CN103195576B - 一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，包括热管管排和相互连接的排气直弯管、排气扩压管，排气直弯管为由内壁和外壁组成的双层筒壁结构，内壁里形成主流区，内壁和外壁之间形成引射区，热管管排包括相互之间平行分布的热管，热管包括蒸发段、传输段和冷凝段，蒸发段位于排气直弯管的内壁里，冷凝段位于冷却装置里，传输段连接蒸发段和冷凝段。本发明结构简单，使用方便，排气冷却效果好，排气出口温度场分布均匀，对来流的影响小，红外抑制作用明显。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种烟气排放装置，具体地说是船舶烟气排放装置。
背景技术
目前，由于燃气轮机工作排气温度较高，流量也大，容易引起人员伤害和火灾，对排气进行冷却可以避免这样的伤害，更重要的是可以提高发动机工作效率，改善发动机工作状况，因此必须对其排气进行冷却，同时也可以对其出口流场起很好的抑制作用。传统的排气冷却方法有换热器冷却、喷水冷却、送风混合冷却以及开引射口等。但这些方法存在着一些问题和缺点，比如专利号ZL201020254064.1的双层管排气冷却装置，利用海水把废气中的热量带走。但是，该装置占用空间大，冷却效果也具有局限性，由于换热是通过管壁进行的传热，因此只有在换热段具有一定长度的情况下，才能具有较好的冷却效果。而且长期海水的接触，对排烟管具有较强的腐蚀作用。专利号ZL200720130950.1的排气冷却装置，利用喷水蒸发吸热，进风机送冷风混合冷却和在壁面开引射口的办法，联合对排气进行冷却。该装置需要附加设备多，结构复杂，占用空间大，排气阻力也较大，喷水冷却则容易对身背造成腐蚀，而且容易影响到发动机的内部流场。因此，需要一种结构简单，使用方便，排气冷却效果好，排气出口温度场分布均匀，对来流的影响小，红外抑制作用明显的排烟红外抑制装置。
发明内容
本发明的目的在于提供对发动机排气没有负面影响的一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：包括热管管排和相互连接的排气直弯管、排气扩压管，排气直弯管为由内壁和外壁组成的双层筒壁结构，内壁里形成主流区，内壁和外壁之间形成引射区，热管管排包括相互之间平行分布的热管，热管包括蒸发段、传输段和冷凝段，蒸发段位于排气直弯管的内壁里，冷凝段位于冷却装置里，传输段连接蒸发段和冷凝段。
本发明还可以包括：
1、所述的冷却装置包括装置外壳、隔板，隔板设置在装置外壳里，隔板将冷却装置的内腔隔成蛇行通道，冷凝段位于蛇行通道上，冷却装置的进口和出口分别设置在蛇行通道的两端。
2、所述的热管的表面为凹陷结构。
3、所述热管管排在排气直弯管的出口处呈“人”字型对称引出。
4、所述的内壁和外壁的进口以及排气扩压管均采用锥形结构。
本发明的优势在于：本发明结构简单，使用方便，排气冷却效果好，排气出口温度场分布均匀，对来流的影响小，红外抑制作用明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的直弯管弯角处横截面示意图；
图3为本发明的主流区热管管排烟气流动示意图；
图4为单根热管蒸发段局部放大图；
图5为冷却装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～5，如图一所示，本发明的排烟热管抑制装置包括包括排气直弯管1、排气扩压管4、平行分布的热管管排2和冷却装置3。排气直弯管1为双层筒壁，由内壁5和外壁6嵌套而成，其中内壁5围成的区域为主流区，内壁5和外壁6围成的区域为引射区。在排气直弯管1的弯角处设有在主流区平行分布的热管管排2中的每根热管包括进行了表面特殊凹陷处理的蒸发段7、传输段8和用冷却装置3进行冷凝的冷凝段9。每一热管设计的导热能力均不同，直弯管1弯径越大处热管导热能力较强，其导热量大，冷却能力强。紧接在排气直弯管1后部的是锥形的排气扩压管4。紧接在排气直弯管1后部的排气扩压管3为渐扩的锥形结构。排气直弯管1的内壁5和外壁6的进口采用了锥形结构。
结合图一和图二，热管管排在内壁5围成的主流区中的平行分布的情况图所示。
结合图一和图三，排气直弯管1在排气扩压管4的前端呈“人”字型对称引出，插入冷却装置3中。烟气在装置中的流动过程以及冷却装置中冷却液的流动情况如图三所示。
结合图一和图四，热管6的外形与直弯管得外形相似，且在其外表面进行了特殊的凹陷处理。
如图4所示，冷凝装置3的内腔中为一被隔板13间隔而成的蛇形通道10。冷却液从进口11进入到从出口12离开的过程中，对插入其中的热管管排2具有很好的冷却效果
本发明的工作过程：
把直弯管、热管以及扩压管按图一装配好后，把其安装在发动机的排气口，同时打开热管冷凝段的冷却装置，以便冷却液可以带走热管蒸发段吸收的热量。发动机排出的烟气，在直弯管的入口被分为两部分。一部分烟气进入直弯管内外壁间环形空间中的引射区，其中烟气可以在外界环境的作用下进行自然冷却。大部分的烟气则流入直弯管内壁围成的主流区，在热管的冷却作用下温度得到有效降低。同时热管管排之间平行分布，其外形与直弯管的外形相似，以及在每根热管蒸发段外表进行了的表面特殊凹陷处理,使得该装置在取得较好冷却效果的同时对排气的阻力小，对发动机的流场影响小。同时热管管排弯径越大处热管导热能力较强的分布特点保证了直弯管主流区出口得到冷却的气体的温度场具有较好的均匀性。在平行热管管排的导流作用下，主流区得到有效冷却的烟气被引导与引射区的烟气在排气扩压管里掺混在一起，使得引射区的烟气得到进一步的冷却，同时也保证了排出的烟气具有均匀的温度场。
Claims (5)
1.一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：包括热管管排和相互连接的排气直弯管、排气扩压管，排气直弯管为由内壁和外壁组成的双层筒壁结构，内壁里形成主流区，内壁和外壁之间形成引射区，热管管排包括相互之间平行分布的热管，热管包括蒸发段、传输段和冷凝段，蒸发段位于排气直弯管的内壁里，冷凝段位于冷却装置里，传输段连接蒸发段和冷凝段；所述热管管排在排气直弯管的出口处呈“人”字型对称引出。
2.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：所述的冷却装置包括装置外壳、隔板，隔板设置在装置外壳里，隔板将冷却装置的内腔隔成蛇行通道，冷凝段位于蛇行通道上，冷却装置的进口和出口分别设置在蛇行通道的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：所述的热管的表面为凹陷结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：所述的内壁和外壁的进口以及排气扩压管均采用锥形结构。
5.根据权利要求3所述的一种船舶燃气轮机排烟红外抑制装置，其特征是：所述的内壁和外壁的进口以及排气扩压管均采用锥形结构。
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