专利名称：用于从废气中去除热能的热管的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡轮机。更加具体地本发明涉及涡轮机的废气的冷却。
背景技术：
来自涡轮机例如燃气涡轮发电设备的废气经常必须满足对于释放到大气中的废气的成分的严格的规章要求。在废气中典型地找到的
并且受管制的成分中之一是NOp为了从排出气流中去除NOx，经常使用例如选择性催化还原法(SCR )等的技术。在SCR工艺中，氨(NH3)或类似物与NOx反应并且生成氮气(N2)和水(H20) 。 SCR工艺的效率取决于处理的废气的温度。来自涡轮机的废气经常大约是华氏1100度，并且必须在SCR之前冷却以增加SCR的效率以满足要求。这个冷却典型地通过用大型风扇系统驱使较冷的环境空气进入废气气流而稀释废气来实现。这些风扇系统必须具有高流速和高压力因而增加了运转涡轮机的复杂性和成本。
发明内容
根据本发明的一个方面，涡轮机包括废气沿其被引导并释放的至少 一个排气通路，以及能够从废气中去除管制物质的至少 一个废气处理器。多个热管至少部分地设置在该至少一个废气处理器上游的排气通路中。多个热管能够将热能从废气传递到多个热管，因而降低废气的温度以增加该至少 一个废气处理器的效率。
根据本发明的另一个方面， 一种用于释放涡轮机废气的方法，包括驱使涡轮机废气沿至少一个排气通路并且使废气流动越过多个热管。热能从废气传递到多个热管从而降低废气的温度。废气流经至少一个废气处理器以在放出废气之前从废气中去除管制物质。
这些和其他的优势和特征将从下列与附图结合来看的说明变得更加明显。
认作本发明的主旨在作为说明书的总结的权利要求中具体地指出并且清楚地要求才又利。本发明前述的和其他的目标、特征和优势从下列与附图结合来看的说明是明显可见的，其中
图1是对于涡轮^L的排气装置的实施例的示意图；图2是图1的排气装置的局部透视图；图3是对于涡轮机的排气装置的另一个实施例的示意图；图4是图l或图2的排气装置的热管的实施例的横截面图；以及图5是图1或图2的排气装置的热管的另 一个实施例的横截面图。详细说明通过参考附图的例子的方式说明了本发明的实施例，和优势以及特征。
部件列表
10 燃气涡轮机24热管
12 燃烧器26SCR管道
14 涡轮机28行
16 废气30歹寸
18 排气管道32阵列
20 烟自34外壳
46 固体介质36芯
44 风扇38蒸汽腔
40 高温端 42j氐温端
22选择性催化还原法(SCR)系统
具体实施例方式
在图1中示出的是涡轮机例如燃气涡轮机10的实施例的示意图。燃气涡轮机10包括一个或多个燃烧器12,燃料和压缩空气在其中混合并且点燃。燃烧的热气产物流到涡轮机14,其从热气提取功。在流经涡4仑机14后，热气或废气16通过排气管道18流向烟囱20以释放到大气中。
为了减少从烟自20释放到大气中的NOx的量，废气16在释放到大气中之前被驱使通过废气处理器，在一些实施例中是选择性催化还原(SCR)系统22。如在图1中示出的，在一些实施例中SCR系统22是设置在排气管道18和烟囱20之间。然而要意识到SCR系统22可设置在其他位置，例如在排气管道18或烟囱20中。此外，实施例不限于一个SCR系统22的使用，而可包括多个SCR系统22。 SCR系统22包括一些催化剂和氨(NH3)注入格栅。在催化剂中，NH3与在废气16中的NOx反应并且生成氮气(N2)和水(H20)从而在释放废气16进入大气之前将管制的NOx从废气16中移除。
多个热管24在SCR系统22的上游至少部分地延伸进入废气16。在图l的实施例中，多个热管24设置在排气管道18和SCR系统22之间的SCR管道26中。如在图2中最佳示出的，多个热管24中的每个热管24在形成阵列32的多个行28和列30中大致上水平地延伸通过SCR管道26。然而要意识到多个热管24可以其他的配置设置，例如在图3中示出的垂直地延伸通过SCR管道26。此外，热管24的一个以上阵列32可延伸通过废气16。
每个热管24配置并且设置成以从废气16中去除热能并且将热能散逸到环境中。热管24的横截面图在图4中示出。热管包括限定热管24的外表面的外壳34。设置在外壳34内侧的是吸收芯36,其围绕蒸汽腔38。例如水、钠或其他材料等的流体设置在蒸汽腔38中。设置热管24的高温端40使得废气16流动横过高温端40,而低温端42设置在废气16的外面。在高温端40处，来自废气16的热能传递到热管24引起在高温端40处芯36中的流体蒸发成为蒸汽进入蒸汽腔38。蒸汽沿蒸汽腔38转移到低温端42。蒸汽在低温端42冷凝并且被芯36吸收而释放热能。热能通过设置低温端42处的驱使空气横过#^显端42的一个或多个风扇44散逸到环境中。流体通过芯36转移到高温端40。
在一些实施例中，如在图5中示出的，每个热管24是固态热管其中废气16的热能被设置在腔38中的高导热固体介质46吸收。热能通过固体介质46从高温端40转移到低温端42并且通过一个或多个风扇44散逸到环境中。
在一些实施例中，从燃气涡轮机10进入排气管道18的废气16的温度大约是华氏1000-1200度。热管阵列32配置成以在废气16进入SCR系统22之前降低废气16的温度到华氏800-900度。降低废气16的温度到那个范围增加在通过烟自20释放废气16之前SCR系统22从废气中移除NOx的效率。此外，为了 SCR系统22的更高的效率，通过热管24的阵列32冷却废气16向SCR系统22提供温度和速度均匀的废气16。
尽管已经仅结合有限数量的实施例详细地说明了本发明，应该容易理解本发明不限于这样的公开的实施例。反而，本发明可以被修改以包含任何数量的在此之前没有说明的变化、改动、代替物或相当的设置，但其与本发明的精神和范围相称。另外，尽管已经说明了本发明的各种不同的实施例，要理解本发明的方面可只包括说明的实施例中的一些。因此，本发明不一见为被前述说明限制，而仅被附加权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种涡轮机(10)，包括至少一个排气通路(18)，废气(16)沿其被引导和释放；至少一个废气处理器(22)，其能够从所述废气(16)中去除管制物质；多个热管(24)，至少部分地设置在所述至少一个废气处理器(22)上游的排气通路(18)中，所述多个热管(24)能够将热能从所述废气(16)传递到所述多个热管(24)因而降低所述废气(16)的温度以增加所述至少一个废气处理器的效率。
2. 如权利要求1所述的涡轮机(10)，其中所述至少一个废气 处理器(22)是至少一个选择性催化反应器。
3. 如权利要求1所述的涡轮机(10),其中所述多个热管(24) 中的至少一个热管包括设置在蒸汽腔(38)中的一定量的流体；以及能够吸收所述蒸汽腔(38)中的流体的芯(36),所述废气(16) 的热能通过蒸发所述芯(36)中的流体到所述蒸汽腔(38)而传递到 所述热管。
4. 如权利要求1所述的涡轮机(10),其中所迷多个热管(24) 中的至少一个热管包括高导热固体介质(46)，所述废气(16)的热 能通过所述高导热固体介质(46)传递到所述热管。
5. 如权利要求l所述的涡轮机(10)，其中所述多个热管(24) 能够降低所述废气(16)的所述温度到大约华氏800-900度。
6. —种用于释放涡轮机(10)废气(16)的方法，包括 使所述废气(16)沿至少一个排气通路(18)流动； 使所述废气(16)流动越过多个热管(24); 将热能从所述废气(16)传递到所述多个热管(24)从而降低所述废气(16)的温度；使所述废气(16)流经至少一个废气处理器(22); 通过所述至少一个废气处理器(22)从所述废气(16)中去除管 制物质；以及放出所述废气(16)。
7. 如权利要求6所述的方法，包括通过将包含在所述多个热管 (24)的至少一个热管的芯(36)内的液体蒸发到所述多个热管(24)的所述至少一个热管的蒸汽腔(38 )中而从所述废气(16 )传递热能。
8. 如权利要求7所述的方法，包括使所蒸发的液体从所述至少 一个热管的高温端(40)流动到所述至少一个热管的低温端(42)。
9. 如权利要求6所述的方法，包括从所述废气(16)传递热能 到设置在所述多个热管(24)的至少一个热管中的高导热固体介质(46)。
10. 如权利要求6所述的方法，其中从所述废气(16)传递热能 到所述多个热管(24)将所述废气(16)的温度降低到大约华氏800-900 度。
全文摘要
本发明提供用于从废气中去除热能的热管。公开的是涡轮机(10)，其包括废气(16)沿其被引导并释放的至少一个排气通路(18)，和能够从废气(16)中去除管制物质的至少一个废气处理器(22)。多个热管(24)至少部分地设置在至少一个废气处理器(22)上游的排气通路(18)中。多个热管(24)能够将热能从废气(16)传递到多个热管(24)因而降低废气(16)的温度以增加至少一个废气处理器(22)的效率。用于释放涡轮机(10)废气(16)的方法包括驱使涡轮机(10)废气(16)沿至少一个排气通路(18)并且使废气(16)流动越过多个热管(24)。将热能从废气(16)传递到多个热管(24)从而降低废气(16)的温度。
文档编号F02C3/00GK101629516SQ20091016161
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月18日
发明者华 张 申请人:通用电气公司