還可旋轉(zhuǎn)，使得經(jīng)加熱的排氣34的渦旋可最小化，且經(jīng)加熱的排氣34的流動大體上性質(zhì)較軸向，直到流過出口導(dǎo)葉70。此外，出口導(dǎo)葉70還可以以一種方式設(shè)計成使得在經(jīng)加熱的排氣34朝排氣穩(wěn)壓室轉(zhuǎn)向90度的角時，出口導(dǎo)葉70最大限度減小了將流沿徑向轉(zhuǎn)動90度引起的空氣動力損失。因此，排氣框架支柱72、出口導(dǎo)葉70和經(jīng)加熱的排氣34的流動通路內(nèi)的排氣擴散器68的其它構(gòu)件的適合的空氣動力設(shè)計可為設(shè)計考慮。
[0105]圖3為擴散器的實施例的剖視透視圖，其可類似于圖2中的擴散器68，但為了方便，將認識到擴散器并未以與圖2的相同比例示出。擴散器68連接到穩(wěn)壓室74上，穩(wěn)壓室74與導(dǎo)葉46 —起將排氣改變方向達大致九十(90)度，且使其進入過渡導(dǎo)管76中，過渡導(dǎo)管76連接到HRSG入口(未示出)上。徑向?qū)~46可為圓形(例如，錐環(huán)形或圓錐形結(jié)構(gòu))，且設(shè)置成圍繞X軸線31同心。穩(wěn)壓室74然后逐漸地沿z軸線35引導(dǎo)燃燒氣體進入擴張過渡區(qū)段76，過渡區(qū)段76連接到HRSG的入口上。
[0106]圖3和4中所示的已知構(gòu)造的穩(wěn)壓室74大體上為正方形或矩形，但其中傾斜的端壁部分78從頂壁80延伸至側(cè)壁82。壁80和82大致垂直于彼此，同時上游側(cè)84和下游側(cè)86分別如圖4中最佳所見那樣平行。底壁88平行于頂壁80，但可在底壁88與側(cè)壁82之間具有傾斜構(gòu)件90。
[0107]圖5-7示出了根據(jù)本實用新型的示例性但非限制性的實施例的改良的穩(wěn)壓室100。徑向擴散器101接收在穩(wěn)壓室入口內(nèi)，與渦輪轉(zhuǎn)子軸線114(圖7)同心。在該實例中，穩(wěn)壓室100形成有圓角(radiused)端，其由與頂壁104和底壁106匯合的彎曲端壁102限定。彎曲的端壁102和頂壁104及底壁106共同形成周緣壁上游側(cè)壁108和下游側(cè)壁110，其從圓角端壁102延伸至擴張過渡區(qū)段112。彎曲端壁102被繪制在擴散器101的中心軸線114上(這里又未成比例繪制)，且頂壁104和底壁106從圓角端壁的相對端平行地切向延伸。注意，平的頂壁104和底壁106跨過擴散器/渦輪轉(zhuǎn)子的軸線114。
[0108]將理解的是，擴散器的內(nèi)部導(dǎo)葉構(gòu)件可類似于圖3中所示的布置。
[0109]明顯的是，上游側(cè)壁108和下游側(cè)壁110不平行。如圖7中最佳所見，下游側(cè)壁110垂直于中心軸線114，但上游側(cè)壁108相對于下游側(cè)壁110以大約20到50度之間(且優(yōu)選35到45度之間)的角延伸。流動通路從穩(wěn)壓室100到過渡區(qū)段112的這種擴張促進了均勻的氣流再分配到HRSG入口，而不影響擴散器性能。實際上，均勻的流不但有益于HRSG性能，而且還簡化了位于HRSG入口中的HRSG消音器的設(shè)計。本文所述的穩(wěn)壓室設(shè)計還在運行狀況中以及在一定范圍的末級渦輪輪葉出口分布中實現(xiàn)了相對較平的入口分布。
[0110]圖8示出了穩(wěn)壓室出口平面116處和過渡區(qū)段112的下游邊緣118處的HRSG入口分布線。Y軸線"％跨距〃是指穩(wěn)壓室的從底部到頂部的高度?？梢钥吹降氖谴┻^穩(wěn)壓室的空氣流的〃總速度〃跨過穩(wěn)壓室的高度相對一致。
[0111]盡管結(jié)合目前所認為的最實用且優(yōu)選的實施例描述了本實用新型，但將理解的是，本實用新型不限于公開的實施例，而相反，意圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改型和等同布置。
【主權(quán)項】
1.一種用于渦輪機的排氣擴散器，包括: 支承在渦輪轉(zhuǎn)子中的、與所述渦輪轉(zhuǎn)子的軸線對準的擴散器，所述擴散器構(gòu)造成使渦輪排氣相對于沿所述軸線的第一流動方向改變方向達大致九十度；與所述擴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)壓室與過渡導(dǎo)管處于流體連通，所述過渡導(dǎo)管適于將排氣供應(yīng)至另一個渦輪機；其中所述穩(wěn)壓室的容積沿朝所述過渡導(dǎo)管的方向擴張。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其特征在于，所述穩(wěn)壓室部分地由成對的非平行側(cè)壁和連接所述成對的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣擴散器，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣擴散器，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣擴散器，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣擴散器，其特征在于，所述周緣壁包括圓角端，其連接到成對的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣擴散器，其特征在于，所述圓角端位于所述軸線的一偵牝并且所述成對的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分跨過所述軸線，在所述軸線的另一側(cè)連接到所述過渡導(dǎo)管上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣擴散器，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣擴散器，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。10.一種渦輪機，包括: 包括渦輪轉(zhuǎn)子的燃氣渦輪區(qū)段； 沿所述渦輪轉(zhuǎn)子的第一軸線設(shè)置的徑向擴散器； 排氣穩(wěn)壓室，其包括接收所述徑向擴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張。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機，其特征在于，所述穩(wěn)壓室部分地由成對的非平行側(cè)壁和連接所述成對的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦輪機，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦輪機，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其特征在于，所述周緣壁包括圓角端，其連接到成對的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分上。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的渦輪機，其特征在于，所述圓角端位于所述軸線的一側(cè)，并且所述成對的直的大致平行的頂壁部分和底壁部分跨過所述軸線，在所述軸線的另一側(cè)連接到所述過渡導(dǎo)管上。17.一種聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，包括:燃氣渦輪，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)置的徑向擴散器；以及 排氣穩(wěn)壓室，其包括接收所述徑向擴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張，且與所述熱回收蒸汽發(fā)生器連通。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)壓室部分地由成對的非平行側(cè)壁和連接所述成對的非平行側(cè)壁的周緣壁構(gòu)成，且其中所述成對的非平行側(cè)壁中的一者大致垂直于所述軸線。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以20°到50°的角延伸。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述成對的非平行側(cè)壁中的另一者相對于所述非平行側(cè)壁中的所述一者以35°到45°的角延伸。
【專利摘要】本實用新型涉及用于渦輪機的排氣擴散器、渦輪機和聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。一種用于渦輪機的排氣擴散器包括支承在渦輪轉(zhuǎn)子上的、與所述渦輪轉(zhuǎn)子的軸線對準的擴散器。擴散器構(gòu)造成使渦輪排氣相對于沿轉(zhuǎn)子軸線的第一流動方向改變方向達大致九十度。穩(wěn)壓室與擴散器的出口端處于流體連通，且包圍擴散器的出口端。穩(wěn)壓室與過渡導(dǎo)管處于流體連通，過渡導(dǎo)管適于將排氣供應(yīng)至另一個渦輪機。穩(wěn)壓室的容積在擴散器與過渡導(dǎo)管之間擴張。
【IPC分類】F02C6/18, F02C7/00, F01D25/30
【公開號】CN204851442
【申請?zhí)枴緾N201520116685
【發(fā)明人】D.D.南達, S.K.維賈延, C.曼朱納思
【申請人】通用電氣公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年2月26日
【公告號】DE102015102560A1, US20150240667