[發(fā)明專利]濕間冷－濕后冷－回?zé)幔A(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710072425.3
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN101078371A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七○三研究所
• 主分類號: F02C7/14
• 分類號: F02C7/14;F02C7/08
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉婭;朱恒孝

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種燃?xì)廨啓C(jī)。具體地說是一種燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)系統(tǒng)。

二、背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)可分為簡單循環(huán)和復(fù)雜循環(huán)。簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)具有壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪這三大類主要部件，為提高其循環(huán)效率，需要提高渦輪前溫度、壓氣機(jī)壓比和部件效率。復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是在簡單循環(huán)基礎(chǔ)上增加了其他部件，循環(huán)工質(zhì)的熱力過程有了性質(zhì)上的改變，可在渦輪前溫度等循環(huán)參數(shù)不變的條件下提高效率、功率等性能。簡單循環(huán)和復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，自燃?xì)廨啓C(jī)誕生以來一直相互競爭發(fā)展，性能得到不斷提高。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以進(jìn)一步提高燃?xì)廨啓C(jī)效率的濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：它包括低壓壓氣機(jī)、濕間冷器、高壓壓氣機(jī)、濕后冷器、熱源、渦輪、回?zé)崞鳌㈩A(yù)熱器、冷源，在低壓壓氣機(jī)的出口與高壓壓氣機(jī)的入口之間串聯(lián)有濕間冷器，并向濕間冷器中加入水滴霧，在高壓壓氣機(jī)的出口與回?zé)崞髦g串聯(lián)有濕后冷器，并向濕后冷器中加入水滴霧，出濕后冷器的循環(huán)工質(zhì)依次經(jīng)過回?zé)崞鞯蜏貍?cè)、熱源、渦輪、回?zé)崞鞲邷貍?cè)、預(yù)熱器、冷源，經(jīng)預(yù)熱器升溫后的給水作為水滴霧用水進(jìn)入濕間冷器和濕后冷器。

本發(fā)明還可以包括：

1、所述的熱源是直接噴入燃料的燃燒室，所述的冷源是大氣環(huán)境，渦輪的循環(huán)工質(zhì)經(jīng)預(yù)熱器后直接排入大氣，低壓壓氣機(jī)吸入大氣的新鮮空氣。

2、所述的熱源是表面換熱式加熱室，所述的冷源是表面換熱式預(yù)冷器，渦輪的循環(huán)工質(zhì)經(jīng)過預(yù)熱器后進(jìn)入預(yù)冷器，出預(yù)冷器的氣體進(jìn)入低壓壓氣機(jī)，出預(yù)冷器的循環(huán)工質(zhì)冷凝析出水經(jīng)水處理器后作為給水進(jìn)入預(yù)熱器。

本發(fā)明屬于復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，現(xiàn)有的復(fù)雜循環(huán)機(jī)組和技術(shù)方案盡管熱效率已經(jīng)比較高，但本發(fā)明的技術(shù)方案是一個(gè)效率更高、技術(shù)更先進(jìn)的復(fù)雜循環(huán)燃?xì)?!-- SIPO -->輪機(jī)。本發(fā)明將簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)及其三大類主要部件技術(shù)、回?zé)釗Q熱技術(shù)、噴水霧化蒸發(fā)技術(shù)有機(jī)集成，形成濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，效果大幅超越了原有技術(shù)的單獨(dú)使用和已有的組合使用方案。

本發(fā)明的濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，在渦輪前溫度、壓氣機(jī)壓比和部件效率相同條件下，可比簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)在熱效率指標(biāo)方面提高約37％-44％，在單位空氣流量的輸出功率指標(biāo)方面提高約66％-80％；同等條件下，現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜循環(huán)——蒸汽回注(STIG)、間冷回?zé)?ICR)、噴水中冷/蒸汽回注(S-S)在熱效率指標(biāo)方面的提高幅度明顯低于濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)。

本發(fā)明的濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的熱力循環(huán)方案為：從循環(huán)工質(zhì)壓縮過程始點(diǎn)開始，1)低壓壓氣機(jī)壓縮過程：主體循環(huán)工質(zhì)(空氣、氦氣等)升壓；2)濕間冷：在低壓壓氣機(jī)出口和高壓壓氣機(jī)進(jìn)口之間加入水滴霧，使水滴蒸發(fā)冷卻氣體工質(zhì)，流程終端為水蒸汽和主體循環(huán)工質(zhì)的混合物；3)高壓壓氣機(jī)壓縮過程：混合氣體工質(zhì)升壓；4)濕后冷：在高壓壓氣機(jī)出口和回?zé)崞髦g加入水滴霧，使水滴蒸發(fā)冷卻氣體工質(zhì)，流程終端為水蒸汽和主體循環(huán)工質(zhì)的混合物；5)回?zé)崞鞯蜏貍?cè)流程：在回?zé)崞髦信c高溫側(cè)氣體通過表面換熱增加溫度；6)燃燒/加熱：在燃燒/加熱室通過直接或間接傳熱方式吸收高溫?zé)嵩吹臒崃浚?)膨脹做功：高溫高壓混合循環(huán)工質(zhì)在渦輪中膨脹做功，降溫降壓；8)回?zé)崞鞲邷貍?cè)流程：渦輪出口帶有余熱的循環(huán)工質(zhì)在回?zé)崞髦型ㄟ^表面換熱把熱量傳給低溫側(cè)氣體；9)預(yù)熱給水：從回?zé)崞髁鞒龅臏u輪排氣進(jìn)入給水預(yù)熱器，加熱向濕間冷器和濕后冷器供應(yīng)的給水；10)向低溫冷源放熱：循環(huán)工質(zhì)向低溫冷源放熱，重新回到常溫初壓的壓縮過程始點(diǎn)，對于開式循環(huán)，循環(huán)工質(zhì)直接排向大氣，對于閉式循環(huán)，循環(huán)工質(zhì)通過預(yù)冷器與冷媒表面換熱間接向大氣環(huán)境放熱，同時(shí)冷凝析出在循環(huán)過程中所加入的水分。

本發(fā)明的濕間冷-濕后冷-回?zé)?預(yù)熱循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)提高功率和熱效率的理論依據(jù)及原理是：濕間冷降低高壓壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度，使高壓壓氣機(jī)耗功減少，也就使機(jī)組的輸出功率增加；濕后冷繼續(xù)降低高壓壓氣機(jī)出口溫度，造成大幅回收渦輪排氣余熱的條件，并增設(shè)回?zé)崞鳎惯M(jìn)入燃燒室的氣體溫度升高，燃料消耗減少；預(yù)熱給水可加深排氣余熱回收利用的程度；從而做到相同燃料消耗時(shí)輸出功率大幅增加，也就是熱效率的大幅增加。