專利名稱：間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)組，特別是涉及一種間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，是一種面向分布式能源應(yīng)用的的燃?xì)廨啓C(jī)組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)和渦輪透平為共軸設(shè)計(jì)，由渦輪來(lái)提供壓氣機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。由于壓氣機(jī)和渦輪的共軸設(shè)計(jì)，燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行效率隨著負(fù)荷的變化波動(dòng)較大；在部分負(fù)荷下壓氣機(jī)的效率較低，使得相應(yīng)負(fù)荷下的燃?xì)廨啓C(jī)效率也隨之降低。以現(xiàn)有的燃?xì)廨?機(jī)作為區(qū)域發(fā)電的動(dòng)力設(shè)備，其負(fù)荷特性決定了其大部分時(shí)間都將處于低工況運(yùn)行。由于燃?xì)廨啓C(jī)中壓氣機(jī)變工況特性變化大，導(dǎo)致了整體燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性很差。出于燃?xì)廨啓C(jī)間冷技術(shù)由于經(jīng)濟(jì)適用性的考慮，主要應(yīng)用在艦船動(dòng)力及具有大量水源地區(qū)的區(qū)域發(fā)電項(xiàng)目上，且一般做開(kāi)式循環(huán)。冷卻介質(zhì)的大量消耗以及對(duì)地點(diǎn)的客觀需求，限制了間冷技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的廣泛發(fā)展；使得這一成果一直在燃機(jī)動(dòng)力方面實(shí)際應(yīng)用較少。燃?xì)廨啓C(jī)的熱力循環(huán)都為開(kāi)式循環(huán)，渦輪膨脹做功后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯优湃氪髿庵?。其高溫氣體一方面對(duì)環(huán)境的污染性較大，同時(shí)，其大量的熱也隨著排放而浪費(fèi)。目前業(yè)內(nèi)利用煙氣余熱的聯(lián)合循環(huán)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但其需要增加大量初投資外，對(duì)場(chǎng)地的面積需求也大為提高。而這對(duì)于負(fù)荷并不是很大的分布式供能系統(tǒng)而言，考慮其成本和運(yùn)行效率，其經(jīng)濟(jì)性也有著進(jìn)一步提高的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的發(fā)電燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組間冷使用范圍窄、無(wú)法在較寬的負(fù)荷變化范圍內(nèi)保持較高運(yùn)行效率的問(wèn)題，同時(shí)又可以低成本有效的利用煙氣余熱，本發(fā)明提供了一種間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于包括兩組以上共軸的低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)以及燃燒室、渦輪、間冷母管、出口母管和吸收式制冷機(jī)；各低壓壓氣機(jī)輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器分別連接有壓氣機(jī)電動(dòng)機(jī)；各低壓壓氣機(jī)的空氣出口均與間冷母管的空氣入口連接，間冷母管的空氣出口分別與高壓壓氣機(jī)的空氣入口連接；高壓壓氣機(jī)的空氣出口與出口母管連接，出口母管空氣出口與燃燒室的空氣入口連接，燃燒室的出口與渦輪的燃?xì)馊肟谶B接，渦輪的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電裝置的一端連接；渦輪的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)的煙氣入口連接，吸收式制冷機(jī)上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，間冷母管上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，吸收式制冷機(jī)上的冷卻介質(zhì)出口與間冷母管上的冷卻介質(zhì)入口連接。所述間冷母管上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)上的冷卻介質(zhì)入口為開(kāi)放式，冷卻介質(zhì)為開(kāi)式循環(huán)。所述間冷母管上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)上的冷卻介質(zhì)入口相連接，冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)。所述間冷母管的空氣入口和空氣出口間設(shè)有熱的良導(dǎo)體制成的風(fēng)道，風(fēng)道外設(shè)有與間冷母管冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口連接的殼體。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)有效利用燃?xì)廨啓C(jī)煙氣余熱降低了高低壓壓氣機(jī)間空氣的溫度，同時(shí)提高了其經(jīng)濟(jì)性和出力。又通過(guò)分體壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效改善了在低負(fù)荷下燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行效率。本發(fā)明的多臺(tái)共軸高低壓壓氣機(jī)均可以獨(dú)立的啟停，可以實(shí)現(xiàn)低流量(負(fù)荷)時(shí)壓氣機(jī)的高效率，吸收式制冷機(jī)所消耗的能量完全取自燃?xì)廨啓C(jī)的余熱煙氣，有效實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和多樣性的分布式能源使用追求。吸收式制冷機(jī)和間冷母管的配合布置，擺脫了以往燃?xì)廨啓C(jī)間冷器需大量使用冷卻介質(zhì)的需求，冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)，大大提高了燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。


圖I.電驅(qū)多壓氣機(jī)間冷母管燃?xì)廨啓C(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)名稱1、12壓氣機(jī)電動(dòng)機(jī)；2、11低壓壓氣機(jī)；3吸收式制冷機(jī)；4間冷母管；5、10高壓壓氣機(jī)；6出口母管；7燃燒室；8渦輪；9發(fā)電裝置；
A燃燒室燃料入口 ；B、C低壓壓氣機(jī)空氣入口 ； D吸收式制冷機(jī)煙氣出口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例如圖I所示，該間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組設(shè)有兩組共軸的低壓壓氣機(jī)2、11和高壓壓氣機(jī)5、10，實(shí)施時(shí)其具體組數(shù)不受限制可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，本實(shí)施例為最少組數(shù)兩組；還設(shè)有燃燒室7、渦輪8、間冷母管4、出口母管6和吸收式制冷機(jī)
3;低壓壓氣機(jī)2、11輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器分別連接有壓氣機(jī)電動(dòng)機(jī)1、12 ;間冷母管4上分別設(shè)有與低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)數(shù)量對(duì)應(yīng)的空氣入口和空氣出口，空氣入口和空氣出口間設(shè)有熱的良導(dǎo)體制成的風(fēng)道，風(fēng)道外設(shè)有殼體，殼體外連接有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口 ；吸收式制冷機(jī)3上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口、冷卻介質(zhì)出口和煙氣入口、煙氣出口 ；低壓壓氣機(jī)2、11的壓縮空氣出口分別與間冷母管4的空氣入口連接，間冷母管4的空氣出口分別與高壓壓氣機(jī)5、10的空氣入口連接；高壓壓氣機(jī)5、10的壓縮空氣出口與出口母管6連接，出口母管6空氣出口與燃燒室7的空氣入口連接，燃燒室7的出口與渦輪8的燃?xì)馊肟谶B接，渦輪8的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電裝置9的一端連接；渦輪8的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)3的煙氣入口連接，吸收式制冷機(jī)3上的冷卻介質(zhì)出口與間冷母管4上的冷卻介質(zhì)入口連接，間冷母管4上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)3上的冷卻介質(zhì)入口相連接，冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)。本實(shí)施方式中吸收式制冷機(jī)在冷熱電聯(lián)產(chǎn)中常用到此裝置，它是一種雙工質(zhì)制冷設(shè)備，具體為溴化鋰吸收式制冷機(jī)或氨水吸收式制冷機(jī)，間冷母管為一種雙工質(zhì)表面換熱器。工作時(shí)，多臺(tái)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)其所連接的低壓壓氣機(jī)，空氣由低壓壓氣機(jī)空氣進(jìn)口 B、C進(jìn)入低壓壓氣機(jī)，壓縮產(chǎn)生的高壓空氣進(jìn)入間冷母管中高壓空氣進(jìn)入間冷母管中的換熱風(fēng)道中與冷卻水通過(guò)管壁進(jìn)行換熱，并匯集至一起，混合空氣進(jìn)入與各低壓壓氣機(jī)共軸的高壓壓氣機(jī)再次壓縮后進(jìn)入出口母管后再進(jìn)入燃燒室，與從燃燒室燃料入口 A進(jìn)入的燃料混合燃燒，形成的高溫燃?xì)膺M(jìn)入渦輪膨脹做功，渦輪透平輸出的軸功率通過(guò)聯(lián)軸器傳遞給發(fā)電裝置。做功后的余熱煙氣進(jìn)入吸收式制冷機(jī)制造冷卻水后由吸收式制冷機(jī)煙氣出口 D排出到大氣。經(jīng)冷卻后的水進(jìn)入間冷母管冷卻低壓壓氣機(jī)出口空氣后再次循環(huán)使用。在燃?xì)廨啓C(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，共軸高低壓壓氣機(jī)根據(jù)實(shí)際需要選擇開(kāi)啟數(shù)量，滿負(fù)荷時(shí)所有高低壓壓氣機(jī)都投入使用。多臺(tái)高低壓壓氣機(jī)間的配合以及壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，使得運(yùn)行時(shí)高低壓壓氣機(jī)的大部分做滿負(fù)荷運(yùn)行，一臺(tái)高低壓壓氣機(jī)做變工況運(yùn)行。在滿足符合大范圍變化的前提下改善了壓氣機(jī)的運(yùn)行效率，保證了整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性改善與負(fù)荷寬范圍變化的需求。本發(fā)明實(shí)施時(shí)，間冷母管4上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)3上的冷卻介質(zhì)入 口還可以設(shè)置為開(kāi)放式，冷卻介質(zhì)為開(kāi)式循環(huán)，以滿足不同要求。
權(quán)利要求
1.一種間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于包括兩組以上共軸的低壓壓氣機(jī)(2，11)和高壓壓氣機(jī)(5，10)以及燃燒室(7)、渦輪(8)、間冷母管(4)、出口母管(6)和吸收式制冷機(jī)(3);各低壓壓氣機(jī)(2，11)輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器分別連接有壓氣機(jī)電動(dòng)機(jī)(1，12);各低壓壓氣機(jī)(2，11)的空氣出口均與間冷母管(4)的空氣入口連接，間冷母管(4)的空氣出口分別與高壓壓氣機(jī)(5，10)的空氣入口連接；高壓壓氣機(jī)(5，10)的空氣出口與出口母管(6)連接，出口母管(6)空氣出口與燃燒室(7)的空氣入口連接，燃燒室(7)的出口與渦輪(8)的高溫燃?xì)馊肟谶B接，渦輪(8)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電裝置(9)的一端連接；渦輪(8)的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)(3)的煙氣入口連接，吸收式制冷機(jī)(3)上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，間冷母管(4)上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，吸收式制冷機(jī)(3)上的冷卻介質(zhì)出口與間冷母管(4 )上的冷卻介質(zhì)入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于所述間冷母管(4)上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)(3)上的冷卻介質(zhì)入口為開(kāi)放式，冷卻介質(zhì)為開(kāi)式循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于所述間冷母管(4)上的冷卻介質(zhì)出口與吸收式制冷機(jī)(3)上的冷卻介質(zhì)入口相連接，冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一所述的間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于所述間冷母管(4)的空氣入口和空氣出口間設(shè)有熱的良導(dǎo)體制成的風(fēng)道，風(fēng)道外設(shè)有與間冷母管(4)冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口連接的殼體。
全文摘要
一種間冷母管式分體壓氣機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)組，其特征在于包括兩組以上共軸的低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、間冷母管、出口母管和吸收式制冷機(jī)；各低壓壓氣機(jī)輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器分別連接有壓氣機(jī)電動(dòng)機(jī)；各低壓壓氣機(jī)空氣出口分別與間冷母管的空氣入口連接，間冷母管空氣出口分別與高壓壓氣機(jī)空氣入口連接；渦輪的煙氣出口與吸收式制冷機(jī)的煙氣入口連接，吸收式制冷機(jī)上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，間冷母管上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，吸收式制冷機(jī)上的冷卻介質(zhì)出口與間冷母管上的冷卻介質(zhì)入口連接；本發(fā)明的共軸的高低壓壓氣機(jī)均可以獨(dú)立啟停，冷卻介質(zhì)閉式循環(huán)余熱利用效果好，有效實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和多樣性的分布式能源使用追求。
文檔編號(hào)F02C7/143GK102889130SQ20121040567
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者楊強(qiáng), 徐志強(qiáng), 崔寶, 唐睿, 張建國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七 三研究所