一种回热器的制作方法

文档序号:25992531发布日期:2021-07-23 21:05阅读:59来源:国知局
一种回热器的制作方法

本发明属于燃气轮机辅助设备技术领域,具体涉及一种回热器。



背景技术:

燃气轮机分为重型燃气轮机、轻型燃气轮机和微型燃气轮机,随着能源结构的变化,分布式能源的不断发展,微型燃气轮机在一些领域也得到了广泛是使用,与重型燃气轮机不同的是,微型燃气轮机采用简单循环,由压气机、燃烧室和涡轮组成,无联合循环余热炉回收烟气热量,从微型燃气轮机排出的烟气温度高达500℃-700℃,如果直接排放会造成很大的能源浪费,通常在燃气轮机出口设置回热器,回热器是一种气-气换热器,用于将压气机压缩后的空气与涡轮排出的燃气进行换热,提高了进入燃烧室的空气温度,提高了燃烧温度,并且可以降低了烟气温度,从而起到提高燃气轮机热效率的作用,减少燃料消耗。

现有回热器的型式有管翅式、板式、板翅式、一次表面式等,存在着如传热效率低,体积大重量大的技术缺陷。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的回热器采用集成式壳体,烟气进口通道、换热器、冷源介质出口通道和冷源介质出口通道相互集成安装,缩减了体积的同时增加了换热效率。

为了达到上述技术目的,本发明所采用的具体技术方案为:

一种回热器,包括:

壳体,包括安装腔和回风部;

烟气进口通道,设置在所述安装腔内,入口用于通入热源介质;

冷源介质出口通道,设置在所述安装腔内,与所述烟气进口通道热交换设置;

换热器,设置在所述安装腔内;其冷源出口连通冷源介质出口通道;

冷源介质入口,设置在所述壳体上,用于形成冷源介质向所述换热器的冷源入口的传输通道;

其中:所述回风部用于将所述烟气进口通道的出口的介质引导至所述换热器的热源入口。

进一步的,所述烟气进口通道和所述冷源介质出口通道均为直管,套装在所述烟气进口通道外。

进一步的,所述换热器为环形,套装在所述冷源介质出口通道外。

进一步的,所述安装腔为杯状壳体,套装在所述换热器外。

进一步的,所述回风部为半球壳形,扣合在所述安装腔的开口处,所述换热器的热源入口与所述回风部之间形成热烟室。

进一步的,所述冷源介质入口穿过所述安装腔的端板连接所述换热器的冷源入口。

进一步的,所述换热器的热源出口与所述端板之间形成冷烟室;所述回热器还包括烟气出口;所述烟气出口与所述冷烟室导通。

进一步的,所述回热器的两端设置有入口异形封头和出口异形封头,入口异形封头用于形成介质进入所述冷源入口的唯一通道,出口异形封头用于形成介质进入所述冷源出口的唯一通道。

进一步的,所述冷源介质入口为两组或两组以上;所述回热器还包括设置在所述安装腔内的进口环管;所述进口环管用于连通各所述冷源介质入口与所述入口异形封头。

进一步的,所述热源介质为燃气轮机的发动机尾气;所述冷源介质为燃气轮机的燃烧室进气。

采用上述技术方案,本发明还能够带来以下有益效果:

1、本发明采用相互套装的烟气进口通道、冷源介质出口通道、换热器和壳体,缩小了整体体积。且在换热效率较低但是烟气温度最高的烟气进口通道外套装冷源介质出口通道,能够进一步加热冷源介质。相较于传统结构的换热器,本发明的换热器缩小了体积、增加了气密性且提高了换热效率。

2、本发明的热源介质为燃气轮机自身的尾气,冷源介质在换热后又作为燃气轮机的燃烧室进气,使燃气轮机在消耗等量燃燃气的情况下能够输出更多的动力,增加了燃气轮机的热效率,进而提高了能源利用率。

3、本发明用杯状的安装腔套装在圆环形的换热器上,使换热器隔离安装腔的两端,形成热源介质在安装腔内的唯一通道,结构简单且缩小了整体回热器的体积。

4、本发明采用与杯状的安装腔扣合安装在安装腔上的半球壳形回热部,能够高效率地将烟气进口通道的热源介质引导至环形的换热器处,结构简单成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种回热器的结构示意图;

其中:1、壳体;2、换热器;3、冷源介质出口通道;4、冷源介质入口;5、冷源介质出口;7、烟气出口;8、安装腔;9、端板;10、回风部;11、烟气进口通道;12、冷源介质出口通道;13、进口环管;14、入口异型封头;15、出口异型封头;16、冷烟室;17、热烟室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在一个实施例中,提出一种回热器,如图1所示,包括:

壳体:1,包括安装腔8和回风部10;在本实施例中,安装腔8为支撑结构,以便其余设备在其内进行固定安装;

烟气进口通道11,为耐热、耐尾气腐蚀、高导热率的不锈钢管道、耐热钢、双相钢、或高温合金钢薄壳管道,固定在安装腔8内,入口处用于通入热源介质;

冷源介质出口通道3,为耐热的不锈钢材质,固定在安装腔8内烟气进口通道11的外侧,并与烟气进口通道11热交换设置;在本实施例中,冷源介质出口通道3可为多组,其外壁贴合在烟气进口通道11上形成热传导,或烟气进口通道11的外壁直接作为密封冷源介质出口通道3的一部分;其上开设有冷源介质出口5,接后段用气设备;

换热器2,设置在安装腔8内冷源介质出口通道3的外侧;其冷源出口连通冷源介质出口通道3,回风部10用于将烟气进口通道11的出口的介质引导至换热器2的热源入口;在本实施例中,换热器2环绕排列固定在冷源介质出口通道3的外部,使整体回热器的结构紧凑。

在本实施例中,回风部10为管道状及其组合或片状结构件等引导装置,不设动力装置,通过本身将烟气进口通道11出口的热源介质引导至换热器2的热源入口;

冷源介质入口4,设置在壳体:1上,与换热器2接通,形成冷源介质向换热器2的冷源入口的传输通道。

在本实施例中,热源介质的流通方向为:烟气进口通道11-回风部10-换热器2;冷源介质的流通方向为:冷源介质入口4-换热器2-冷源介质出口通道3。

由于冷源介质出口通道3与烟气进口通道11热交换设置,因此在本实施例的回热器中,冷源介质和热源介质共有两次换热过程,一次在换热器2中实现,一次在冷源出口通道与烟气进口通道11的热传导中实现,相对于传统回热器增加了一次换热过程,进而提高了回热器的换热效率。

且冷源介质通过换热器2后温度升高,与通过换热器2后的热源介质温差降低,此时通过初进入回热器的烟气进口通道11中的热源介质进行加热,可以使对冷源介质的加热效果更佳,进一步提高了回热器的换热效率。

在一个实施例中,为了进一步缩减回热器的体积、降低成本并增加换热效率,如图1所示,烟气进口通道11为直管,冷源介质出口通道3也为直管,冷源介质出口通道3套装在烟气进口通道11外。

在一个实施例中,为了使回热器更加紧凑,如图1所示,换热器2为环形,套装在冷源介质出口通道3外,其内径等于冷源介质出口通道3的外径,热源出口与冷源进口处于同一侧,热源进口与冷源出口处于同一侧。在本实施例中,安装腔8为杯状壳体:1,套装在换热器2外,其内径等于换热器2的外径,使安装腔8的两端不再导通,进而不需其他引导装置就能够用一个结构薄板的回风部10将烟气进口通道11的热源介质引导至换热器2中且不会产生泄露,在本实施例中,回风部10为半球壳形,扣合在安装腔8的开口处,壳体:1形成一体结构,气密性增强,回风部10与热源进口之间形成热烟室17。

在本实施例中,冷源介质入口4穿过安装腔8的端板9连接换热器2的冷源介质入口4。

在本实施例中,换热器2的热源出口与安装腔8靠近端板9的一端导通,形成冷烟室16;回热器还包括烟气出口7;由于回热器与安装腔8的端板9形成单独的密封空间,烟气出口7与冷烟室16导通,可以直接将换热完毕后的热源介质全部排出。

在本实施例中,回热器的两端设置有入口异形封头和出口异形封头,入口异形封头用于形成介质进入冷源口的唯一通道,与冷源介质入口4导通,出口异形封头用于形成介质进入冷源出口的唯一通道,通过弯管与冷源介质出口通道3导通,弯管固定在热烟室中。

本实施例相较于传统结构的换热器2,本发明的换热器2缩小了体积、增加了气密性且提高了换热效率。

在本实施例中,热源介质的流通方向为:烟气进口通道11-安装腔8靠近回风部10的一端-回风部10-换热器2-安装腔8靠近其端板9的一端-烟气出口7;冷源介质入口4-进口异形封头-换热器2-出口异形封头-弯管-冷源介质出口通道3。

在一个实施例中,为了增加冷源介质的流量,如图1所示,冷源介质入口4为两组或两组以上;回热器还包括设置在安装腔8内的进口环管13;进口环管13用于连通各冷源介质入口4与入口异形封头。

在本实施例中,冷源介质入口4-进口环管13-进口异形封头-换热器2-出口异形封头-弯管-冷源介质出口通道3。

在一个实施例中,由于本申请的回热器结构紧凑,其不适用于超高温、超尾部流量的大型燃气轮机,因此热源介质为小型燃气轮机的发动机尾气;冷源介质为小型燃气轮机的发动机进气。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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