CN105626265A - 一种燃气轮机间冷回热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气轮机间冷回热系统。所述燃气轮机间冷回热系统包含间冷热管及回热热管，其中，所述间冷热管一端安装在现有导向叶片的位置，另一端伸入外涵道，所述间冷热管将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气流；所述回热热管的进口设置在发动机尾喷口处，所述回热热管的出口设置在燃烧室的入口处，所述回热热管吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口。本发明的有益效果在于：间冷热管将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气体，实现中间冷却功能，节省了压缩功，增大了发动机的推力，提高了推重比。回热热管吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口，提高了燃烧室的进气温度，有利于提高燃烧效率。

Description

一种燃气轮机间冷回热系统
技术领域
本发明涉及燃气轮机间冷回热技术领域，具体涉及一种燃气轮机间冷回热系统。
背景技术
燃气轮机是典型的热机，提高其效率的最直接办法是提高涡轮前温度，但现有的材料水平与冷却方式一定程度上制约了发动机推重比的提高，热端部件诸如涡轮盘、叶片冷却愈发困难，当涡轮前温度提高到一定水平式，热端部件不能达到既定的冷却效果，其结果可能直接导致热端部件的损坏，对发动机的性能与可靠性造成极大的影响；同时，应用间冷回热等高性能新概念循环的燃气轮机需要加装中间冷却器及换热器等装置实现热量合理优化的配置，导致转子长度增加，增加了燃气轮机的整体重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃气轮机间冷回热系统，以解决或至少减轻技术背景中所存在的至少一处的问题。
本发明采用的技术方案是：提供一种燃气轮机间冷回热系统，包含间冷热管及回热热管，其中，所述间冷热管一端安装在现有导向叶片的位置，另一端伸入外涵道，所述间冷热管将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气流；所述回热热管的进口设置在发动机尾喷口处，所述回热热管的出口设置在燃烧室的入口处，所述回热热管吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口。
优选地，所述间冷热管内部具有封闭的空腔，所述空腔内填充有冷却介质。
优选地，所述冷却介质为冷却液。
优选地，所述间冷热管的空腔内表面设置有液体扰流结构。
优选地，所述扰流结构为在所述空腔的内表面设置多个凸起。
优选地，所述回热热管在转子的轴向均布设置有多个，所述多个回热热管通过固定件连接。
本发明的有益效果在于：
本发明的燃气轮机间冷回热系统中利用间冷热管替代了导向叶片，间冷热管在完成导向叶片功能的前提下将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气体，实现中间冷却功能，节省了压缩功，增大了发动机的推力，提高了推重比。利用回热热管吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口，提高了燃烧室的进气温度，有利于提高燃烧效率。
间冷热管内部具有封闭的空腔，所述空腔内填充有冷却介质，有利于间冷热管将压气机内部气体的高温传递到外涵道的低温气体。
冷却介质为冷却液，冷却液在所述空腔内随转子转动会与空腔的侧壁发生碰撞，有利于热量的传递。
附图说明
图1是本发明一实施例的燃气轮机间冷回热系统的示意图。
其中，1-间冷热管，2-回热热管。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种燃气轮机间冷回热系统，包含间冷热管1及回热热管2，其中，所述间冷热管1一端安装在现有导向叶片的位置，另一端伸入外涵道，所述间冷热管2将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气流；所述回热热管2的进口设置在发动机尾喷口处，所述回热热管2的出口设置在燃烧室的入口处，所述回热热管2吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口。
本发明的燃气轮机间冷回热系统中利用间冷热管1替代了导向叶片，间冷热管1在完成导向叶片功能的前提下将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气体，实现中间冷却功能，节省了压缩功，增大了发动机的推力，提高了推重比。利用回热热管2吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口，提高了燃烧室的进气温度，有利于提高燃烧效率。
在本实施例中，所述间冷热管1内部具有封闭的空腔，所述空腔内填充有冷却介质。其优点在于，可以减轻间冷热管的重量，另外，所述空腔内填充有冷却介质，有利于提高间冷热管1的冷却效果。
在本实施例中，所述冷却介质为冷却液。其优点在于，冷却液在所述空腔内随转子转动会与空腔的侧壁发生碰撞，有利于热量的传递。
在本实施例中，所述间冷热管1的空腔内表面设置有液体扰流结构。所述扰流结构为在所述空腔的内表面设置多个凸起。其优点在于，所述冷却液在随转子转动的过程中，所述凸起会扰乱冷却液的流动，有利于提高传热效果。
可以理解的是，所述凸起可以为高度不等的圆柱体或加强筋，设置加强筋不仅可以增加间冷热管的轻度，还可以同时起到扰流的作用。
在本实施例中，所述回热热管2在转子的轴向均布设置有多个，所述多个回热热管通过固定件连接。其优点在于，方便固定多个回热热管。
可以理解的是，所述热管可以采用3D打印技术制造，其优点在于，可以根据燃气轮机的内部结构加工出不规则的回热热管，在不改变现有结构的前提下，合理利用内部空间。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：包含间冷热管(1)及回热热管(2)，其中，所述间冷热管(1)一端安装在现有导向叶片的位置，另一端伸入外涵道，所述间冷热管(1)将压气机内部气体的热量传递到外涵道的低温气流；所述回热热管(2)的进口设置在发动机尾喷口处，所述回热热管(2)的出口设置在燃烧室的入口处，所述回热热管(2)吸收发动机尾喷口处的热量传递到燃烧室的入口。
2.如权利要求1所述的燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：所述间冷热管(1)内部具有封闭的空腔，所述空腔内填充有冷却介质。
3.如权利要求2所述的燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：所述冷却介质为冷却液。
4.如权利要求3所述的燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：所述间冷热管(1)的空腔内表面设置有液体扰流结构。
5.如权利要求4所述的燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：所述扰流结构为在所述空腔的内表面设置多个凸起。
6.如权利要求1所述的燃气轮机间冷回热系统，其特征在于：所述回热热管(2)在转子的轴向均布设置有多个，所述多个回热热管通过固定件连接。
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