用于渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器、渦輪機(jī)和聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型大體上涉及將熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)與燃?xì)鉁u輪排氣構(gòu)件結(jié)合起來(lái)，更具體而言，涉及渦輪排氣穩(wěn)壓室，其設(shè)計(jì)成促進(jìn)燃燒氣體均勻流入HRSG。
【背景技術(shù)】
[0002]在聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)中，從燃?xì)鉁u輪排出的經(jīng)加熱的排氣可由HRSG系統(tǒng)用作熱源，熱源可傳遞至水源來(lái)生成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽繼而又可在蒸汽渦輪中用作功率源。來(lái)自燃?xì)鉁u輪的經(jīng)加熱的排氣可經(jīng)由排氣穩(wěn)壓室和擴(kuò)散器等輸送至HRSG，這可有助于將流出燃?xì)鉁u輪的末級(jí)的經(jīng)加熱的排氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成呈增大的靜壓形式的勢(shì)能。一旦輸送至HRSG系統(tǒng)，經(jīng)加熱的排氣可橫穿一系列熱交換器元件，如，過(guò)熱器、再熱器、蒸發(fā)器、節(jié)熱器等。熱交換器元件可用于將熱從經(jīng)加熱的排氣傳遞至水源來(lái)生成過(guò)熱蒸汽。設(shè)計(jì)目標(biāo)在于促進(jìn)穿過(guò)排氣穩(wěn)壓室的均勻流，而不會(huì)不利地影響擴(kuò)散器性能，即，允許流擴(kuò)散，而沒(méi)有可顯著的總壓力損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器，其包括支承在渦輪轉(zhuǎn)子中的、與渦輪轉(zhuǎn)子的軸線對(duì)準(zhǔn)的擴(kuò)散器，擴(kuò)散器構(gòu)造成使渦輪排氣相對(duì)于沿軸線的第一流動(dòng)方向改變方向達(dá)大致九十度；與擴(kuò)散器的出口端處于流體連通且包圍出口端的穩(wěn)壓室，穩(wěn)壓室與適于將排氣供應(yīng)至另一個(gè)渦輪機(jī)的過(guò)渡導(dǎo)管處于流體連通；其中穩(wěn)壓室的容積沿朝過(guò)渡導(dǎo)管的方向擴(kuò)張。
[0004]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種渦輪機(jī)，其包括:燃?xì)鉁u輪區(qū)段，其包括渦輪轉(zhuǎn)子；沿渦輪轉(zhuǎn)子的第一軸線設(shè)置的徑向擴(kuò)散器；排氣穩(wěn)壓室，其包括接收徑向擴(kuò)散器的一部分的入口，排氣穩(wěn)壓室沿大致垂直于第一軸線的第二軸線延伸，穩(wěn)壓室的容積沿第二軸線擴(kuò)張。
[0005]在又一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其包括:燃?xì)鉁u輪，其包括沿第一軸線延伸的渦輪轉(zhuǎn)子；熱回收蒸汽發(fā)生器；適于接收來(lái)自熱回收蒸汽發(fā)生器的蒸汽的蒸汽渦輪；沿第一軸線設(shè)置的徑向擴(kuò)散器；以及排氣穩(wěn)壓室，其包括接收徑向擴(kuò)散器的一部分的入口，排氣穩(wěn)壓室沿大致垂直于第一軸線的第二軸線延伸，穩(wěn)壓室的容積沿第二軸線擴(kuò)張，且與熱回收蒸汽發(fā)生器連通。
[0006]—種用于渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器，包括:
[0007]支承在渦輪轉(zhuǎn)子中的、與所述渦輪轉(zhuǎn)子的軸線對(duì)準(zhǔn)的擴(kuò)散器，所述擴(kuò)散器構(gòu)造成使渦輪排氣相對(duì)于沿所述軸線的第一流動(dòng)方向改變方向達(dá)大致九十度；與所述擴(kuò)散器的出口端處于流體連通且包圍所述出口端的穩(wěn)壓室，所述穩(wěn)壓室與過(guò)渡導(dǎo)管處于流體連通，所述過(guò)渡導(dǎo)管適于將排氣供應(yīng)至另一個(gè)渦輪機(jī)；其中所述穩(wěn)壓室的容積沿朝所述過(guò)渡導(dǎo)管的方向擴(kuò)張。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓室部分地由成對(duì)的非平行側(cè)壁和連接所述成對(duì)的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述周緣壁包括圓角端，其連接到成對(duì)的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分上。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓角端位于所述軸線的一側(cè)，并且所述成對(duì)的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分跨過(guò)所述軸線，在所述軸線的另一側(cè)連接到所述過(guò)渡導(dǎo)管上。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。
[0016]—種渦輪機(jī)，包括:
[0017]包括渦輪轉(zhuǎn)子的燃?xì)鉁u輪區(qū)段；
[0018]沿所述渦輪轉(zhuǎn)子的第一軸線設(shè)置的徑向擴(kuò)散器；
[0019]排氣穩(wěn)壓室，其包括接收所述徑向擴(kuò)散器的一部分的入口，所述排氣穩(wěn)壓室沿大致垂直于所述第一軸線的第二軸線延伸，所述穩(wěn)壓室的容積沿所述第二軸線擴(kuò)張。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓室部分地由成對(duì)的非平行側(cè)壁和連接所述成對(duì)的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成。
[0021 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述周緣壁包括圓角端，其連接到成對(duì)的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分上。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓角端位于所述軸線的一側(cè)，并且所述成對(duì)的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分跨過(guò)所述軸線，在所述軸線的另一側(cè)連接到所述過(guò)渡導(dǎo)管上。
[0026]—種聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，包括:燃?xì)鉁u輪，其包括沿第一軸線延伸的渦輪轉(zhuǎn)子；熱回收蒸汽發(fā)生器；適于接收來(lái)自所述熱回收蒸汽發(fā)生器的蒸汽的蒸汽渦輪；沿所述第一軸線設(shè)置的徑向擴(kuò)散器；以及
[0027]排氣穩(wěn)壓室，其包括接收所述徑向擴(kuò)散器的一部分的入口，所述排氣穩(wěn)壓室沿大致垂直于所述第一軸線的第二軸線延伸，所述穩(wěn)壓室的容積沿所述第二軸線擴(kuò)張，且與所述熱回收蒸汽發(fā)生器連通。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓室部分地由成對(duì)的非平行側(cè)壁和連接所述成對(duì)的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成，且其中所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，所述成對(duì)的非平行側(cè)壁中的另一者相對(duì)于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。
【附圖說(shuō)明】
[0031]當(dāng)參照附圖來(lái)閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本實(shí)用新型的這些和其它特征、方面與優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，其中，相同符號(hào)在圖中表示相同部件，其中:
[0032]圖1為具有燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪和HRSG的聯(lián)合循環(huán)功率發(fā)生系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性流程圖；
[0033]圖2為圖1的燃?xì)鉁u輪的實(shí)施例的詳細(xì)但局部的側(cè)視截面視圖，其使圖1的HRSG的熱交換器元件與燃?xì)鉁u輪的排氣擴(kuò)散器的構(gòu)件結(jié)合起來(lái)；
[0034]圖3為可用于圖2的燃?xì)鉁u輪中的類型的排氣穩(wěn)壓室的剖視透視圖；
[0035]圖4為圖3中所示的排氣穩(wěn)壓室的局部剖視俯視圖；
[0036]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的示例性但非限制性實(shí)施例的排氣擴(kuò)散器和穩(wěn)壓室的透視圖；
[0037]圖6為圖5中所示的排氣擴(kuò)散器和穩(wěn)壓室的另一個(gè)透視圖；以及
[0038]圖7為圖5和圖6中所示的排氣擴(kuò)散器和穩(wěn)壓室的俯視平面圖；
[0039]圖8示出了穩(wěn)壓室出口平面處和過(guò)渡區(qū)段的下游邊緣處的HRSG入口分布線。
[0040]部件列表:
[0041]10 系統(tǒng)
[0042]12燃?xì)鉁u輪
[0043]14第一負(fù)載
[0044]16 渦輪
[0045]18燃燒器
[0046]20壓縮機(jī)
[0047]22蒸汽渦輪
[0048]24第二負(fù)載
[0049]26 低壓區(qū)段(LP ST)
[0050]28 中壓區(qū)段(IP ST)
[0051]30 高壓區(qū)段(HP ST)
[0052]32多級(jí)熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)
[0053]34經(jīng)加熱的排氣
[0054]36冷凝器
[0055]38冷凝物栗
[0056]40 低壓節(jié)熱器(LPECON)
[0057]42 低壓蒸發(fā)器(LPEVAP)
[0058]44 中壓節(jié)熱器(IPECON)
[0059]46 中壓蒸發(fā)器(IPEVAP)
[0060]48