緊湊型回?zé)崞鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明提出緊湊型回?zé)崞?。在簡單循環(huán)燃氣輪機的排氣管路上增加一個緊湊型回?zé)崞鳎@種回?zé)崞鞑捎冒宄崾綋Q熱器型式，采用逆流方式換熱，壓縮空氣被燃氣輪機排出的高溫燃氣進行加熱，提高回?zé)崞鞯膿Q熱效率，結(jié)構(gòu)緊湊，介質(zhì)在回?zé)崞鲀?nèi)的壓力損失較小，具有較高的可靠性和抗疲勞性。有緊湊型回?zé)崞鞯幕責(zé)嵫h(huán)燃氣輪機，它不僅利用回?zé)崞鱽砘厥杖細廨啓C的排氣余熱，這樣對壓縮空氣預(yù)熱后，減少了燃料的消耗，而且還提高簡單燃氣輪機的效率和比功，從而提高簡單燃氣輪機的性能。
【專利說明】緊湊型回?zé)崞?br> [0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及燃氣輪機【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種緊湊型回?zé)崞鳌?br> [0002]【背景技術(shù)】:
無論是作為機械驅(qū)動用燃氣輪機，還是作為發(fā)電用燃氣輪機，簡單循環(huán)燃氣輪機是由壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件組成，它可以被看成是能夠連續(xù)不斷地產(chǎn)生具有一定壓力和溫度燃氣的單元，由于從燃氣輪機渦輪排出的燃氣溫度較高，使得大量的燃氣輪機余熱被白白地浪費掉了，為了提高簡單循環(huán)燃氣輪機的效率，增大其比功，通過選擇最佳壓比和盡可能地提高溫比的方法，只能使燃氣輪機的效率和比功達到一定的程度，所以要進一步提高其效率和比功就必須從根本上通過改變其熱力循環(huán)來實現(xiàn)，其中之一的方法就是:為了減少供熱量，利用回?zé)崞鱽砘厥杖細廨啓C的排氣余熱，由此得到了一種回?zé)嵫h(huán)燃氣輪機，由壓氣機壓縮的空氣在進入燃燒室之前，先在回?zé)崞鲀?nèi)由渦輪排出的高溫燃氣進行加熱，這樣對壓縮空氣預(yù)熱后，就可以減少燃料的消耗，從而起到提高燃氣輪機熱效率的作用，實際上，回?zé)崞魇且粋€壓縮空氣與高溫燃氣進行熱交換的熱交換器，由于燃氣輪機排氣溫度較高，排氣管路受到的熱應(yīng)力非常大，而且熱變形也較大，這給燃氣輪機用回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很多的困難。根據(jù)回?zé)嵫h(huán)燃氣輪機的總體要求，回?zé)崞鲬?yīng)采用緊湊型換熱器，它不僅具有較高的換熱效率、較小的壓力損失、結(jié)構(gòu)緊湊和良好的加工工藝性，而且要具有較高的可靠性和抗疲勞性，目前，緊湊型換熱器的結(jié)構(gòu)型式有管翅式換熱器、一次表面式換熱器、板式換熱器、螺旋板換熱器和板翅式換熱器等，管翅式換熱器的加工工藝成熟，但其換熱效率較低，而且結(jié)構(gòu)龐大，不適于作為燃氣輪機回?zé)崞鞯倪x型；一次表面式換熱器具有換熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，但由于其加工工藝較為復(fù)雜，大尺寸結(jié)構(gòu)的可靠性較差，只能作為微型燃氣輪機和小型燃氣輪機回?zé)崞鞯膬?yōu)選結(jié)構(gòu)；板翅式換熱器具有換熱效率高，加工工藝較為成熟，但由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，具有較低的可靠性和抗疲勞性。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明專利的任務(wù)是提供一種緊湊型回?zé)崞鳎惭b在燃氣輪機排氣管路上，將壓氣機壓縮的空氣在進入燃燒室之前先在回?zé)崞鲀?nèi)由燃氣輪機排出的高溫燃氣進行加熱，這樣對壓縮空氣預(yù)熱后，就可以減少燃料的消耗，從而起到提高燃氣輪機熱效率的作用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:在簡單循環(huán)燃氣輪機的排氣管路上增加一個緊湊型回?zé)崞鳎@種回?zé)崞鞑捎冒宄崾綋Q熱器型式，采用逆流方式換熱，壓縮空氣被燃氣輪機排出的高溫燃氣進行加熱，提高回?zé)崞鞯膿Q熱效率，結(jié)構(gòu)緊湊，介質(zhì)在回?zé)崞鲀?nèi)的壓力損失較小，具有較高的可靠性和抗疲勞性；
緊湊型回?zé)崞?，包括前端板和后端板，前端板、后端板和設(shè)置在兩個端板之間的若干個空氣側(cè)換熱翅片和燃氣側(cè)換熱翅片間隔疊加組成的若干單元裝配，用釬焊材料進行釬焊，空氣側(cè)換熱翅片和燃氣側(cè)換熱翅片之間墊有隔板，空氣側(cè)換熱翅片和空氣側(cè)導(dǎo)流片的外側(cè)的兩個隔板之間的空隙填充由包圍在空氣側(cè)換熱翅片和空氣側(cè)導(dǎo)流片外圍的空氣隔圈，燃氣側(cè)換熱翅片和燃氣側(cè)導(dǎo)流片的兩側(cè)，兩個隔板之間的空隙由封條填充；
空氣側(cè)換熱翅片、燃氣側(cè)換熱翅片、隔板和前端板和后端板疊加組成的合體外側(cè)套在外殼內(nèi)，外殼為上下法蘭的筒體結(jié)構(gòu)，前端板的上側(cè)向外延穿過外殼伸出一個空氣進口管，前端板的下側(cè)向外延穿過外殼伸出一個空氣出口管，空氣進口管和空氣出口管的中心位置，前端板和隔板上開有與空氣進口管同直徑的通孔，靠近后端板的隔板上不開此通孔，空氣進口管和空氣出口管的中心位置上，燃氣側(cè)換熱翅片和燃氣側(cè)導(dǎo)流片之間的空隙上由燃氣隔圈填充；
緊湊型回?zé)崞魇遣捎冒宄崾綋Q熱器的結(jié)構(gòu)，由多層燃氣工質(zhì)流道和多層壓縮空氣工質(zhì)流道疊加釬焊而成，每一層燃氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板、燃氣側(cè)換熱翅片、封條、燃氣側(cè)導(dǎo)流片和兩個燃氣隔圈所圍成，每一層空氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板、空氣側(cè)換熱翅片、空氣側(cè)導(dǎo)流片和空氣隔圈所圍成，每兩層之間的流道用隔板隔開。
[0005]外殼內(nèi)壁上在空氣進口管上側(cè)和空氣出口管下側(cè)位置分別設(shè)有加強筋。
[0006]空氣從空氣進口管8進入，由空氣出口管7流出，燃氣由外殼13下部進入回?zé)崞鳎赏鈿?3上部流出。
[0007]所述的換熱單元，替換為多個小型換熱單元疊加。
[0008]本發(fā)明具有如下有益效果:由于采用上述技術(shù)方案，實現(xiàn)了帶有緊湊型回?zé)崞鞯幕責(zé)嵫h(huán)燃氣輪機，它不僅利用回?zé)崞鱽砘厥杖細廨啓C的排氣余熱，這樣對壓縮空氣預(yù)熱后，減少了燃料的消耗，而且還提高簡單燃氣輪機的效率和比功，從而提高簡單燃氣輪機的性能。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的橫向剖面圖；
附圖2是附圖1的C-C剖面圖；
附圖3是附圖1的A-A剖面圖；
附圖4是附圖1的B-B剖面圖。
[0010]圖中1-前端板，2-隔板，3-空氣側(cè)換熱翅片，4-燃氣側(cè)換熱翅片，5-空氣側(cè)導(dǎo)流片，6-燃氣側(cè)導(dǎo)流片，7-空氣出口管，8-空氣進口管，9-封條，10-空氣隔圈，11-加強筋，12-燃氣隔圈，13-外殼,14-后端板。
[0011]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
由圖1結(jié)合圖2?圖4所示，緊湊型回?zé)崞?，包括前端板I和后端板14，前端板1、后端板14和設(shè)置在兩個端板之間的若干個空氣側(cè)換熱翅片3和燃氣側(cè)換熱翅片4間隔疊加組成的若干單元裝配，用釬焊材料進行釬焊，空氣側(cè)換熱翅片3和燃氣側(cè)換熱翅片4之間墊有隔板2，空氣側(cè)換熱翅片3和空氣側(cè)導(dǎo)流片5的外側(cè)的兩個隔板2之間的空隙填充由包圍在空氣側(cè)換熱翅片3和空氣側(cè)導(dǎo)流片5外圍的空氣隔圈10，空氣隔圈10保證空氣流道與燃氣側(cè)流道分隔開，燃氣側(cè)換熱翅片4和燃氣側(cè)導(dǎo)流片6的兩側(cè)，兩個隔板2之間的空隙由封條9填充；
空氣側(cè)換熱翅片3、燃氣側(cè)換熱翅片4、隔板2和前端板I和后端板14疊加組成的合體外側(cè)套在外殼13內(nèi)，外殼13為上下法蘭的筒體結(jié)構(gòu)，前端板I的上側(cè)向外延穿過外殼13伸出一個空氣進口管8，前端板I的下側(cè)向外延穿過外殼13伸出一個空氣出口管7，空氣進口管8和空氣出口管7的中心位置，前端板I和隔板2上開有與空氣進口管8同直徑的通孔，靠近后端板14的隔板2上不開此通孔，空氣進口管8和空氣出口管7的中心位置上，燃氣側(cè)換熱翅片4和燃氣側(cè)導(dǎo)流片6之間的空隙上由燃氣隔圈12填充，燃氣隔圈12將空氣和燃氣分隔開；
外殼13內(nèi)壁上在空氣進口管7上側(cè)和空氣出口管8下側(cè)位置分別設(shè)有加強筋11。
[0012]緊湊型回?zé)崞魇遣捎冒宄崾綋Q熱器的結(jié)構(gòu)，由多層燃氣工質(zhì)流道和多層壓縮空氣工質(zhì)流道疊加釬焊而成，每一層燃氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板2、燃氣側(cè)換熱翅片4、封條9、燃氣側(cè)導(dǎo)流片6和兩個燃氣隔圈12所圍成，每一層空氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板2、空氣側(cè)換熱翅片3、空氣側(cè)導(dǎo)流片5和空氣隔圈10所圍成，每兩層之間的流道用隔板2隔開。
[0013]空氣從空氣進口管8進入，由空氣出口管7流出，燃氣由外殼13下部進入回?zé)崞鳎赏鈿?3上部流出。
[0014]由于緊湊型回?zé)崞鞑捎冒宄崾綋Q熱器結(jié)構(gòu)，燃氣輪機排出的高溫燃氣與壓縮后的空氣采取逆流方式換熱，提高回?zé)崞鞯膿Q熱效率，且結(jié)構(gòu)緊湊，減少壓縮空氣在回?zé)崞鲀?nèi)的壓力損失，提高簡單燃氣輪機的效率和比功，從而提高簡單燃氣輪機的性能。
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型回?zé)崞?，包括前端?I)和后端板(14)，其特征在于:前端板(I)、后端板(14)和設(shè)置在兩個端板之間的若干個空氣側(cè)換熱翅片(3)和燃氣側(cè)換熱翅片(4)間隔疊加組成的若干單元裝配，用釬焊材料進行釬焊，空氣側(cè)換熱翅片(3)和燃氣側(cè)換熱翅片(4)之間墊有隔板(2)，空氣側(cè)換熱翅片(3)和空氣側(cè)導(dǎo)流片(5)的外側(cè)的兩個隔板(2)之間的空隙填充由包圍在空氣側(cè)換熱翅片(3)和空氣側(cè)導(dǎo)流片(5)外圍的空氣隔圈(10)，燃氣側(cè)換熱翅片(4)和燃氣側(cè)導(dǎo)流片(6)的兩側(cè)，兩個隔板(2)之間的空隙由封條(9)填充； 空氣側(cè)換熱翅片(3)、燃氣側(cè)換熱翅片(4)、隔板(2)和前端板(I)和后端板(14)疊加組成的合體外側(cè)套在外殼(13)內(nèi)，外殼(13)為上下法蘭的筒體結(jié)構(gòu)，前端板(I)的上側(cè)向外延穿過外殼(13)伸出一個空氣進口管(8),前端板⑴的下側(cè)向外延穿過外殼(13)伸出一個空氣出口管(7)，空氣進口管(8)和空氣出口管(7)的中心位置，前端板(I)和隔板(2)上開有與空氣進口管(8)同直徑的通孔，靠近后端板(14)的隔板(2)上不開此通孔，空氣進口管(8)和空氣出口管(7)的中心位置上，燃氣側(cè)換熱翅片(4)和燃氣側(cè)導(dǎo)流片(6)之間的空隙上由燃氣隔圈(12)填充； 緊湊型回?zé)崞魇遣捎冒宄崾綋Q熱器的結(jié)構(gòu)，由多層燃氣工質(zhì)流道和多層壓縮空氣工質(zhì)流道疊加釬焊而成，每一層燃氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板(2)、燃氣側(cè)換熱翅片(4)、封條(9)、燃氣側(cè)導(dǎo)流片(6)和兩個燃氣隔圈(12)所圍成，每一層空氣工質(zhì)小流道是由兩層隔板(2)、空氣側(cè)換熱翅片(3)、空氣側(cè)導(dǎo)流片(5)和空氣隔圈(10)所圍成，每兩層之間的流道用隔板⑵隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型回?zé)崞?，其特征在?緊湊型回?zé)崞魍鈧?cè)固定連接外殼(13)，外殼(13)內(nèi)壁上在空氣進口管(7)上側(cè)和空氣出口管(8)下側(cè)位置分別設(shè)有加強筋(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型回?zé)崞?，其特征在?所述的換熱單元，替換為多個小型換熱單元疊加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型回?zé)崞?，其特征在?空氣從空氣進口管(8)進入，由空氣出口管(7)流出，燃氣由外殼(13)下部進入回?zé)崞鳎赏鈿?13)上部流出。
【文檔編號】F02C7/08GK104389683SQ201410615007
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】劉偉, 李東明, 董斌, 李名家, 楊正薇 申請人:中國船舶重工集團公司第七 三研究所