带储热功能的燃气轮机试验台排气系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，包括水平设置的导气筒和竖直设置的排气塔，所述导气筒一端与燃气轮机的排气出口连接，另一端与排气塔的下部连接，所述排气塔的顶部开口，还包括储热装置，所述储热装置包括储热箱以及连接储热箱与排气塔的进气管和出气管，所述出气管位于进气管的上方，所述储热箱内设有热交换介质，所述进气管、出气管和排气塔内部对应进气管和出气管之间均设有电动百叶阀。本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，使燃气轮机排出的高温气体经过储热箱时可以与储热箱内的热交换介质进行热交换，通过储热箱将燃气轮机排出的热能进行存储，提供给厂区内需要热源的用户使用，实现能源再利用。
【专利说明】
带储热功能的燃气轮机试验台排气系统
技术领域
[0001]本发明是一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统。
【背景技术】
[0002]工业燃气轮机包括压气机、燃烧室和涡轮三大部件。燃气轮机试验台对上述三大部件的性能参数和整机性能进行测试分析，为完成这些测试工作，需要建立很多配套子系统来辅助工作。其中，排气系统是重要的配套子系统之一，用于将涡轮做功后的高速高温气体快速排出室外，并对气体进行消音处理。通常燃气轮机排出的气体温度很高，如果进行几十或者上百小时的长期试车，那么排出的热能非常多。现有技术中，排气系统对燃气轮机进行尾气消音处理后直接排入大气，造成大量的热能损失和浪费。如果对这部分热能进行有效回收，将可以提高能源利用效率。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，该排气系统能够对热能进行一定的回收再利用，可以降低能源损耗，提尚能源的利用效率。
[0004]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，包括水平设置的导气筒和竖直设置的排气塔，所述导气筒一端与燃气轮机的排气出口连接，另一端与排气塔的下部连接，所述排气塔的顶部开口，还包括储热装置，所述储热装置包括储热箱以及连接储热箱与排气塔的进气管和出气管，所述出气管位于进气管的上方，所述储热箱内设有热交换介质，所述进气管、出气管和排气塔内部对应进气管和出气管之间均设有电动百叶阀。
[0005]进一步地，所述导气筒由燃气轮机排气出口侧到与排气塔的连接侧之间依次包括过渡段、引射段和排气段，所述引射段部分插入排气段内并与排气段具有径向间隙。
[0006]进一步地，所述引射段位于排气段内的部分的外壁上设有与排气段内壁滚动摩擦的滚轮。
[0007]进一步地，所述引射段位于排气段以外的部分的下方设有第一支撑架，所述第一支撑架上设有与引射段外壁滚动摩擦的支撑轮。
[0008]进一步地，所述过渡段上设有排气参数测量传感器。
[0009]进一步地，所述排气塔的顶部设有电动百叶窗和避雷针。
[0010]本发明的有益效果:
[0011]1、本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，使燃气轮机排出的高温气体经过储热箱时可以与储热箱内的热交换介质进行热量交换，通过储热箱将燃气轮机的排气热量进行存储和再利用；
[0012]2、本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，通过改变不同电动百叶阀的开闭可以使排气进入或者不进入储热装置，当长期试车时选择让排气进入储热装置后再经排气塔排出，短期试车时排气不经储热装置后直接从排气塔排出；
[0013]3、本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，引射段带有滚轮，使引射筒可以在排气段内部沿轴向移动，满足试验台安装时的调节需求。
[0014]4、本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，引射段与排气段之间有间隙，可以缓冲高温时的径向和轴向膨胀变形，延长设备的使用寿命。
【附图说明】
[0015]图1为本发明一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统的立体结构示意图；
[0016]图2为本发明一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统的右视图；
[0017]图中:1-导气筒、101-过渡段、102-引射段、103-排气段、105-滚轮、106-第一支撑架、107-支撑轮、108-第二支撑架、2-排气塔、201-电动百叶窗、202-避雷针、3-储热装置、301-储热箱、302-进气管、303-出气管、304-电动百叶阀、4-排气参数测量传感器、10-燃气轮机的排气出口。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了本发明的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统的结构，该排气系统安装在燃气轮机试验台上，并与燃气轮机的排气出口 10连接。具体的，该排气系统包括水平设置的导气筒I和竖向设置的排气塔2，其中:导气筒I一端与燃气轮机的排气出口 10连接，另一端与排气塔2的下部连接，排气塔2的内部设有消音材料，排气塔2的顶部开口。燃气轮机的排气从排气出口 10经导气筒I后进入排气塔2，再经排气塔2消音后从排气塔2的顶部排入到大气中。排气塔2的顶部设有电动百叶窗201和避雷针202，电动百叶窗201既可以用于排气，还可以防止雨水和杂物进入。
[0019]为了能够将高温排气中的热量进行收集利用，本发明的排气系统还包括储热装置3，该储热装置3包括储热箱301、进气管302和出气管303。其中:储热箱301位于排气塔2外一旁，储热箱内部设有盘管或者板式热交换器等热交换设备、或者填充换热介质;进气管301和出气管302连接储热箱和排气塔2，且出气管303位于进气管302的上方;进气管302、出气管303的内部和排气塔2内部对应进气管302和出气管303之间均设有电动百叶阀304，电动百叶阀304由不锈钢材质制成，且能够在300-400 °C的温度下工作。当长时间试车时，排气塔2内的电动百叶阀304关闭，进气管302和出气管303内的电动百叶阀304打开，燃气轮机的排气从导气筒I进入排气塔2后，通过进气管302进入储热箱301，高温排气在储热箱301与热交换介质或热交换设备进行热交换后，再经出气管303继续进入排气塔2，最后从排气塔2的顶部排入大气。燃气轮机排气的热量可以被储热箱301内的热交换介质存储，存储后的热量可以与试验厂区热源用户连通，如供暖等。
[0020]本发明中的导气筒I采用分段结构，由燃气轮机排气出口10侧到与排气塔2的连接侧之间的导气筒I依次包括过渡段101、引射段102和排气段103。过渡段101与燃气轮机的排气出口 10通过法兰盘连接，过渡段101上设有排气参数测量传感器4，排气参数测量传感器4包括温度传感器、压力传感器等，通过排气参数测量传感器4对燃气轮机排气的物理特性进行监测。引射段102部分插入排气段103内并与排气段103之间具有径向间隙，引射段102可相对排气段103轴向移动，当燃气轮机轴向位置出现变动，使排气段103与引射段102之间的距离增大或者减小时，可以通过移动引射段102满足试验台安装时的可调节需求。为了便于移动引射段102，引射段102位于排气段103内的部分的外壁上设有与排气段103内壁滚动摩擦的滚轮105，滚轮105在排气段103内滚动。引射段102对应在排气段103以外的部分的下方设有第一支撑架106，第一支撑架106上设有与引射段102外壁滚动摩擦的支撑轮107，支撑轮107可以在排气段103外对引射段102进行支撑，减小引射段102移动时的摩擦阻力。排气段103的下方设有第二支撑架108，第二支撑架108与排气段103之间弧形接触。
[0021]过渡段101与引射段102之间具有径向间隙，且过渡段101局部插入引射段102内，过渡段101与引射段102之间的有径向间隙可以缓冲高温时的径向和轴向膨胀变形，延长使用寿命，同时该径向间隙可以使引射段102吸入一部分气流以降低排气温度，从而可以降低对排气设备的高温损伤，延长使用寿命。
[0022]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0023]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，包括水平设置的导气筒和竖直设置的排气塔，所述导气筒一端与燃气轮机的排气出口连接，另一端与排气塔的下部连接，所述排气塔的顶部开口，其特征在于:还包括储热装置，所述储热装置包括储热箱以及连接储热箱与排气塔的进气管和出气管，所述出气管位于进气管的上方，所述储热箱内设有热交换介质，所述进气管、出气管和排气塔内部对应进气管和出气管之间的位置上均设有电动百叶阀。2.根据权利要求1所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述导气筒由燃气轮机排气出口侧到与排气塔的连接侧之间依次包括过渡段、引射段和排气段，所述引射段部分插入排气段内并与排气段具有径向间隙。3.根据权利要求2所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述引射段位于排气段内的部分的外壁上设有与排气段内壁滚动摩擦的滚轮。4.根据权利要求3所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述引射段位于排气段以外的部分的下方设有第一支撑架，所述第一支撑架上设有与引射段外壁滚动摩擦的支撑轮。5.根据权利要求4所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述过渡段与引射段之间具有径向间隙。6.根据权利要求5所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述过渡段上设有排气参数测量传感器。7.根据权利要求1-6任一项所述的带储热功能的燃气轮机试验台排气系统，其特征在于:所述排气塔的顶部设有电动百叶窗和避雷针。
【文档编号】G01M15/14GK105840314SQ201610268886
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】刘金超, 谭春青, 潘波, 高庆, 孙志刚, 孟丽, 张华良, 刘锡阳, 孟爱红, 杨超, 杜圆
【申请人】中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司