[發明專利]大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環

無效

• 申請號: 200810033146.0
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101493031A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 楊錫堯
• 申請（專利權）人: 楊磊杰
• 主分類號: F02B41/00
• 分類號: F02B41/00;F02G5/02;F01N5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環。

背景技術

現有技術的發電廠，為了降低發電成本，一般都采用大功率柴油機或燃氣渦輪發動機，作為應急或調峰電機使用。盡管內燃機的發電效率要遠遠高于煤炭發電效率，但由于內燃機使用燃料的昂貴，一般只能作為應急或調峰使用。如果能夠提高內燃機熱機效率，如果能夠降低內燃機使用燃料的成本，不僅可以降低應急或調峰時的發電成本，甚至還可能改變發電性質。大功率柴油機是世界上所有熱機效率最高的一種動力機器，大功率低速柴油機已達50％的熱效率。大功率中高速柴油機也已達45％的熱效率。但即便是世界上最高效率的動力機器，也仍然有一半的能量，甚至是超過一半的能量被白白浪費掉，因此改進的余地仍然是非常之大。

發明內容

本發明的目的是要提供大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：用多臺均布的大功率柴油機和一臺分流式一泵兩級渦輪發動機組成一臺大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環。大功率柴油機的排氣管與分流式一泵兩級渦輪發動機膨脹室殼體下端相連通，大功率柴油機的水道通過熱水干道與和分流式一泵兩級渦輪發動機膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器相連通，大功率柴油機排放的余熱使膨脹室內的氣體升溫膨脹并轉換成高品位機械能輸出。分流式一泵兩級渦輪發動機由渦輪、渦輪軸、兩級增壓泵輪、導輪和膨脹室殼體組成。

作為對上述技術方案的改進：采用大功率柴油機的水道通過熱水干道與和分流式一泵兩級渦輪發動機膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器循環連通；采用排氣管以切線方向與膨脹室圓筒殼體連接；在第二級增壓泵輪上方設置鐘型整流罩和/或在渦輪的下方設置鐘型整流罩；在膨脹室殼體上設置絕熱層。

本發明的有益效果包括：可將大功率柴油機的廢熱轉換成高品位機械能輸出。大功率柴油機被冷卻液所帶走的能量不是太多，冷卻水的溫度也不是很高，但也有30～50℃的溫差，足夠達到低品位能量發動機可再利用的目的。大功率柴油機的水道通過熱水干道與和分流式一泵兩級渦輪發動機膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器循環連通，可進一步提高換熱效率并節約用水。采用排氣管以切線方向與膨脹室圓筒殼體連接，可使廢氣以切線方向進入膨脹室圓筒殼體并且廢氣運動方向與增壓泵輪的旋轉方向一致，有利于渦輪利用廢氣動能。

大功率柴油機參與發電行業的機組，一般只有一至兩萬千瓦，世界上最大的柴油機也不會超過十萬馬力。因此。與蒸汽輪機相比，尤其是與超超臨界的蒸汽輪機相比，就要小得多了。所以，用十臺八臺柴油機與一臺低品位渦輪發動機實現聯合循環，也不為之過多。

大功率柴油機與新設計的系列渦輪發動機組成的聯合循環，共有五種不同結構和組合方式。本發明大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環采用兩級增壓泵輪可使膨脹室殼體內的氣體獲得比只用一級增壓泵輪更高的壓力，從而使渦輪發動機的功率大大增加。

由于低品位能量渦輪發動機的工作性質決定，它的機型必定是龐大的，它的功率也必須達到很大值以后才會體現它的經濟價值。所以在確保廢氣能量充足供應的情況下，要提高發動機的輸出動力或更多的電能，最佳情況不是象風力發電機那樣增設更多的機組來完成。而是采用提高單機容量的功率來實現，此種做法可能會更好。因此一種專門應對大功率輸出，采用多點均布供能方式的渦輪發動機要比螺殼式單點供能方式的渦輪發動機更勝一籌。此種工作制式，相對來說效率更高，制造成本更低。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是大功率柴油機與分流式一泵兩級渦輪發動機聯合循環實施例的結構剖示圖。

圖中1.大功率柴油機，2.分流式一泵兩級渦輪發動機，3.渦輪，4.渦輪軸，5.第一級增壓泵輪，6.導輪，7.第二級增壓泵輪，8.膨脹室殼體，9.發電機，10.鐘型整流罩，11.進風架，12.排氣管，13.水道，14.熱水干道，15.殼體換熱器。

具體實施方式