[發(fā)明專利]高溫氣體余熱利用分軸式動力裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210243073.4
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103527275B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶忠和;賈友祥;任學東
• 申請（專利權(quán)）人: 襄陽金飛馳機械設(shè)備有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01D15/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體余熱利用裝置，具體的說是一種高溫氣體余熱利用分軸式動力裝置。

背景技術(shù)

很多耗能設(shè)備在運行過程中，都會產(chǎn)生大量的余熱排放，近幾年隨著節(jié)能降耗和低碳環(huán)保的要求加強，很多生產(chǎn)廠家都在開發(fā)研究余熱利用設(shè)備，但目前所進行研發(fā)的生產(chǎn)廠家中，大多集中在低溫和中溫余熱的利用方面，而700℃以上的高溫余熱利用由于難度高仍處于空白狀態(tài)，特別是高壓鍋爐和熱電設(shè)備的尾氣余熱利用設(shè)備更是難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述存在的高溫余熱利用的難點問題，提供一種高溫氣體余熱利用分軸式動力裝置，可將700℃以上的氣體余熱轉(zhuǎn)換為動力輸出而充分加以利用。

本發(fā)明包括動力裝置的主換熱器和離心式壓氣機、高壓渦輪以及動力渦輪，所采用的技術(shù)方案在于：所述動力裝置是一個帶有余熱氣體進口的主換熱器通過管道分別連接常溫空氣輸入設(shè)備和高壓渦輪并串連接動力渦輪；在高壓渦輪和常溫空氣輸入設(shè)備之間連接有傳動軸，動力渦輪設(shè)置有動力輸出軸。運行正常后，高壓渦輪通過傳動軸帶動常溫空氣輸入設(shè)備運行，動力渦輪的動力輸出軸向外用設(shè)備提供動力，高壓渦輪和動力渦輪采用航空同類設(shè)備，航空類高壓渦輪和動力渦輪可在帶壓高溫氣體情況下，會由于高溫氣體膨脹作功而產(chǎn)生動力。

上述技術(shù)方案中：所連接的常溫空氣輸入設(shè)備是一個帶有常溫空氣入口的離心式壓氣機。

在主換熱器與離心式壓氣機之間通過管道串連接有一個回熱器。

為了將余熱更好利用，動力渦輪設(shè)有回收余熱氣體的管道與回熱器相連接。動力渦輪在運行時，其帶有余熱的氣體排放再通過該管道回收到回熱器，被離心式壓氣機送入回熱器的空氣加以利用。

本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，由于采用了一個可與高溫余熱氣體設(shè)備相連的主換熱器，將高溫余熱氣體輸入，并通過管道分別連接有常溫空氣輸入和動力輸出設(shè)備，安裝后運行時，高溫余熱氣體可通過主換熱器與回熱器將常溫空氣和循環(huán)空氣轉(zhuǎn)換為具有一定壓力的高溫空氣通過膨脹推動高壓渦輪和動力渦輪運轉(zhuǎn)，并經(jīng)動力渦輪采用傳動軸輸出動力利用，同時帶動離心式壓氣機運行，加之運行后的余熱還可再次回收循環(huán)利用，整體結(jié)構(gòu)非常科學合理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高溫余熱氣體難以回收利用的難點問題，可廣泛推廣到各企業(yè)單位與高壓鍋爐以及熱電設(shè)備配置使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳述。

附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、主換熱器，2、回熱器，3、離心式壓氣機，4、高壓渦輪，5、動力渦輪，6、余熱氣體連接口，7、常溫空氣入口，8、管道，9、傳動軸，10、動力輸出軸。

具體實施方式

附圖實施例所示：動力裝置是一個帶有余熱氣體進口6的主換熱器1通過管道8分別連接常溫空氣輸入設(shè)備和高壓渦輪4并串連接動力渦輪5；在高壓渦輪4和常溫空氣輸入設(shè)備之間連接有傳動軸9，動力渦輪5設(shè)置有動力輸出軸10。所連接的常溫空氣輸入設(shè)備是一個帶有常溫空氣入口7的離心式壓氣機3。在主換熱器1與離心式壓氣機3之間通過管道串連接有一個回熱器2。動力渦輪5設(shè)有回收余熱氣體的管道8與回熱器2連接相通。

本發(fā)明技術(shù)方案中，采用高壓渦輪4和動力渦輪5分別為兩個軸進行傳動，即傳動軸9和動力輸出軸10分軸方式，由于高壓渦輪4輸入的是高溫氣體，高壓渦輪4和傳動軸9均帶有高溫，同時轉(zhuǎn)速高，不利于直接輸出動力，本發(fā)明單一的動力渦輪5和動力輸出軸10作為動力輸出，巧妙的避免了動力輸出時高溫氣體對使用設(shè)備的不利影響。

本發(fā)明運行狀態(tài)時，主換熱器1通過余熱氣體進口6與余熱氣體產(chǎn)生的設(shè)備相連接，主換熱器1即通過換熱方式將離心式壓氣機3輸入的常溫空氣加熱為高溫空氣輸入到高壓渦輪4和動力渦輪5推動其運轉(zhuǎn)，其中高壓渦輪4通過傳動軸9帶動離心式壓氣機3正常運行，動力渦輪5通過動力輸出軸10輸出動力使用；在運行過程中，使用后的高溫余熱空氣再經(jīng)動力渦輪5輸入到回熱器2與離心式壓氣機3輸入的常溫空氣進行熱交換后再輸入到主換熱器1進行循環(huán)換熱。本發(fā)明在整體結(jié)構(gòu)組合中，主換熱器1起到了主要的余熱氣體轉(zhuǎn)換利用的作用，離心式壓氣機3泵入常溫空氣使之換熱，同時，加設(shè)串連了一個回熱器2，可在整套裝置中起到循環(huán)利用的作用，加之采用了高壓渦輪4通過傳動軸9與離心式壓氣機3連接傳動和動力渦輪5通過動力輸出軸10進行動力輸出，由此構(gòu)成了分軸結(jié)構(gòu)，互不干擾和影響，運行時可使輸出動力平穩(wěn)強勁，加之整體形成的循環(huán)結(jié)構(gòu)，可讓余熱得到充分的利用。