[發明專利]多工質渦輪發動機

有效

• 申請號: 201110318160.7
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102383939A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王志強
• 申請（專利權）人: 深圳智慧能源技術有限公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C7/232;F02C7/08
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所 44275
• 代理人: 張明

技術領域

本發明涉及一種渦輪發動機，特別是一種采用多種工質的渦輪發動機。

背景技術

美國專利第4248039號公開了一種雙工質平行復合循環燃氣渦輪發動機。隨后的幾十年間，人們也對這種雙工質渦輪發動機提出不少改進。在這種雙工質渦輪發動機中，燃氣與蒸汽一起進入渦輪做工，顯著提高燃氣效率。但是，由于蒸汽的回注，也導致了燃氣溫度的降低。而燃氣溫度的降低也造成了燃氣自身做工能力的降低。

另外，這種雙工質渦輪發動機的排氣同時含有燃氣和蒸汽。燃氣中含有多種雜質，在回收蒸汽的過程中，需要除掉各種雜質，因此工藝較復雜。而且，燃氣與蒸汽混合在一起，排氣量非常大，需要非常龐大的回收/冷凝設備，使得蒸汽的回收變得異常困難。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種多工質渦輪發動機，以期可以解決至少一種前述問題。

本發明提出一種多工質渦輪發動機，所述多工質渦輪發動機設有第一工質進氣通道和第二工質進氣通道，所述第一工質進氣通道和第二工質進氣通道構造成用以將第一工質和第二工質分別引入所述渦輪發動機的渦輪的不同渦輪部做工。

在一實施例中，所述多工質渦輪發動機在所述渦輪的排氣側設有第一工質排氣通道和第二工質排氣通道，所述第一工質排氣通道設置成實質上僅接收做工后的第一工質，所述第二工質排氣通道設置成實質上僅接收做工后的第二工質。

在一實施例中，所述渦輪的不同渦輪部形成進氣分界線，所述第一工質排氣通道和第二工質排氣通道在所述渦輪排氣側形成工質接收分界線，所述工質接收分界線在所述渦輪的旋轉方向上相對于所述進氣分界線偏轉一角度，使得所述做工后的第一工質實質上全部進入所述第一工質排氣通道以及所述做工后的第二工質實質上全部進入所述第二工質排氣通道。其中，所述角度可根據渦輪前壓力與溫度、進氣/排氣流道設計參數、渦輪轉速、排氣背壓綜合確定。

在一實施例中，所述第二工質包括蒸汽，所述多工質渦輪發動機包括水回收系統，用以將經所述第二工質排氣通道排出的蒸汽回收至所述第二工質進氣通道作為第二工質繼續使用。

在一實施例中，所述水回收系統包括冷凝裝置，其設置成用以將所述第二工質排氣通道內的蒸汽冷凝為液態水以降低渦輪排氣背壓。

在一實施例中，所述水回收系統包括換熱器，所述換熱器利用所述第一工質排氣通道內的第一工質和所述第二工質排氣通道內的第二工質至少其中之一的熱量來加熱被所述冷凝裝置冷凝之后的第二工質。

在一實施例中，在發動機未工作時，水存儲于回收系統中，在發動機工作時，所述水被所述第二工質排氣通道內的第二工質加熱成蒸汽。

在一實施例中，所述渦輪包括多級渦輪。

在另一實施例中，所述第一工質包括燃氣，所述第二工質包括蒸汽，所述多工質渦輪發動機包括用于提供所述燃氣的燃燒室以及用于提供所述蒸汽的蒸汽鍋爐。

在上述實施例中，不同工質在渦輪的不同渦輪部上做工，因此可以綜合不同工質的優勢。而且，也由于不同工質在不同的渦輪部上做工，這使得不同工質的單獨回收成為可能。

附圖說明

圖1是顯示不同工質在渦輪的不同渦輪部做工的概念示意圖。

圖2是渦輪的軸向平面示意圖，例示出一種渦輪部的劃分。

圖3是渦輪的簡化示意圖，說明工質排氣相對工質進氣的偏轉角度。

圖4是渦輪進氣和排氣構造的側視組合圖。

圖5是圖4的渦輪進氣和排氣構造的分解圖。

圖6是圖4的渦輪進氣和排氣構造另一角度的分解圖。

圖7是徑向流渦輪的進氣和排氣構造的示意圖。

圖8是圖7的徑向流渦輪的進氣和排氣構造的另一角度示意圖。

圖9是二級渦輪的簡化示意圖，說明工質排氣相對于工質進氣的偏轉角度。

圖10是渦輪的軸向示意圖，例示出渦輪部的另一種劃分。

圖11是應用本申請創新概念的渦輪發動機的實施例的系統示意圖。

圖12是應用本申請創新概念的另一種渦輪發動機的實施例的系統示意圖。

具體實施方式