CN107524524A - 一种高效燃气轮机排气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效燃气轮机排气系统，包括壳体、密封件、和底座，所述壳体由壳体一和壳体二组成，所述壳体一和壳体二连接端通过螺栓穿过法兰一和法兰二上的安装孔与螺母配合将其固定连接在一起，所述密封件设于所述壳体一的入口端内沿处，在所述壳体一和壳体二下端分别对应设置有支撑柱一和支柱二，且所述支撑柱一和支撑柱二的下端通过所述底座连接固定，在所述壳体一内设置有若干个冷却板，在所述壳体内部设置有内筒，所述壳体二内壁和内筒之间存在空隙，在所述壳体二与壳体一连接处内部设置有筛板，所述衬垫通过压板采用螺栓和螺母固定内筒内壁上，在所述内筒内壁和衬垫之间设有散热层；本发明降温效果好、安全性和耐久性高。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机技术领域，涉及一种高效燃气轮机排气系统。
背景技术
由于我国经济的高速发展，对电力能源的需求不断增长，但随着全球气候变暖问题的日益严重，以及矿产资源的日趋贫乏，各种清洁能源的需求就显得尤为重要。
燃气轮机联合循环（GTCC），又称燃气—蒸汽联合循环，是指将燃气轮机和蒸汽轮机组合起来的一种发电方式，主要由燃气轮机（压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助系统）、余热锅炉、蒸汽轮机三部分构成。压气机吸入空气压缩后送入燃烧室内，使燃料（油或天然气）燃烧产生高温高压燃气，进入燃气轮机膨胀做功发电，再将燃气轮机排出的气体引入锅炉（余热锅炉），作为锅炉的热源，利用锅炉产生的蒸汽进入蒸汽轮机再发电。这样就形成了燃气轮机和蒸汽轮机共同作为原动机的联合循环发电系统，具有一般火力发电厂所无法达到的极高的热效率，作为一种新型电力能源设备，具有广阔的市场发展空间。
排气系统是燃气轮机的重要辅助系统，对其效率及正常工作有很大影响。它的主要功能是维持排气压力从而确保燃机效率、密闭燃气并引导排气走向。如果排气系统结构设计不合理，出现谐振或由于强度不够而失效，将导致排气系统产生大位移，燃气轮机燃气不能够通畅排出而影响燃气轮机正常工作，从而降低燃气轮机效率甚至导致燃气轮机停机；而且进年来，燃气轮机被要求高输出化和高效化，具有被引导至静叶片和动叶片的燃烧气体温度变的越来越高的倾向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种降温效果好、安全性和耐久性高的燃气轮机排气系统。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高效燃气轮机排气系统，包括壳体、密封件、和底座，所述壳体由壳体一和壳体二组成，所述壳体一和壳体二连接端对应设有法兰一和法兰二，并且通过螺栓穿过法兰一和法兰二上的安装孔与螺母配合将壳体一和壳体二固定连接在一起，所述密封件设于所述壳体二的端口内沿处，在所述壳体一和壳体二下端分别对应设置有支撑柱一和支柱二，且所述支撑柱一和支撑柱二的下端通过所述底座连接固定，所述支撑柱一和所述支撑住二外侧都设有隔热套，且支撑柱一和所述支撑柱二与隔热套之间存在空隙，在所述壳体一内设置有内筒一，所述壳体一内壁和内筒一外侧之间存在空隙，在所述内筒一上设有若干个冷却板，所述冷却板焊接固定在所述内筒一的内壁上，所述冷却板表面上设有多个冷却孔；
在所述壳体二内部设置有内筒二，所述壳体二内壁和内筒二外侧之间存在空隙，在所述内筒二内部设置有筛板，所述筛板内设有吸附填料，所述衬垫通过螺栓和螺母固定内筒二内壁上，在所述内筒二外壁和衬垫之间设有散热层。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的在散热层和内筒内壁上设有隔离层，其厚度为1.0～1.2mm，且隔离层为金属材料。
前述的密封件为柔性密封件，为芳碳纤维、石墨、高水基纤维、橡胶、陶瓷或橡胶的一种制成的。
前述的散热层为陶瓷纤维层、人工石墨、纳米碳材料或碳纤维层的一种。
前述的壳体一和内筒一之间的空隙和所述支撑柱一与外侧设有隔热套的空隙相连通，同样，壳体二和内筒二之间的空隙和所述支撑柱二与外侧的隔热套的间隙相连通。
前述的衬垫为金属丝网结构。
前述的壳体一、壳体二和内筒均采用合金钢制成，其主要成份为铬和镍。
本发明的有益效果是：
本发明在散热层和内筒内壁上设有隔离层，且隔离层为金属材料，耐高温、热稳定性好、耐机械震动、散热效果好；
本发明密封件采用石墨，具有热稳定、自润滑、耐腐蚀、不老化、不发脆等特点，在苛刻的工况条件能长期稳定的使用，极少需要维护；同时具有良好的防腐蚀性、耐高、低温，良好的压缩回弹性和高强度性；
本发明散热层采用纳米碳材料，重量轻、耐高温、热稳定性好、其散热功率在1000-6000，散热效果远高于人工石墨，且降低低廉，降低了生产成本；
本发明壳体一、壳体二和内筒均采用合金钢制成，其主要成份为铬和镍，显著提高了钢的淬硬性，这些合金元素推迟了冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，且其机械强度高，硬度和韧性大，耐热耐腐蚀，能够延长使用寿命；
本发明在支撑柱一和所述支撑住二外侧都设有隔热套，且支撑柱一和所述支撑柱二与隔热套之间存在空隙，通过空隙内通入冷却水，能够将过热的气体进行降温，同时在壳体一内设置有若干个冷却板，其表面上设有多个冷却孔，对排出的气体的温度进行降温，避免排出气体的温度因过高造成危险伤害，在所述壳体内部设置有内筒，壳体二内壁和内筒之间存在空隙，通入冷却空气，再次进行降温，提高运行的安全性，在壳体二与壳体一连接处内部设置有筛板，且筛板内装有吸附填料，吸附一些有害位置，降低污染。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种高效燃气轮机排气系统，结构如图1所示，包括壳体、密封件7、和底座11，壳体由壳体一1和壳体二2组成，壳体一1和壳体二2连接端对应设有法兰一5和法兰二6，并且通过螺栓穿过法兰一5和法兰二6上的安装孔与螺母配合将壳体一1和壳体二2固定连接在一起，密封件7设于壳体二的端口内沿处，且密封件为石墨材质，在壳体一1和壳体二2下端分别对应设置有支撑柱一10和支柱二9，且支撑柱一10和支撑柱二9的下端通过底座11连接固定，支撑柱一10和支撑住二9外侧都设有隔热套16，且支撑柱一10和支撑柱二9与隔热套16之间存在空隙，在壳体一1内设置有内筒一3，壳体一1内壁和内筒一3外侧之间存在空隙，在内筒一3上设有若干个冷却板8，冷却板8焊接固定在内筒一3的内壁上，冷却板8表面上设有多个冷却孔；
在壳体二2内部设置有内筒二4，壳体二2内壁和内筒二4外侧之间存在空隙，在内筒二4内部设置有筛板12，筛板12内设有吸附填料，衬垫13通过螺栓和螺母固定内筒二4内壁上，衬垫为金属丝网结构，在内筒二4外壁和衬垫13之间设有散热层15，散热层15为纳米碳材料，在散热层15和内筒二4外壁上设有隔离层14，其厚度为1.0mm，且隔离层14为金属材料；壳体一、壳体二和内筒均采用合金钢制成，其主要成份为铬和镍。
本实施例工作时，燃气流经本燃气轮机排气系统，燃气携带的热量通过穿过冷却板上的冷却孔，温度下降，同时壳体一和内筒一之间通入冷却水，热量通过内筒一与冷却水进行热传递，然后气体进入壳体二，气体的热量从衬垫传递给紧邻的隔离层，再从隔离层传递给散热层，最后将热量传递给壳体二与内筒二之间的冷空气，然后传递到自然环境中去。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高效燃气轮机排气系统，包括壳体、密封件（7）、和底座（11），其特征在于：所述壳体由壳体一（1）和壳体二（2）组成，所述壳体一（1）和壳体二（2）连接端对应设有法兰一（5）和法兰二（6），并且通过螺栓穿过法兰一（5）和法兰二（6）上的安装孔与螺母配合将壳体一（1）和壳体二（2）固定连接在一起，所述密封件（7）设于所述壳体二的端口内沿处，在所述壳体一（1）和壳体二（2）下端分别对应设置有支撑柱一（10）和支柱二（9），且所述支撑柱一（10）和支撑柱二（9）的下端通过所述底座（11）连接固定，所述支撑柱一（10）和所述支撑住二（9）外侧都设有隔热套（16），且支撑柱一（10）和所述支撑柱二（9）与隔热套（16）之间存在空隙，在所述壳体一（1）内设置有内筒一（3），所述壳体一（1）内壁和内筒一（3）外侧之间存在空隙，在所述内筒一（3）上设有若干个冷却板（8），所述冷却板（8）焊接固定在所述内筒一（3）的内壁上，所述冷却板（8）表面上设有多个冷却孔；
在所述壳体二（2）内部设置有内筒二（4），所述壳体二（2）内壁和内筒二（4）外侧之间存在空隙，在所述内筒二（4）内部设置有筛板（12），所述筛板（12）内设有吸附填料，所述衬垫（13）通过螺栓和螺母固定内筒二（4）内壁上，在所述内筒二（4）外壁和衬垫（13）之间设有散热层（15）。
2.根据权利要求1所述的高效燃气轮机排气系统，其特征在于，在所述散热层（15）和内筒二（4）外壁上设有隔离层（14），其厚度为1.0～1.2mm，且所述隔离层（14）为金属材料。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机排气系统，其特征在于，所述密封件（7）为柔性密封件，为芳碳纤维、石墨、高水基纤维、橡胶、陶瓷或橡胶的一种制成的。
4.根据权利要求1所述的高效燃气轮机排气系统，其特征在于，所述散热层（15）为陶瓷纤维层、人工石墨、纳米碳材料或碳纤维层的一种。
5.根据权利要求1所述的高效燃气轮机排气系统，其特征在于，所述壳体一（1）和内筒一（3）之间的空隙和所述支撑柱一（10）与外侧设有隔热套（16）的空隙相连通，同样，壳体二（2）和内筒二（4）之间的空隙和所述支撑柱二（9）与外侧的隔热套（16）的间隙相连通。
6.根据权利要求1所述的高效燃气轮机排气系统，其特征在于，所述衬垫（13）为金属丝网结构。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机排气系统，其特征在于，所述壳体一（1）、壳体二（1）、内筒一（3）和内筒二（4）均采用合金钢制成，其主要成份为铬和镍。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171229 |