[實用新型]一種回熱器和燃氣輪機

有效

• 申請號: 201720580469.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207018092U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 盧穩;秦高雄;董玉新;鮑其雷;李冠星;郭榮榮;辛楊
• 申請（專利權）人: 上海泛智能源裝備有限公司
• 主分類號: F02C7/08
• 分類號: F02C7/08
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本實用新型涉及燃氣輪機技術領域，特別是涉及一種回熱器和燃氣輪機。

背景技術

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，并將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。根據結構形式的不同，燃氣輪機可以分為重型燃氣輪機、輕型燃氣輪機和微型燃氣輪機。

以微型燃氣輪機為例，微型燃氣輪機主要包括壓氣機、燃燒室和渦輪，其工作過程為：壓氣機從大氣中吸入空氣并將空氣壓縮，壓縮后的空氣進入燃燒室與燃料混合后燃燒產生高溫燃氣，然后高溫燃氣流入渦輪中膨脹做功，而推動渦輪做功后的燃氣直接排放到大氣中，此時排放的燃氣溫度仍然可達到500℃～700℃。為了充分利用能源并提高工作效率，現有的燃氣輪機通常還包括回熱器，用于將壓氣機壓縮后的空氣與渦輪排出的燃氣進行換熱，一方面可以充分利用燃氣輪機的排氣余熱，另一方面還可以提高燃燒室燃燒的基礎溫度。

現有技術存在的缺陷在于，由于壓氣機壓縮后的高壓空氣需要在回熱器內進行換熱，因此回熱器的殼體需要有足夠的厚度來承載高壓空氣，這樣就導致回熱器的整體質量較重，進而導致回熱器達到熱平衡所需的時間較長，影響換熱效率。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的是提供一種回熱器和燃氣輪機，以減輕回熱器的整體質量，從而縮短回熱器達到熱平衡所需時間，提高換熱效率。

本實用新型實施例提供了一種回熱器，包括殼體、位于殼體內的換熱器以及分別位于換熱器兩側的第一環形集氣腔和第二環形集氣腔，其中：

所述換熱器包括環形設置且具有相隔離冷流道和熱流道的換熱核心部；

所述第一環形集氣腔一端具有高壓空氣進氣口，另一端具有沿周向分布且與所述換熱核心部的冷流道的進口連通的若干個進氣歧管；

所述第二環形集氣腔一端具有高壓空氣出氣口，另一端具有沿周向分布且與所述換熱核心部的冷流道的出口連通的若干個出氣歧管；

所述殼體內具有與所述第二環形集氣腔同側設置且與換熱核心部的熱流道的進口連通的高溫燃氣進氣腔，以及與所述第一環形集氣腔同側設置且與換熱核心部的熱流道的出口連通的高溫燃氣出氣腔。

優選的，所述高溫燃氣進氣腔的進氣口處設置有進氣流道，所述進氣流道的通道截面面積朝靠近所述換熱器的方向逐漸增大。

更優的，所述進氣流道包括外殼和套設于所述外殼內的內殼，所述外殼和內殼之間的區域形成進氣流道的通道。

進一步，所述外殼靠近所述換熱器的一端與所述第二環形集氣腔的外壁連接，所述內殼靠近所述換熱器的一端與所述換熱核心部的環形內壁連接。

可選的，所述殼體靠近所述第一環形集氣腔的一側設置有膨脹節；和/或，所述殼體靠近所述第二環形集氣腔的一側設置有膨脹節。

優選的，所述膨脹節為波紋管膨脹節。

優選的，所述膨脹節為不銹鋼膨脹節。

優選的，所述換熱器為板翅式換熱器。

在本實用新型實施例技術方案中，高壓空氣通過高壓空氣進氣口進入第一環形集氣腔，進而通過進氣歧管進入換熱器中與由高溫燃氣進氣腔輸入的高溫燃氣進行熱交換，換熱后的高壓空氣通過出氣歧管進入第二環形集氣管，然后由高壓空氣出氣口排出回熱器，在此過程中，高壓空氣在第一環形集氣腔、換熱器和第二環形集氣腔形成的封閉管路中循環而不會進入回熱器的殼體內，這樣，回熱器的殼體可以按非壓力容器進行設計，殼體厚度相對較薄，相比現有技術，該方案可以大大減輕回熱器的整體質量，從而縮短回熱器達到熱平衡所需時間，提高換熱效率。

本實用新型還提供了一種燃氣輪機，包括壓氣機、燃燒室、渦輪以及上述任一技術方案中的回熱器，所述壓氣機與所述回熱器的高壓空氣進氣口連通，所述燃燒室與所述回熱器的高壓空氣出氣口連通，所述渦輪與所述回熱器的高溫燃氣進氣腔連通。

可選的，所述壓氣機包括離心式壓氣機、軸流式壓氣機或混合流式壓氣機。

本實用新型實施例提供的燃氣輪機整體質量較輕，工作效率較高。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例回熱器內高壓空氣流動路徑示意圖；

圖2為本實用新型實施例回熱器內高溫燃氣流動路徑示意圖。

附圖標記：

10-殼體

20-換熱器

30-第一環形集氣腔

40-第二環形集氣腔

21-換熱核心部

31-高壓空氣進氣口

32-進氣歧管

41-高壓空氣出氣口

42-出氣歧管

11-高溫燃氣進氣腔