一種鍋爐熱風循環動力聯供設備的製作方法

2023-06-08 13:02:26

專利名稱：一種鍋爐熱風循環動力聯供設備的製作方法
一種鍋爐熱風循環動力聯供設備，它屬於一種動力裝置，適用於各種大型鍋爐的熱風鼓風和工質循環，如火力發電站、大型供熱站以及其它大型化工加熱爐站使用。
在現在的各種大型鍋爐中，如發電站的蒸氣鍋爐，供熱站的熱水鍋爐，以及一些化工廠的介質加熱鍋爐，都需要提供兩種動力，一種是鼓風動力，另一種是如水等工質的循環動力。現在的解決方法，多是把兩者分別考慮，分別使用電動機等機械能輸出原動機械驅動風機和循環泵來實現，要使用電能(由其它能量轉換，主要是發電站使用的燃料化學能)，經多次轉換，效率降低。另一方面，為改善鍋爐的燃燒條件，需組鼓入熱風，使鍋爐的燃料利用率提高，而普通鼓風不能提高熱空氣。
本發明的目的是發明一種可以同時提供熱風和工作介質循環動力的鍋爐熱風循環動力聯供設備，它不需要電力驅動。
本發明的剖視結構示意圖如附

圖1所示。它有由風扇及低壓壓氣機(1)、高壓壓氣機(2)、燃燒室(3)、高壓渦輪(4)、低壓渦輪(5)、高壓渦輪軸(7)、低壓渦輪軸(6)和機匣(8)組成的核心發動機(9)，由動力渦輪(10)、動力渦輪輸出軸(11)和動力渦輪機匣(12)組成的動力渦輪組(13)以及餘熱鍋爐(14)，其特徵在於在核心發動機(9)的風扇外涵道出口與排氣口之間有封閉外涵氣流進入排氣口並把外涵氣流引出發動機外的渦殼(15)，渦殼可以是一個密封外涵道與排氣口之間開口的環形密封堵和在外涵道尾部開的一個帶有連接法蘭的開口，有工作介質循環泵(16)，循環泵(16)與動力渦輪輪出軸(11)相連，引出外涵氣流的渦殼(15)出口與餘熱鍋爐(14)熱交換器入口相連，其出口與鍋爐通風口相連。
附圖1為本發明的結構示意圖。
附圖2為本發明所採用的原航空渦扇發動機各部位流程參數圖。
附圖3為本發明改裝後的核心發動機各部位流程參數圖。
本發明動力產生部分的核心發動機與現在的航空渦扇發動機一樣，由風扇及低壓壓氣機(1)壓縮空氣後，氣流分為外涵和內涵兩部分，分別進入外涵道和高壓壓氣機(2)，經高壓壓氣機壓縮後的空氣在燃燒室(3)中燃燒產生高溫高壓燃氣。高溫高壓燃氣分別在高壓渦輪(4)和低壓渦輪(5)處膨脹做功，通過低壓渦輪軸(6)和高壓渦輪軸(7)分別帶動風扇及低壓壓氣機(1)和高壓壓氣機(2)轉動，以維持正常運轉。通過低壓渦輪(5)後的燃氣還含有大量的內能，用於通過動力渦輪(10)膨脹做功，能量由動力渦輪(10)吸收，轉變為機械能後由動力渦輪輸出軸(11)後作為驅動循環泵(16)的動力，滿足鍋爐工質循環要求。通過動力渦輪(10)後的燃氣，還含有一定的餘熱，通過餘熱鍋爐(14)回收餘熱，用以加熱由外涵道引出的壓縮空氣。壓縮空氣被加熱後，作為熱風被引入鍋爐進風口。由於壓縮空氣有較大的流量和一定的壓力，同時在餘熱鍋爐中被加熱提高了溫度，因而作為一種熱風被鼓入鍋爐中，使鍋爐有較好的燃料條件。
本發明中，發動機部分直接採用現有先進航空渦扇發動機的設計，甚至直接利用現成的航空渦扇發動機(包括退役的或存儲備件)實體，只需在外涵道尾端與排氣口之間加一個渦殼(15)，使外涵氣流不是進入排氣口與燃氣混合，而是被引出發動機外做為一種鼓風風源。由於是採用了現有的航空渦扇發動機做核心發動機，可以利用原渦扇發動機的設計參數，不用對發動的運行狀態和參數進行任何改動。附圖2給出了一種原航空渦扇發動機各部位流程參數圖。附圖3給出了由該發機改裝的多種能量輸出燃氣輪機動力站核心發動機各部位流程參數圖。從兩圖中可看出，核心發動機仍是運行在原發動機的最佳工作狀態，因而可得到最高的運行效率，也免除了改型設計製造的周期。這不僅可以節約費用，而且也可利用最新技術，得到最佳動力機組。
本發明採用現有先進航空渦扇發動機的設計修改，甚至直接利用現成的航空渦扇發動機(包括退役的或存儲備件)實體進行改裝，使外涵氣流不是進入排氣口與燃氣混合，而是被引出發動機外並在餘熱鍋爐被加熱，做為熱風風源輸出，供鍋爐使用。在排氣口接有動力渦輪組和餘熱鍋爐，使輸出燃氣內能轉換成機械能後帶動循環泵(16)工作，驅動鍋爐工質循環。成為一種可同時提供熱風和驅動鍋爐工質循環的鍋爐熱風循環動力聯供設備。它可以使用現有退役航空渦扇發動機進行改造，而不用改變原發動機的運行狀態和參數。不需要電力驅動。
本發明中的動力渦輪組(13)、餘熱鍋爐(14)和循環泵(16)是一種標準化設計構件。市場上已有專門的配套商品提供，供各種燃氣輪機改裝用。在本發明中只需選用即可，一般可不用自行設計製造。而對於使用航空渦扇發動機做核心發動機(9)的改裝是很簡單的，只須去除原發動機外涵與排氣口處的連接圈，換為一個堵住外涵氣流進入排氣口並把外涵氣流引出發動機的渦殼(15)即可。原發動機的運行控制機構。運動控制軟體，包括運行控制參數都不用變動。
本發明改裝用的核心發動機可以是採用英國羅·羅(ROLLS-ROYCE)公司的斯貝512(SOEY512)型渦扇發動機。改裝後，有壓力為0.26MPa、流量為39kg/sec、溫度為673-800K的熱風輸出。同時，動力渦輪還可以驅動5500KW的循環泵(16)可以為一個10-30萬千瓦電站的鍋爐鼓風和驅東鍋爐水循環。
權利要求
1.一種鍋爐熱風循環動力聯供設備，它有由風扇及低壓壓氣機(1)、高壓壓氣機(2)、燃燒室(3)、高壓渦輪(4)、低壓渦輪(5)、高壓渦輪軸(7)、低壓渦輪軸(6)和機匣(8)組成的核心發動機(9)，由動力渦輪(10)、動力渦輪輸出軸(11)和動力渦輪機匣(12)組成的動力渦輪組(13)以及餘熱鍋爐(14)，其特徵在於在核心發動機(9)的風扇外涵道出口與排氣口之間有封閉外涵氣流進入排氣口並把外涵氣流引出發動機外的渦殼(15)，渦殼可以是一個密封外涵道與排氣口之間開口的環形密封堵和在外涵道尾部開的一個帶有連接法蘭的開口，有工作介質循環泵(16)，循環泵(16)與動力渦輪輪出軸(11)相連，引出外涵氣流的渦殼(15)出口與餘熱鍋爐(14)熱交換器入口相連，其出口與鍋爐通風口相連。
全文摘要
一種鍋爐熱風循環動力聯供設備。它有核心發動機，動力渦輪組和餘熱鍋爐，其特徵在於核心發動機後部有封閉外涵氣流進入排氣口並把它引出發動機外的渦殼，外涵氣流被引出發動機外並在餘熱鍋爐被加熱，做為熱風風源輸出。供鍋爐使用。在排氣口接有動力渦輪組和餘熱鍋爐，使輸出燃氣內能轉換成機械能後帶動循環泵工作，驅動鍋爐工質循環。成為一種可同時提供熱風和驅動鍋爐工質循環的鍋爐熱風循環動力聯供設備。
文檔編號F02C6/06GK1103133SQ9311430
公開日1995年5月31日 申請日期1993年11月13日 優先權日1993年11月13日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠