帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，包括水平設置的導氣筒和豎直設置的排氣塔，所述導氣筒一端與燃氣輪機的排氣出口連接，另一端與排氣塔的下部連接，所述排氣塔的頂部開口，還包括儲熱裝置，所述儲熱裝置包括儲熱箱以及連接儲熱箱與排氣塔的進氣管和出氣管，所述出氣管位于進氣管的上方，所述儲熱箱內設有熱交換介質，所述進氣管、出氣管和排氣塔內部對應進氣管和出氣管之間均設有電動百葉閥。本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，使燃氣輪機排出的高溫氣體經過儲熱箱時可以與儲熱箱內的熱交換介質進行熱交換，通過儲熱箱將燃氣輪機排出的熱能進行存儲，提供給廠區內需要熱源的用戶使用，實現能源再利用。
【專利說明】
帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統
技術領域
[0001]本發明是一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統。
【背景技術】
[0002]工業燃氣輪機包括壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件。燃氣輪機試驗臺對上述三大部件的性能參數和整機性能進行測試分析，為完成這些測試工作，需要建立很多配套子系統來輔助工作。其中，排氣系統是重要的配套子系統之一，用于將渦輪做功后的高速高溫氣體快速排出室外，并對氣體進行消音處理。通常燃氣輪機排出的氣體溫度很高，如果進行幾十或者上百小時的長期試車，那么排出的熱能非常多。現有技術中，排氣系統對燃氣輪機進行尾氣消音處理后直接排入大氣，造成大量的熱能損失和浪費。如果對這部分熱能進行有效回收，將可以提高能源利用效率。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，該排氣系統能夠對熱能進行一定的回收再利用，可以降低能源損耗，提尚能源的利用效率。
[0004]為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現:一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，包括水平設置的導氣筒和豎直設置的排氣塔，所述導氣筒一端與燃氣輪機的排氣出口連接，另一端與排氣塔的下部連接，所述排氣塔的頂部開口，還包括儲熱裝置，所述儲熱裝置包括儲熱箱以及連接儲熱箱與排氣塔的進氣管和出氣管，所述出氣管位于進氣管的上方，所述儲熱箱內設有熱交換介質，所述進氣管、出氣管和排氣塔內部對應進氣管和出氣管之間均設有電動百葉閥。
[0005]進一步地，所述導氣筒由燃氣輪機排氣出口側到與排氣塔的連接側之間依次包括過渡段、引射段和排氣段，所述引射段部分插入排氣段內并與排氣段具有徑向間隙。
[0006]進一步地，所述引射段位于排氣段內的部分的外壁上設有與排氣段內壁滾動摩擦的滾輪。
[0007]進一步地，所述引射段位于排氣段以外的部分的下方設有第一支撐架，所述第一支撐架上設有與引射段外壁滾動摩擦的支撐輪。
[0008]進一步地，所述過渡段上設有排氣參數測量傳感器。
[0009]進一步地，所述排氣塔的頂部設有電動百葉窗和避雷針。
[0010]本發明的有益效果:
[0011]1、本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，使燃氣輪機排出的高溫氣體經過儲熱箱時可以與儲熱箱內的熱交換介質進行熱量交換，通過儲熱箱將燃氣輪機的排氣熱量進行存儲和再利用；
[0012]2、本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，通過改變不同電動百葉閥的開閉可以使排氣進入或者不進入儲熱裝置，當長期試車時選擇讓排氣進入儲熱裝置后再經排氣塔排出，短期試車時排氣不經儲熱裝置后直接從排氣塔排出；
[0013]3、本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，引射段帶有滾輪，使引射筒可以在排氣段內部沿軸向移動，滿足試驗臺安裝時的調節需求。
[0014]4、本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，引射段與排氣段之間有間隙，可以緩沖高溫時的徑向和軸向膨脹變形，延長設備的使用壽命。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統的立體結構示意圖；
[0016]圖2為本發明一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統的右視圖；
[0017]圖中:1-導氣筒、101-過渡段、102-引射段、103-排氣段、105-滾輪、106-第一支撐架、107-支撐輪、108-第二支撐架、2-排氣塔、201-電動百葉窗、202-避雷針、3-儲熱裝置、301-儲熱箱、302-進氣管、303-出氣管、304-電動百葉閥、4-排氣參數測量傳感器、10-燃氣輪機的排氣出口。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出了本發明的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統的結構，該排氣系統安裝在燃氣輪機試驗臺上，并與燃氣輪機的排氣出口 10連接。具體的，該排氣系統包括水平設置的導氣筒I和豎向設置的排氣塔2，其中:導氣筒I一端與燃氣輪機的排氣出口 10連接，另一端與排氣塔2的下部連接，排氣塔2的內部設有消音材料，排氣塔2的頂部開口。燃氣輪機的排氣從排氣出口 10經導氣筒I后進入排氣塔2，再經排氣塔2消音后從排氣塔2的頂部排入到大氣中。排氣塔2的頂部設有電動百葉窗201和避雷針202，電動百葉窗201既可以用于排氣，還可以防止雨水和雜物進入。
[0019]為了能夠將高溫排氣中的熱量進行收集利用，本發明的排氣系統還包括儲熱裝置3，該儲熱裝置3包括儲熱箱301、進氣管302和出氣管303。其中:儲熱箱301位于排氣塔2外一旁，儲熱箱內部設有盤管或者板式熱交換器等熱交換設備、或者填充換熱介質;進氣管301和出氣管302連接儲熱箱和排氣塔2，且出氣管303位于進氣管302的上方;進氣管302、出氣管303的內部和排氣塔2內部對應進氣管302和出氣管303之間均設有電動百葉閥304，電動百葉閥304由不銹鋼材質制成，且能夠在300-400 °C的溫度下工作。當長時間試車時，排氣塔2內的電動百葉閥304關閉，進氣管302和出氣管303內的電動百葉閥304打開，燃氣輪機的排氣從導氣筒I進入排氣塔2后，通過進氣管302進入儲熱箱301，高溫排氣在儲熱箱301與熱交換介質或熱交換設備進行熱交換后，再經出氣管303繼續進入排氣塔2，最后從排氣塔2的頂部排入大氣。燃氣輪機排氣的熱量可以被儲熱箱301內的熱交換介質存儲，存儲后的熱量可以與試驗廠區熱源用戶連通，如供暖等。
[0020]本發明中的導氣筒I采用分段結構，由燃氣輪機排氣出口10側到與排氣塔2的連接側之間的導氣筒I依次包括過渡段101、引射段102和排氣段103。過渡段101與燃氣輪機的排氣出口 10通過法蘭盤連接，過渡段101上設有排氣參數測量傳感器4，排氣參數測量傳感器4包括溫度傳感器、壓力傳感器等，通過排氣參數測量傳感器4對燃氣輪機排氣的物理特性進行監測。引射段102部分插入排氣段103內并與排氣段103之間具有徑向間隙，引射段102可相對排氣段103軸向移動，當燃氣輪機軸向位置出現變動，使排氣段103與引射段102之間的距離增大或者減小時，可以通過移動引射段102滿足試驗臺安裝時的可調節需求。為了便于移動引射段102，引射段102位于排氣段103內的部分的外壁上設有與排氣段103內壁滾動摩擦的滾輪105，滾輪105在排氣段103內滾動。引射段102對應在排氣段103以外的部分的下方設有第一支撐架106，第一支撐架106上設有與引射段102外壁滾動摩擦的支撐輪107，支撐輪107可以在排氣段103外對引射段102進行支撐，減小引射段102移動時的摩擦阻力。排氣段103的下方設有第二支撐架108，第二支撐架108與排氣段103之間弧形接觸。
[0021]過渡段101與引射段102之間具有徑向間隙，且過渡段101局部插入引射段102內，過渡段101與引射段102之間的有徑向間隙可以緩沖高溫時的徑向和軸向膨脹變形，延長使用壽命，同時該徑向間隙可以使引射段102吸入一部分氣流以降低排氣溫度，從而可以降低對排氣設備的高溫損傷，延長使用壽命。
[0022]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點，對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0023]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，包括水平設置的導氣筒和豎直設置的排氣塔，所述導氣筒一端與燃氣輪機的排氣出口連接，另一端與排氣塔的下部連接，所述排氣塔的頂部開口，其特征在于:還包括儲熱裝置，所述儲熱裝置包括儲熱箱以及連接儲熱箱與排氣塔的進氣管和出氣管，所述出氣管位于進氣管的上方，所述儲熱箱內設有熱交換介質，所述進氣管、出氣管和排氣塔內部對應進氣管和出氣管之間的位置上均設有電動百葉閥。2.根據權利要求1所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述導氣筒由燃氣輪機排氣出口側到與排氣塔的連接側之間依次包括過渡段、引射段和排氣段，所述引射段部分插入排氣段內并與排氣段具有徑向間隙。3.根據權利要求2所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述引射段位于排氣段內的部分的外壁上設有與排氣段內壁滾動摩擦的滾輪。4.根據權利要求3所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述引射段位于排氣段以外的部分的下方設有第一支撐架，所述第一支撐架上設有與引射段外壁滾動摩擦的支撐輪。5.根據權利要求4所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述過渡段與引射段之間具有徑向間隙。6.根據權利要求5所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述過渡段上設有排氣參數測量傳感器。7.根據權利要求1-6任一項所述的帶儲熱功能的燃氣輪機試驗臺排氣系統，其特征在于:所述排氣塔的頂部設有電動百葉窗和避雷針。
【文檔編號】G01M15/14GK105840314SQ201610268886
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】劉金超, 譚春青, 潘波, 高慶, 孫志剛, 孟麗, 張華良, 劉錫陽, 孟愛紅, 楊超, 杜圓
【申請人】中科合肥微小型燃氣輪機研究院有限責任公司