一種燃氣機餘熱回收附加裝置的製作方法
2023-05-30 06:50:31 1
專利名稱：一種燃氣機餘熱回收附加裝置的製作方法
一種燃氣機餘熱回收附加裝置，它屬於換能器件，可用於各種燃氣機的排氣餘熱回收，特別適用於航空燃氣輪機地面應用改造的餘熱回收。
燃氣輪機是當代先進的動力裝置。對航空燃氣輪機來說，其先進性著重考慮技術性能。但在工業應用中，必須充分考慮其經濟效益。因而先進的地面用燃氣輪裝置除了要求選用先進的燃機外，還必須採用能量梯級利用的辦法來提高其經濟性。燃氣透平動力渦輪後排出餘熱燃氣的溫度通常還能達到673～850K，顯然在排出的廢氣中還有相當可觀的能量可以利用。通常的辦法是在渦輪後面再增加一臺廢熱鍋爐，通過餘熱鍋爐回收餘熱之後，排出廢氣的溫度可降低到398～458K，甚至更低些。但燃氣輪機的餘熱鍋爐的結構很複雜，一臺餘熱鍋爐的體積和重量一般都要超過機組自身的體積和重量。因此安裝維護工作量也就相應很大，投資也要佔到機組的三分之一左右。安裝餘熱鍋爐後，由於餘熱鍋爐熱風流道有一定的阻力。特別是在體積限制時，為達到一定熱交換效率，熱風流道的風阻更大。這樣改變了燃氣機工作點，需對燃氣機進行調整。
本發明的目的是發明一種燃氣機餘熱回收附加裝置，它結構簡單，對燃氣機影響小，並有較高的換熱效率。
本發明如附
圖1所示，它有餘熱燃氣流道2，吸熱工質流道3，其特徵在於餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3不互相包含，它們之間有隔離壁4，在安裝時，吸熱工質流道3在餘熱燃氣流道2的上面，穿過隔離壁4有多根熱管換熱組件5。
附圖1為本發明的結構示意圖。圖中1為本發明所接燃氣機。
附圖2為本發明熱管換熱組件5的一種結構示意圖。
本發明的工作原理如下餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3由隔離壁4分開。吸熱工質流道3在餘熱燃氣流道2的上面，互相不包含。穿過隔離壁4在餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3之間有多根熱管換熱組件5。熱管換熱組件5的數目可以是幾根、幾十根、或是幾百根。本發明與普通餘熱鍋爐不同，它沒有採用普通水管式(吸熱工質流道為管道，被包容在餘熱燃氣流道之中)或是火管式(餘熱燃氣流道為管道，被包容於吸熱工質流道之中)的結構，而是把餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3分開設置。在吸熱工質流道3和餘熱燃氣流道2之間使用熱管連接。熱管組件4的冷端在吸熱工質流道3中，熱管組件4的熱端在餘熱燃氣流道2中。通過熱管組件4的熱傳遞，把餘熱燃氣的熱量輸送到吸熱工質中。由於熱管組件4是使用傳熱工質的汽化冷凝傳熱，其熱阻很低，冷熱兩端只有2～3℃的溫差，因此吸熱效率並不降低。採用多根熱管組件4在餘熱燃氣流道2中吸熱，它們的熱端可以做成導流葉片形狀，如附圖2所示。它們有規律的排列，對餘熱燃氣流道2的阻力增加很小，而且有時還可以減少排氣中的紊流，減少排氣阻力和減少噪音。
本發明採用由隔離壁分隔為互不包容的獨立的吸熱工質流道和餘熱燃氣流道，通過多根穿過隔離壁的熱管組件進行傳熱的結構形式，克服了過去的餘熱鍋爐結構複雜，成本較高的缺點，它的結構簡單。由於熱管組件熱端可以做成導流片形狀，並有規律排列，對餘熱燃氣流道的增阻很小，它不用對燃氣機的工作點進行調整，改裝簡單。由於熱管組件可以有多根，有較大的吸熱面積，而且熱管本身的導熱率很高，因此本發明有較高的換熱效率。
本發明的餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3可以做成任何的截面形狀，可以根據它們與燃氣機1排氣口的匹配確定，可以是圓形，矩形等，流道可以是等截面的，也可以是變截面的。如果吸熱工質是水等液體，則吸熱工質流道3可以顯著小於餘熱燃氣流道2。本發明為更有效的進行熱交換，餘熱燃氣流道2和吸熱工質流道3可以是逆流式的，它們的流動方向相反。
本發明中使用的熱管組件4與普通熱管一樣，可以是毛細管式的，也可以是重力式的。由於吸熱工質流道3在餘熱燃氣流道2上面，可以使用重力式熱管。使用重力式熱管的成本更低。熱管組件4中的傳熱工質根據使用溫度的不同，可以是純水，水溶液(如溴化鋰溶液等)。如果工作溫度低，可以使用乙醇、丙烷等。熱管組件4可以採用導流片形狀的截面形狀，也可以採用圓直管形，便於加工安裝，在插入餘熱燃氣流道3中一端套接一個導流葉片形狀的翅片。
權利要求
1.一種燃氣機餘熱回收附加裝置，它有餘熱燃氣流道(2)，吸熱工質流道(3)，其特徵在於餘熱燃氣流道(2)和吸熱工質流道(3)不互相包含，它們之間有隔離壁(4)，在安裝時，吸熱工質流道(3)在餘熱燃氣流道(2)的上面，穿過隔離壁(4)有多根熱管換熱組件(5)。
全文摘要
一種燃氣機餘熱回收附加裝置，可用於各種燃氣機的排氣餘熱回收。它有餘熱燃氣流道，吸熱工質流道，其特徵在於餘熱燃氣流道和吸熱工質流道不互相包含，它們之間有隔離壁，在安裝時，吸熱工質流道在餘熱燃氣流道的上面，穿過隔離壁有多根熱管換熱組件。本發明克服了過去的餘熱鍋爐結構複雜，成本較高的缺點，它的結構簡單，對餘熱燃氣流道的增阻很小，不用對燃氣機的工作點進行調整，改裝簡單，並有較高的換熱效率。
文檔編號F01N5/02GK1104293SQ9311272
公開日1995年6月28日 申請日期1993年12月24日 優先權日1993年12月24日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠