专利名称：气体涡轮机吸收式空气冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，用于冷却待抽入气体涡轮机的空气。
一般，气体涡轮机吸收式空气冷却蛇管设置为一条单线，因而将单一温度的冷冻水提供给吸收式空气冷却蛇管，用以冷却吸入空气。
这种结构被公开在例如日本未审查专利说明书No.2-78736中。
最近，考虑到气体涡轮机废热具有可以用作动力源，解决夏季能耗高峰的对策，和保护地球环境的好处，已越来越多地采用吸收式冷冻机作为冷冻水供给源来冷却吸入空气，以便提高气体涡轮机的效率。然而，吸收式冷冻机采用水作为其热介质，并且冷冻机工作在低于大气压的压力下，因此，通常吸收式冷冻机的尺寸要大于机械式冷冻机，从而有待于制成小型结构，并且还须提高整个系统的工作效率。另外，空气冷却器本身也须要具有小型结构。
本发明目的在于提供一种具有小型结构、并能达到高工作效率的气体涡轮机吸收式空气冷却系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；和多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路；位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度的冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连。
根据本发明的另一个方面，提供了一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，和用于将所述冷冻水提供给所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器的装置，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路；位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连；并且冷冻水被导引串联流过所述用于提供最低温度冷冻水的吸收式冷冻机，和所述用于提供最高温度冷冻水的吸收式冷冻机。
根据本发明的再一个方面，提供了一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，和用于将所述冷冻水提供给所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器的装置，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路；位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度的冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连；并且冷冻水被导引并联流过所述用于提供最低温度冷冻水的吸收式冷冻机，和所述用于提供最高温度冷冻水的吸收式冷冻机。
通过上述结构，实现了下述工作过程。
所述气体涡轮机吸收式空气冷却蛇管分为多条(例如两条)管路，提供较高温度冷却用冷冻水(例如9℃)的吸收式冷冻机与靠近外部空气处的管路相连，而提供较低温度冷却用冷冻水(例如6℃)的吸收式冷冻机与靠近气体涡轮机吸入空气处的管路相连。通过这种结构，与靠近外部空气处的管路相连的吸收式冷冻机(提供较高温度冷冻水者)的蒸发器中的蒸发温度，高于与靠近气体涡轮机吸入空气处的管路相连的吸收式冷冻机(提供较低温度冷冻水者)的蒸发器中的蒸发温度，因而在前一吸收式冷冻机中，吸收热量所需的温差较小。因此，前一吸收式冷冻机相对于与靠近气体涡轮机吸入空气处的管路相连的后一吸收式冷冻机而言，可以减小尺寸并提高效率。
吸收式空气冷却蛇管分为多条管路，较高温度的冷却用冷冻水提供给位于空气入口端(即较高温度端)的管路，而较低温度的冷却用冷冻水提供给位于空气出口端(即较低温度端)的管路，由此，可实现空气与冷却用的冷冻水之间以逆流方式进行的热交换，并因而可以使冷却蛇管的整个结构小型化。
在本发明中，采用各被分为不少于两个的吸收式空气冷却蛇管和冷冻器，将予定量的空气冷却至特定温度，与采用一条蛇管和一个冷冻器类型的系统相比，通过此种结构，本发明的吸收式空气冷却系统在整体结构上可以减小，并可达到较高的效率。
图1为根据本发明第一实施例的气体涡轮机吸收式空气冷却系统的系统框图；图2为显示图1实施例温度状况的示意图；图3为根据本发明第二实施例的气体涡轮机吸收式空气冷却系统的系统框图；图4为显示图3实施例温度状况的示意图；图5为根据本发明第三实施例的气体涡轮机吸收式空气冷却系统的系统框图；图6为显示图5实施例温度状况的示意图；图7为根据本发明另一实施例装有吸收式冷冻机的气体涡轮机吸收式空气冷却系统的系统框图。
下面参照图1和2说明本发明的第一实施例。
图1为气体涡轮机的吸收式空气冷却系统的整体系统框图。将燃料2提供给气体涡轮机1，而且外部空气(环境空气)3被抽入吸收式空气冷却器4。经过吸收式空气冷却器4时温度降低的被冷却空气5，参与燃料2的燃烧并变为燃烧废气6。吸收式空气冷却器4的内蛇管被分为两条管路，即两条蛇管，并且用于提供较高温度例如9℃的冷却用冷冻水9的吸收式冷冻机11，与位于靠近外部空气3处的蛇管7相连，而用于提供较低温度例如6℃的冷却用冷冻水10的吸收式冷冻机12，与位于靠近气体涡轮机的吸入空气5处的蛇管8相连。
由气体涡轮机1排出的废气6供入废热锅炉13，在锅炉13中产生的蒸汽14，用作吸收式冷冻机11和12的动力源。
图2表示在吸收式空气冷却器4和吸收式冷冻机11和12中的温度状况。
吸收式空气冷却器4中的蛇管被分为两条管路，由此，可实现空气与冷却用冷冻水之间以逆流方式进行的热交换，并可以使冷却蛇管的整个结构小型化。另外，与靠近外部空气3处的蛇管7相连的吸收式冷冻机11的蒸发器中的蒸发温度，高于与靠近气体涡轮机1的吸入空气5处的蛇管8相连的吸收式冷冻机12的蒸发器中的蒸发温度16，因而在冷冻机11中，为吸收热量所需的温差较小。因此，该冷冻机的整体尺寸可以减小，并且其效率可进一步提高。
下面，参照图3和4说明本发明的第二实施例。
图3为气体涡轮机的吸收式空气冷却系统的整体系统框图。燃料2提供给气体涡轮机1，外部空气3被抽入吸收式空气冷却器4。经过吸收式空气冷却器4时温度降低的冷却空气5，参与燃料2的燃烧并变为燃烧废气6。吸收式空气冷却器4的内蛇管被分为两条管路，并且用于提供较高温度例如9℃的冷却用冷冻水9的吸收式冷冻机11，与位于靠近外部空气3处的蛇管7相连，而用于提供较低温度例如6℃的冷却用冷冻水10的吸收式冷冻机12，与位于靠近气体涡轮机的吸入空气5处的蛇管8相连。
由气体涡轮机1排出的废气6供入废热锅炉13，在锅炉13中产生的蒸汽14，用作吸收式冷冻机11和12的动力源。通过冷却塔20时温度降低的用于冷冻机的冷却水21，首先供给提供6℃的冷却用冷冻水10的吸收式冷冻机12，然后供给提供9℃的冷却用冷冻水9的吸收式冷冻机11。
图4表示在吸收式空气冷却器4和吸收式冷冻机11和12中的温度状况。
吸收式空气冷却器4中的蛇管被分为两条管路，由此，可实现空气与冷冻水之间以逆流方式进行的热交换，并可以使冷却蛇管的整个结构小型化。另外，与分别靠近外部空气3和气体涡轮机的吸入空气5处的蛇管7和8相连的吸收式冷冻机11和12，分别由其提供的空气冷却的冷冻水9和空气冷却的冷冻水10，以逆流方式与用于冷冻机的冷冻水21汇合，通过此种结构，吸收式冷冻机11中的蒸发温度15和冷凝温度22之间的温差，等于吸收式冷冻机12中的蒸发温度16和冷凝温度23之间的温差。因此，该冷冻机的整体尺寸可以减小，并且其效率可进一步提高。
下面，参照图5和6说明本发明的第三实施例。
图5为气体涡轮机吸收式空气冷却系统的整体系统框图。燃料2提供给气体涡轮机1，外部空气3被抽入吸收式空气冷却器4。经过吸收式空气冷却器4温度降低的冷却空气5，参与燃料2的燃烧并变为燃烧废气6。吸收式空气冷却器4的内蛇管被分为两条管路或环路，并且用于提供较高温度例如9℃的冷却用冷冻水9的吸收式冷冻机11，与位于靠近外部空气3处的蛇管7相连，而用于提供较低温度例如6℃的冷却用冷冻水10的吸收式冷冻机12，与位于靠近气体涡轮机的吸入空气5处的蛇管8相连。
由气体涡轮机1排出的废气6供入废热锅炉13，在锅炉13中产生的蒸汽14，用作吸收式冷冻机11和12的动力源。通过冷却塔20时温度降低的用于冷冻机的冷却水21，并联供给所述两个吸收式冷冻机11和12。
图6表示在吸收式空气冷却器4和吸收式冷冻机11和12中的温度状况。
吸收式空气冷却器4中的蛇管被分为两条管路，由此，可实现空气与冷冻水之间以逆流方式进行的热交换，并因而可以使冷却蛇管的整个结构小型化。另外，与靠近外部空气3处的蛇管7相连的吸收式冷冻机11中，其蒸发温度15和冷凝温度22之间的温差，小于与靠近气体涡轮机1的吸入空气5处的蛇管8相连的吸收式冷冻机12中的蒸发温度16和冷凝温度23之间的温差，因而可提高其效率。
图7为装有双效吸收式冷冻机的气体涡轮机吸收式空气冷却系统的整体系统框图。一条供给燃料51的管路，一条供给在通过吸收式空气冷却器53时温度降低的冷却空气54的管路，和一条供给燃烧废气55的管路，与气体涡轮机50相连。
吸收式空气冷却器53中的内蛇管被分为两条管路，而且由吸收式冷冻机57的蒸发器57a冷却至例如9℃的冷却用冷冻水58，由泵59供至位于靠近外部空气52的蛇管56中，该冷却用冷冻水58，在通过蛇管56时吸收外部空气的热量而温度升高，然后返回吸收式冷冻机57中。
另一方面，由吸收式冷冻机61的蒸发器61a冷却至例如6℃的冷却用冷冻水62，由泵63供至位于靠近气体涡轮机的吸入空气54处的蛇管60中，该冷却用冷冻水62，在通过蛇管60时吸收外部空气的热量而温度升高，然后返回吸收式冷冻机61中。
由气体涡轮机50排出的废气55供给废气锅炉64，在此锅炉64中产生的蒸汽65，提供给吸收式冷冻机57的高温发电机57b和吸收式冷冻机61的高温发电机61b，在高温发电机57b和61b中冷凝为泄水66，由泵67抽回至锅炉64。
在冷却塔68中冷却的用于冷冻机的冷冻水69，由泵70提供给吸收式冷冻机57的吸收器57c和冷凝器57d以及吸收式冷冻机61的吸收器61c和冷凝器61d，从这些冷冻机中吸收热量而温度升高，然后返回冷却塔68。
在此实施例中，所述吸收式空气冷却器可缩小至一个小尺寸，因而将冷却用冷冻水提供给吸收式空气冷却器的所述吸收式冷冻机可以降至一个小的尺寸。另外，可实现所述吸收式冷冻机的高效率。
另外，将冷却用冷冻水提供给吸收式空气冷却器的所述冷冻机被分为多个管路，即使某一个冷冻机出现故障，也不会全部丧失空气冷却能力。
另外，可以根据外部空气的温度选择性地操作某一冷冻机，由此，可以使用这些冷冻机的辅助设备工作所需能量的一半来运作本系统。
权利要求
1.一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；和多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，其中所述空气冷却蛇管被分为多条蛇管管路；位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近所述气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述吸收式冷冻机分别与所述多个空气冷却蛇管以如下方式相连，使得分别由所述吸收式冷冻机提供的冷冻水的温度，从位于最靠近外部空气处的空气冷却蛇管管路，至位于最靠近所述气体涡轮机的另一空气冷却蛇管管路逐渐降低。
3.一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，和用于向所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器提供冷冻水的装置，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路，位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近所述气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连；并且所述冷冻水被导引串联流过所述用于提供最低温度冷冻水的吸收式冷冻机，和所述用于提供最高温度冷冻水的吸收式冷冻机。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述吸收式冷冻机分别与所述多个空气冷却蛇管管路以如下方式相连，使得分别由所述吸收式冷冻机提供的冷冻水的温度，从位于最靠近外部空气处的空气冷却蛇管管路，至位于最靠近所述气体涡轮机的另一空气冷却蛇管管路逐渐降低。
5.一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，和用于向所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器提供冷冻水的装置，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路，位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近所述气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连；并且所述冷冻水被导引并联流过所述用于提供最低温度冷冻水的吸收式冷冻机，和所述用于提供最高温度冷冻水的吸收式冷冻机。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述吸收式冷冻机分别与所述多个空气冷却蛇管以如下方式相连，使得分别由所述吸收式冷冻机提供的冷冻水的温度，从位于最靠近外部空气处的空气冷却蛇管管路，至位于最靠近所述气体涡轮机处的另一空气冷却蛇管管路逐渐降低。
7.一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水；用于向所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器提供冷冻水的装置，和一个冷却塔，用于冷却所述冷冻水，其中所述空气冷却蛇管分为多条空气冷却蛇管管路，位于最靠近外部空气处的所述空气冷却蛇管管路，与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连，而位于最靠近所述气体涡轮机处的所述另一空气冷却蛇管管路，与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连；来自所述冷却塔的所述冷冻水被导引并联流过所述用于提供最低温度冷冻水的吸收式冷冻机，和所述用于提供最高温度冷冻水的吸收式冷冻机；供入所述各个吸收式冷冻机的所述冷冻水，顺序流过所述吸收器和所述冷凝器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述吸收式冷冻机为双效吸收式冷冻机。
9.一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统，包括一气体涡轮机；一吸收式空气冷却器，用于冷却待抽入所述气体涡轮机的外部空气；一空气冷却蛇管，用于提供冷冻水以冷却待抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气；多个吸收式冷冻机，用于向所述空气冷却蛇管提供所述冷冻水，和用于向所述吸收式冷冻机的吸收器和冷凝器提供冷冻水的装置，其中用于冷却被抽入到所述吸收式空气冷却器内的外部空气的冷冻水，被导引相对于所述外部空气以逆流方式流动。
10.根据权利要求9所述的系统，其中用于冷却所述外部空气的冷冻水被分为多条线路，且所述多路冷冻水被导引相对于被抽入所述吸收式空气冷却器的外部空气以逆流方式流动。
全文摘要
一种气体涡轮机吸收式空气冷却系统,包括一气体涡轮机;一冷却待抽入该气体涡轮机的外部空气的吸收式空气冷却器;一提供冷冻水以冷却待抽入该吸收式空气冷却器的外部空气的空气冷却蛇管,和向该空气冷却蛇管提供冷冻水的多个吸收式冷冻机。所述空气冷却蛇管被分为多条管路,最靠近外部空气的所述空气冷却蛇管,与用于提供最高温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连,而最靠近气体涡轮机的另一空气冷却蛇管,与用于提供最低温度冷冻水的所述吸收式冷冻机相连。具有这种结构的系统能减小尺寸和提高效率。
文档编号F02C6/00GK1199815SQ9810566
公开日1998年11月25日 申请日期1998年3月18日 优先权日1997年3月19日
发明者内田修一郎 申请人:株式会社日立制作所