[發明專利]用于氣體渦輪引擎的排氣管道

在審

• 申請號: 202110645851.1
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113833539A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: B·M·法奇希;迪奧拉斯·普拉布哈瓦德卡;J·齊亞;F·蓋斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣技術有限公司
• 主分類號: F01D25/30
• 分類號: F01D25/30;F02C6/00;F02C6/18;F02C7/24;F02C3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;萬欣

本發明公開了一種用于氣體渦輪引擎(50)的排氣管道(1)，該排氣管道(1)包括消音器區段(12)。在消音器區段(12)內部提供至少兩個板形消音器擋板(20)。板形消音器擋板中的至少一個被構造成作為熱交換裝置，因為其包括適于接收熱交換流體并且相對于排氣管道的內部防漏的至少一個內部腔室(22)，其中，至少一個內部腔室在入口端口和出口端口(23，24)處流體地連接到排氣管道的外部。該裝置可以用于恢復來自氣體渦輪引擎的廢氣的排氣熱，而無需提供熱回收蒸汽發生器所需的費用和額外空間。

技術領域

本公開涉及一種用于權利要求中所述類型的氣體渦輪引擎的排氣管道。

背景技術

在現代氣體渦輪引擎中，在高部件負荷和滿負荷條件下，氣體渦輪引擎的廢氣在離開膨脹渦輪之后仍處于幾百攝氏度，并且通常可以在500℃至600℃的范圍內。因此，對于廢氣，在膨脹渦輪中膨脹之前已添加到燃燒燃料中的大焓流被排放到大氣中并且失去了技術用途。產生的焓損失對效率產生不利的影響。

本領域已知在熱回收蒸汽發生器中回收氣體渦輪引擎的排汽焓，并且在蒸汽渦輪中使用由此生成的蒸汽來發電。蒸汽也可以用于工業目的。然而，構建其中蒸汽渦輪作為底循環使用來自氣體渦輪引擎的排氣能量的組合循環發電廠需要大量資金投入，這使得該技術盡管具有優異的總體效率，但是只有當發電廠基本上可以作為基本負荷發電廠運行，例如每年超過5000小時并且具有例如至少為額定功率輸出的75％高功率輸出時，才具有經濟吸引力。此外，排氣管道內部的許多構件產生附加的壓力損失，因此繼而降低了氣體渦輪引擎本身的效率和功率輸出。此外，熱回收蒸汽發生器需要的空間可并不總是可用。特別地，安裝熱回收蒸汽發生器可以不是添加凹當前的單循環氣體渦輪引擎發電站的選項。

US 2013/0327052教導了將多個氣體渦輪引擎連接到公共煙道并且將熱交換器布置在該公共煙道中。該文獻還教導了在共同的煙道中設置熱交換器，并且通過引入非層流穿過公共排氣煙道并進一步通過應用露點控制來改善從廢氣到熱交換器的熱傳遞。

US 8,069,660公開了結合在消音室內的熱回收系統。根據該文獻的教導，排氣流首先進入第一消音室，然后被分成兩個局部流。所述局部流中的第一局部流從第一消音室輸送到第二消音室，并且從第二消音室輸送到第三消音室。所述局部流中的第二局部流繞過第二消音室直接被引導到第三消音室。所述第二局部流由此流過在形成于內部殼體與熱回收外部殼體之間的熱回收流動路徑中布置在消音室周圍的導管。熱傳遞流體被引導通過熱回收流動路徑，以通過內壁與消音室中的廢氣交換熱，并且與流經導管的廢氣的第二局部流交換熱，其中熱傳遞流體圍繞導管流動。所述文獻的教導內容不具體涉及與氣體渦輪引擎結合使用。

US 3,235,001教導了適用于附接到內燃機的出口或入口的組合式消音器和熱交換裝置。組合式消音器和熱交換裝置包括殼體。在殼體的前側處，前面板部分地封閉殼體并且使前入口打開，該前入口形成在殼體的前面板與外側面板之間。在殼體的后側處，殼體的內部連接到引擎入口，由此圍繞將殼體的內部連接到引擎入口和殼體的外側面板的管道形成后入口。因此，流體流可以通過后入口和前入口進入殼體的內部，并且徑向向內偏轉到殼體的中心并從殼體的中心偏轉到引擎入口。熱交換器組件設置在殼體的內部，其中熱交換器組件包括在其外部上具有正方形翅片的管，以便改善管周圍的流與管之間的熱交換。

本公開主題的概述

本公開的目的是提供使得能夠從氣體渦輪引擎回收排氣熱的裝置。本發明所公開的主題的更具體的目的是提供用于最初提到的類型的氣體渦輪引擎的排氣管道。在一方面，將提供一種用于氣體渦輪引擎的排氣管道，該排氣管道使得能夠從廢氣中回收廢熱，而無需在排氣管道內部添加將導致壓力損失的附加構件。在另一方面，熱交換裝置應結合在排氣管道中已經存在的構件中。在又一方面，應提供熱交換裝置，使得其產生較少的附加資金投入。

這通過權利要求1所述的主題來實現。

無論是否明確提及，所公開的主題的進一步的效果和優點將根據以下提供的公開內容而變得顯而易見。