目前燃气轮机联合循环模式相较于简略循环配置下能增加约20%的功率。对经过采用更高的燃烧温度和进步部件功能，可明显进步燃气轮机发电的功率。中国航发燃机瞄准国际燃气轮机技能发展方向，为进一步进步燃气轮机发电功率进行了深入研究并编译本文，以期引发职业更多有利的考虑。
热力循环
当今国际大多数燃气轮机采用简略循环运转，只要少量燃气轮机用压缩机中间冷却、再加热(次序燃烧)或经过回热器进行内部热收回。简略循环需求更高的入口温度和更高的部件功能，每一代燃气轮机的功率都有会小幅进步。但是进步功率需求不断完善技能，鉴于热力学和材料学的高需求，这些功率的进步在经济性上有待商榷。基于此，业界已经有一些声响在呼唤——其他循环，如热布雷顿循环，将被考虑用于未来的联合循环燃气轮机，在不到达如此高温度的情况下完成类似的功率。需求进一步探索在额外和非规划条件下对循环功能、燃烧器运转、冷却流量管理、涡轮机热管理以及重要的灵活性的影响。
气路规划
目前燃气轮机中的压气机和涡轮的气路规划已经完成了中心等熵流(远离环空的活动)的精细化水平。经过多目标优化取得的高度三维叶片现在遍及使用，产生了前所未有的空气动力学功率。进一步的内部功率进步将是适度的，尤其是在压气机中。
尽管如此，仍有些二次活动可进一步进步功率。涡轮空隙操控便是其间之一，估计有或许经过自动空隙操控体系完成0.25%的联合循环功率增益。自动空隙操控体系可用于新的燃气轮机和现有设备晋级;其间一些依靠转子的轴向位移，而另一些则径向工作。无论采用什么办法，都面临着发动机瞬态温度散布的应战，这些应战遭到负载改动的影响，更加频繁启动或停止。未来的体系需求能够进一步削减压气机端部走漏流量，避免旋转部件和停止部件之间的物理触摸。
冷却体系
大约20%的压缩机流量从气路排出，用于冷却和密封发动机的(高压)热部分。其间大部分用于冷却一级涡轮叶片。在涡轮高压段内气路的根部，吸入热气也或许导致机械故障和空气动力丢失。当燃气轮机的高应力部件(如转子盘)被从气路吸入的热气过热时，或许会触发机械故障。轮辋密封件一般与内部密封件一同从压缩机排出冷却/密封空气以避免流入空腔，但这也会下降燃气轮机功率。从压气机排出的空气会导致热功率削减，更重要的是气体途径中的出口和中心流之间的相互效果会产生进一步的动力丢失。这些现象也遭到瞬态操作的影响，因为这会改动一切相关活动的压力和温度散布，以及密封元件的公役。
因而，二级气路的改进规划、多目标拓扑优化和冷却流的自动操控是需求进一步研究的领域，以进一步进步现有和新燃气轮机的功能。
底层循环
现代热收回蒸汽发生器在压力水平下产生蒸汽并结合，目前能够在技能上可行的情况下收回尽或许多的能量，受最低烟道温度约束，这会引发烟道气流中的冷凝问题。从第二规律的视点(即火用破坏)来看，超临界高压蒸发器能够削减这种不可逆性，但相关本钱或许无法经过边际功能增强(估计最先进技能的联合循环功率点为0.5个百分点来补偿)。
多压力热收回蒸汽发生器(HRSG)在燃气轮机的低排气温度下最受关注。当从单压到多压下降时，跟着温度进步功能，并且在热气温度(HRSG入口)大约为700℃时，两种布局之间的差异消失了。跟着燃气轮机排气温度的升高(现在超越650℃)需求以较低容量系数运转的联合循环发电厂的经济本钱，或许有机会采用亚临界的单压再热底部循环。
附加说明
在未来几十年，联合循环发电厂高效发电将依赖于部分负荷功率而不是额外工况功率。因而，进步部分负荷功能和瞬态响应(尽或许快地过渡到更高负载以削减低负载下的运转时间)将对于运转的灵活性和电网的利益至关重要。这同样适用于削减燃气轮机的最小环境负荷，然后削减启动和封闭的次数，并削减相关的燃料消耗、进步使用寿命和下降排放。这一切都与进步联合循环和简略循环燃气轮机的全体功率有关。中国能源网
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