧管256，以将流过歧管256的流体供应到每个流体出口250。应了解，作为对将流体出口50、150、250设在排气扩压器24、124、224的支柱30、130、230；外缸28、128、228；和/或内缸26、126、226中的补充或替代，可使用上文参阅图7和图8所述的流体出口258。
此外，本说明书所公开的系统10可配置成基于从燃气涡轮机12的涡轮部分18中排出的气体36、136、236的排气温度，选择性地将从流体来源54、154、254供应的流体注入流过排气扩压器24、124、224的排出气体36、136、236中。例如，在若干项实施例中，可能只需要在排出气体36、136、236的温度超出下游部件，例如图示的HRSG系统22的最高运行温度时(例如当燃气涡轮机12在低调节值下运行时)，将流体注入此类气体36、136、236中。因此，系统10也可包括用于确定从涡轮部分18中排出的排出气体36、136、246的温度的任何合适的构件，例如包括温度传感器(未图示)，其配置成直接测量排出气体36、136、236的温度，或包括诸如计算机或涡轮机控制器等合适的处理单元(未图示)，其配置成基于燃气涡轮机12的一个或多个运行参数和/或条件，估算和/或计算温度。
此外，本发明的系统10也可包括所属领域中已知的用于控制供应到流体出口50、150、250的流体量的任何合适的构件。例如，如图2、图5和图7所示，可在流体来源54、154、254与歧管56、156、256之间设置节流阀或控制阀80、180、280，以终止对流体出口50、150、250的流体供应和/或改变供应到流体出口50、150、250的流体量。因此，当排出气体36、136、236的温度低于HRSG系统22和/或其他任何下游部件的最高运行温度时，可切断对流体出口50、150、250的流体供应，以最大限度地提高高温排出气体36、136、236的下游效率。但是，随着排气温度在燃气涡轮机12的降负荷运行过程中逐渐升高，可控制供应到流体出口50、150、250的流体量，以将排出气体36、136、236充分冷却到任何下游部件均可接受的运行温度。应了解，在替代性实施例中，阀门80、180、280可设于系统10内的许多其他位置，以控制供应到流体出口50、150、250的流体量。例如，一个或多个阀门80、180、280可设置在每个流体导管58、158、258内和/或连接到每个流体导管58、158、258。或者，阀门80、180、280可通过包括以下项在内的各种方式与每个流体出口50、150、250关联：在每个流体出口50、150、250内包括阀门驱动喷嘴。
本说明书使用了各种实例来揭示本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (15)

1.一种用于燃气涡轮机(12)的排气扩压器(24)，所述排气扩压器(24)包括：
内缸(26)；
外缸(28)，其与所述内缸(26)径向隔开，以形成用于接收所述燃气涡轮机(12)的排出气体(36)的通道(34)；
在所述内缸(26)与所述外缸(28)之间延伸的多个支柱(30)；以及
设在所述多个支柱(30)中的至少一个支柱中的流体出口(50)，所述流体出口(50)配置成将流体注入流过所述通道(34)的所述排出气体(36)中。
2.根据权利要求1所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述多个支柱(30)中的每个支柱包括前缘(46)，所述流体出口(50)设在靠近所述前缘(46)的位置。
3.根据权利要求1所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述排气扩压器进一步包括设在所述多个支柱(30)中的每个支柱中的多个流体出口(50)，所述多个流体出口(50)配置成将流体注入流过所述通道(34)的所述排出气体(36)中。
4.根据权利要求1所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述排气扩压器进一步包括设置在所述流体出口(50)与流体来源(54)之间的阀门(80)，所述阀门(80)配置成控制从所述流体来源(54)供应到所述流体出口(50)的流体的量。
5.一种用于燃气涡轮机(12)的排气扩压器(24)，所述排气扩压器(24)包括：
内缸(26)；
外缸(28)，其与所述内缸(26)径向隔开，以形成用于接收所述燃气涡轮机(12)的排出气体(36)的通道(34)；以及
流体出口(50)，其配置成将流体注入流过所述通道(34)的所述排出气体(36)中。
6.根据权利要求5所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述排气扩压器进一步包括在所述内缸(26)与所述外缸(28)之间延伸的支柱(30)，所述流体出口(50)设在所述支柱(30)中。
7.根据权利要求6所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述支柱(30)包括前缘(46)，所述流体出口(50)设在所述支柱(30)中靠近所述前缘(46)的位置。
8.根据权利要求6所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述排气扩压器进一步包括设在所述支柱(30)中的多个流体出口(50)，所述多个流体出口(50)沿所述支柱(30)的高度(52)隔开设置。
9.根据权利要求5所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述排气扩压器进一步包括在所述内缸与所述外缸(28)之间延伸的多个支柱(30)，所述多个支柱(30)中的每个支柱具有配置成将流体注入流过所述通道(34)的所述排出气体(36)中的流体出口(50)。
10.根据权利要求5所述的排气扩压器(24)，其特征在于，所述流体出口(50)设在以下项中的至少一项中：所述外缸(28)、所述内缸(26)，以及在所述通道(34)内延伸的流体导管(58)。
11.一种用于冷却流过燃气涡轮机(12)的排气扩压器(24)的排出气体(36)的方法，所述方法包括：
将流体供应到所述排气扩压器(24)的流体出口(50)；以及
将所述流体经由所述流体出口(50)注入流过所述排气扩压器(24)的所述排出气体(36)中。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括确定流过所述排气扩压器(24)的所述排出气体(36)的温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括基于所述温度，控制注入所述排出气体(36)中的流体的量。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将流体供应到所述排气扩压器(24)的流体出口(50)包括将流体供应到设在所述排气扩压器(24)的支柱(30)中的流体出口(50)。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将流体供应到所述排气扩压器(24)的流体出口(50)包括将流体供应到设在以下项中的至少一项中的流体出口(50)：所述排气扩压器(24)的外缸(28)、所述排气扩压器(24)的内缸(26)，以及在所述排气扩压器(24)内延伸的流体导管(58)。
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