CN111379600A - 涡轮排气收集器 - Google Patents

Abstract

一种系统(10)包括模块化排气收集器(30)，其被配置成以第一定向(50)或第二定向(114，116)布置。模块化排气收集器(30)被配置成接收沿着入口轴线(54)的排气流，当处于第一定向(50)时引导排气流沿着第一方向(36)通过出口(58)，并且当处于第二定向(114，116)时引导排气流沿着第二方向(114，116)通过出口(58)。模块化排气收集器(30)包括接收排气流的排气通道(64)、多个压缩机排气(CD)端口(72)、多个流动端口(76)、与出口(58)相对并具有第一排放口(88)的底面(84)、以及在底面(84)和出口(58)之间并具有第二排放口(88)的第一侧壁(82)。每个CD端口(72)设置成距入口轴线(54)第一径向距离(118)，每个流动端口(76)设置成距入口轴线(54)第二径向距离(130)。

Description

涡轮排气收集器

背景技术

本文公开的主题涉及涡轮系统，更具体地讲，涉及用于具有模块化涡轮排气收集器的涡轮系统的系统和方法。

通常，发电厂的建造是为了向连接到电网的客户提供电力。燃气涡轮系统通常包括具有压缩机部分、燃烧器部分和涡轮部分的燃气涡轮发动机。涡轮部分接收热燃烧气体，并输出排气和可利用旋转能。排气扩散器连接到涡轮上，以接收来自涡轮的排气。排气扩散器还连接到排气收集器，经由该排气收集器至少一些来自排气扩散器的排气被输出。排气可以直接排出，或者被引导至一个系统以从排气中回收热能，然后再排出。然而，用于从排气中回收热能的设备可能增加发电厂的成本，和/或设备可能增加发电厂的碳排放。此外，排气收集器可能不适合于改变路线方向，或者其改变来自燃气涡轮系统的排气的路线方向可能是昂贵的。

发明内容

下面概述了与最初权利要求的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制权力要求的范围，而是这些实施方案仅旨在提供权力要求的可能形式的简要概述。实际上，权利要求可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。

在第一实施方案中，一种系统包括模块化排气收集器，其被配置成以第一定向和第二定向中的一个布置。模块化排气收集器被配置为接收沿着入口轴线通过入口面进入收集器腔的排气流。模块化排气收集器被配置为，当模块化排气收集器以第一定向布置时引导排气流沿着第一方向通过出口，并且当模块化排气收集器以第二定向布置时，引导排气流沿着第二方向通过出口。入口轴线与第一方向不同，并且入口轴线与第二方向不同。模块化排气收集器包括被配置为接收排气流的排气通道、多个压缩机排气(CD)端口、多个流动端口、与出口相对设置的底面以及底面和出口之间的第一侧壁。多个CD端口中的每个CD端口设置成距入口轴线第一径向距离，多个流动端口中的每个流动端口设置成距入口轴线第二径向距离。底面包括第一排放口，第一侧壁包括第二排放口。

在第二实施方案中，系统包括被配置为接收来自燃气涡轮系统的涡轮的排气流的扩散器，以及连接到扩散器的模块化排气收集器。模块化排气收集器可以以第一定向和第二定向中的一个布置。模块化排气收集器被配置为，接收沿着入口轴线通过入口面进入收集器腔的排气流，当模块化排气收集器以第一定向布置时引导排气流沿着第一方向通过出口，并且当模块化排气收集器以第二定向布置时，引导排气流沿着第二方向通过出口。模块化排气收集器包括具有排气通道的入口面、与出口相对的底面以及底面和出口之间的第一侧壁，排气通道被配置成接收来自扩散器的排气流。底面包括第一排放口，该第一排放口被配置为位于收集器腔的低点，以在模块化排气收集器以第一定向布置时排放收集器腔中的液体。第一侧壁包括第二排放口，该第二排放口配置成当模块化排气收集器以第二定向布置时处于低点。

在第三实施方案中，一种方法包括相对于燃气涡轮系统的涡轮将模块化排气收集器从组装定向重新布置到调整后的定向。模块化排气收集器被配置成从涡轮接收沿着入口轴线穿过模块化排气收集器的入口面的排气流。重新布置模块化排气收集器包括：将第一端口与所述燃气涡轮系统的导管分离；围绕入口轴线旋转模块化排气收集器一个角度，以将模块化排气收集器的出口从组装定向的出口方向重新定向到调整后的定向的调整后的出口方向；将第二端口连接到燃气涡轮系统的导管。第一端口设置在模块化排气收集器的入口面上，处于相对于入口轴线的第一位置。旋转模块化排气收集器所述角度会将设置在模块化排气收集器的入口面上的第二端口布置在第一位置。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本实施方式的这些和其他特征、方面和优点，在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是在现场的具有模块化排气收集器的燃气涡轮系统的实施方案的顶视框图；

图2是燃气涡轮系统的模块化排气收集器的实施方案的透视图，其中模块化排气收集器按纵向定向布置；

图3是燃气涡轮系统的模块化排气收集器的实施方案的纵向剖面图，其中该剖面图是沿着图2的线3-3截取的；

图4是燃气涡轮系统的模块化排气收集器的多个方位的轴向视图，其中轴向视图是沿着图2和图5的线4-4截取的；

图5是燃气涡轮系统的模块化排气收集器的实施方案的透视图，其中模块化排气收集器按横向定向布置；以及

图6示出了组装燃气涡轮系统的模块化排气收集器的方法。

具体实施方式

下面将描述一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。

当介绍各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。

燃气涡轮系统可以部署到各种场所，以提供在各种场所使用的电力。来自安装在现场的燃气涡轮系统的排气可以从涡轮导向不同的方向。来自燃气涡轮系统的排气的方向可以至少部分地基于现场的电力需求、相对于现场其他结构的现场燃气涡轮系统的配置、现场的尺寸、现场可用设备的类型(例如热回收蒸汽发生器(HRSG)、排气处理)以及现场设备的未来计划等因素确定。燃气涡轮系统的模块化排气收集器可以相对于燃气涡轮系统可替代地以多种定向布置，可改善从制造商到客户的燃气涡轮系统的库存管理和快速部署。此外，将模块化排气收集器可拆卸地连接到燃气涡轮系统可以降低现场改造(例如，现场设备(例如，HRSG)的添加、移除或位置调整)的成本或复杂性。另外，下面描述的模块化排气收集器的特征有助于排气收集器可逆地从第一定向(例如向左)重新布置到第二定向(例如纵向)或第三定向(例如向右)，而无需对模块化排气收集器进行结构修改以支撑模块化排气收集器。模块化排气收集器的端口可以围绕模块化排气收集器的入口轴线定位，以便于流体连接到多个定向上的模块化排气收集器。

现在转向附图，图1是利用模块化排气收集器30的位于现场11处的涡轮系统10(例如，燃气涡轮发动机)的一个实施方案的顶视框图。涡轮系统10可以使用液体或气体燃料，例如天然气和/或富氢合成气体，来驱动涡轮系统10。如图所示，燃料喷嘴12吸入燃料供应14，将燃料与空气混合，以适当的比率将燃料-空气混合物分配到燃烧器16中，以进行最优的燃烧、排放、燃料消耗和功率输出。涡轮系统10可包括位于一个或多个燃烧器16内部的燃料喷嘴12。燃料-空气混合物在燃烧器16内的腔室中燃烧，从而产生热加压排气。燃烧器16沿轴向方向32引导排气流通过涡轮18流向燃气涡轮排气扩散器20。当排气通过涡轮18时，气体驱动涡轮叶片沿着涡轮系统10的轴线转动一个或多个轴22。

如图所示，一个或多个轴22可以连接到涡轮系统10的各种部件，包括压缩机24。压缩机24还包括连接到一个或多个轴22的叶片。压缩机24内的叶片随着一个或多个轴22的旋转而旋转，从而通过压缩机24压缩来自进气口26的空气，并将空气压缩到燃料喷嘴12和/或燃烧器16。一个或多个轴22也可以连接到负载28，负载28可以是车辆或固定负载，例如发电厂中的发电机或飞机上的推进器。负载28可以包括能够由涡轮系统10的旋转输出提供动力的任何合适的装置。排气收集器30可用于捕获和重定向离开燃气涡轮发动机的排气流。排气收集器30可以将排气流从轴向方向32重定向到横向方向34(例如，向左、向右)、纵向方向36或它们的某种组合。排气扩散器20可以部分设置在排气收集器30内。

如下文将更详细描述的，排气收集器30可以是模块化排气收集器30，模块化排气收集器30可以可拆卸地连接到涡轮18和排气扩散器20，以将排气流重定向到期望的方向，例如基本上与排气流进入模块化排气收集器30的方向垂直的方向。在一些实施方案中，模块化排气收集器30以在第一(例如，纵向)定向布置，使得排气流主要被引导在纵向方向36上(即，远离现场11的地面)。纵向定向布置的模块化排气收集器30可用于没有热回收蒸汽发生器(HRSG)或其他排气处理设备38的燃气涡轮系统10。另外，或者可替换地，模块化排气收集器30的纵向定向布置可以有助于将将排气流在远离现场11的邻近设备38A、38L、38R或构筑物的方向上排放到大气中。

在一些实施方案中，模块化排气收集器30以一个第二(例如，横向)定向布置，使得排气流主要被引导在一个横向方向34上(即，沿着现场11的地面)。例如，右手(RH)定向布置模块化排气收集器30可以将排气流以向右方向40引向排气处理设备38R(例如，HRSG)，排气处理设备38R随后可以在任何方向上排出排气流。左手(LH)定向布置模块化排气收集器30可以将排气流以向左方向42导向排气处理设备38L(例如，HRSG)，排气处理设备38L随后可以在任何方向上排出排气流。在一些实施方案中，排气扩散器20可以从涡轮18可拆卸地连接，并且根据处于本文所述的各种定向中的一种的模块化排气收集器30进行调节。

图2是燃气涡轮系统10的模块化排气收集器30的一个实施方案的透视图，其中模块化排气收集器以纵向定向50布置。为了清楚地说明模块化排气收集器30的特征，燃气涡轮系统10的涡轮18、燃烧器16、一个或多个轴22和压缩机24在图2中未示出。燃气涡轮系统10的部件，例如模块化排气收集器30，可以设置在一个或多个框架52上。模块化排气收集器30连接到扩散器20，相对于入口轴线54(即涡轮轴线)扩散器20位于涡轮18的下游。模块化排气收集器30接收沿着入口轴线54从扩散器20进入收集器腔56的排气流，并重新导向排气流，使排气流在出口方向60上通过出口58。如下文详细讨论的，模块化排气收集器30可以相对于入口轴线54以各种定向布置，使得出口方向60可以基本与纵向方向36或一个横向方向34(例如，向右方向40、向左方向42)对齐。出口方向60可以基本垂直于入口轴线54。也就是说，出口方向60可以在与入口轴线54垂直的30度或更小的范围内。

扩散器20可以连接到模块化排气收集器30的入口面62和/或延伸穿过入口面62，并且来自扩散器20的排气流通过排气通道64被接收。在一些实施方案中，孔66延伸穿过排气通道64。燃气涡轮系统10的一个或多个轴22和/或轴承可以设置在孔66内。楔形件68可以连接到扩散器20或模块化排气收集器30。楔形件68可以被配置成支撑孔66和/或引导排气流流向出口58。在一些实施方案中，楔形件68与出口58相对设置，使得当模块化排气收集器30以一个横向定向设置时，楔形件68可以大致与横向方向34对齐。在一些实施方案中，扩散器20和楔形件68可以相对于入口轴线54以各种定向布置。

入口面62可以具有多个端口70，其中一些端口70被配置成连接到燃气涡轮系统10和/或发电厂8的其他部件。例如，多个端口70可以具有作为第一组的一个或多个压缩机排放(CD)端口72，其被配置为例如经由CD导管74从压缩机24接收CD流。CD导管74可以位于燃气涡轮系统10的入口轴线54上方。在一些实施方案中，CD流是来自压缩机24的泄放流、稀释剂流、冷却流或其任意组合。如下所述，每个CD端口72都可以设置在入口面62上，使得不管模块化排气收集器30如何定向，CD端口72中的一个可以连接到CD导管74。例如，每个CD端口72可设置在与入口轴线54相距一个CD端口距离处，这样模块化排气收集器30从纵向定向50向左手定向的旋转将使得另一个CD端口72能够连接到CD导管74，而无需改变CD导管74的路线或以其他方式移动CD导管74。如图2所示，在模块化排气收集器30的特定定向上没有连接到CD导管74的一个或多个CD端口72可以被盖住。

多个端口70可以具有作为第二组的一个或多个流端口76，例如空气和油(A&O)分离器端口，其被配置成经由A&O导管78与燃气涡轮系统10的空气流/油流流体连通。在一些实施方案中，A&O导管78位于燃气涡轮系统10的入口轴线54下方。如下文详细讨论的，每个流端口76都可以设置在入口面62上，使得不管模块化排气收集器30如何定向，流端口76中的一个可以连接到导管78。如图2所示，在模块化排气收集器30的特定定向上没有连接到导管78的一个或多个流端口76可以被盖住。

模块化排气收集器30可以包括支撑结构86(例如，连杆、耳轴、剪切销)，该支撑结构86被布置成针对模块化排气收集器30的各种定向绕入口轴线54旋转对称。这些支撑结构86可以设置在入口面62、模块化排气收集器30的背面80、模块化排气收集器30的侧壁82、模块化排气收集器30的底面84或其任意组合上。支撑结构86可配置成便于在燃气涡轮系统10运行之前将模块化排气收集器30提升或定位在期望的定向。另外，或者可替换地，支撑结构86可以被配置成在燃气涡轮系统10运行期间支撑模块化排气收集器30并使其处于期望的定向。例如，连杆86A可以被配置成当连杆86B从框架52脱离时，将模块化排气收集器30连接到处于纵向定向50上的框架52。然而，连杆86B可以被配置成当连杆86A从框架52脱离时，将模块化排气收集器30连接到处于横向定向上的框架52。

在燃气涡轮系统10的运行期间，液体可以收集在收集器腔56内。例如，在清洗过程中，清洗溶液可以收集在收集器腔室内，燃料可以在测试过程中收集，燃料可以在启动或关闭过程中收集，或者其任意组合。无论模块化排气收集器30如何定向，模块化排气收集器30的多个排放口88都可以有助于从收集器腔56中排出液体。也就是说，尽管收集器腔56的低点随着模块化排气收集器30的定向而改变，总有一个模块化排气收集器30的排放口88可以位于收集器腔56的低点。底面84的弯曲形状可以将排气流导向出口58，并且当模块化排气收集器30处于纵向定向50时，可以有助于将液体排放到纵向排放口88。此外，底面84的弯曲形状可以减少和/或分散模块化排气收集器30的底面84上的应力。当模块化排气收集器30处于横向定向50时，每个侧壁82上的排放口88可以促进收集器腔中的液体的排放。此外，侧壁82可以朝着排放口88倾斜。通道和/或相应侧壁82的形状可以被配置成当模块化排气收集器处于将相应侧壁82定位在入口轴线54下方的横向定向时，将相应的排放口88定位在相应侧壁82上的低点。

面向收集器腔56的背面80的内部可以具有锥形表面90。锥形表面90可以有助于重新定向从扩散器20沿着入口轴线54进入的排气流，使其流向出口方向60上的出口58。在一些实施方案中，锥形表面90可以减少和/或分散模块化排气收集器30的背面80上的应力。锥形表面90可以通过收集器腔56连接到孔66。在一些实施方案中，锥形表面90可以具有与孔66相连的倒角形连接件，从而减小锥形表面90和/或孔66上的应力。此外，侧壁82与一个或多个入口面62和背面80之间的接口可以是弯曲的，以减少和/或分散模块化排气收集器30的接口上的应力。

模块化排气收集器30的出口58可以连接到发电厂8的设备38或构筑物，例如排气处理系统、催化剂系统、HRSG或其任意组合。在一些实施方案中，出口58的凸缘94可以具有多个应力减小特征结构96，例如扇形边缘和/或导热材料。在燃气涡轮系统启动期间，出口58和凸缘94的温度可以从环境温度快速升高到排气温度，从而在出口58上引起热应力。凸缘94的多个应力减小特征结构96可以沿着凸缘94分散或分配热量，从而减小凸缘94的热应力和热膨胀。

图3示出了燃气涡轮系统10的模块化排气收集器30的一个实施方案的纵向剖面图，其中该剖面图是沿着图2的线3-3截取的。来自扩散器20的排气可以通过扩散器20的端部110被引导到模块化排气收集器30的收集器腔56中，然后被重新定向到出口方向60上的出口58。背面80的锥形表面90可以有助于将排气流重定向到出口58。燃气涡轮系统10的一个或多个轴22可以延伸穿过模块化排气收集器30的锥形表面90和孔66。尽管当模块化排气收集器30以纵向定向50布置时，自出口58延申的出口方向60在图3中示出为在纵向方向36上，但是对于处于纵向定向50的模块化排气收集器30的一些实施方案，出口方向60可以与纵向方向36形成角度112。也就是说，尽管处于纵向定向50的模块化排气收集器30的出口方向60可能大致在纵向方向36上，但是出口方向60也可以从纵向方向36朝向横向方向40或42之一，朝向轴向32，或者朝向横向方向之一并朝向轴向，倾斜角度112。在一些实施方案中，角度112是30度、15度、10度或5度或更小。类似地，尽管处于一个横向定向的模块化排气收集器30的出口方向60通常可能在横向方向40或42上，但是出口方向60也可以从横向方向朝着纵向方向36、朝着轴向方向32或其任意组合，倾斜角度112。

图3还示出了底面84的排放88，其位于以纵向定向50布置的模块化排气收集器30的低点。底面84的倾斜或弯曲表面可以将收集器腔56内的液体引导至排放88。在一些实施方案中，排放口88将收集的液体引导至贮存器进行处理、储存或处置。如上所述，排放88可以设置在模块化排气收集器30上，以使得排放88中的一个能够位于处在各种定向(例如，纵向方位、横向方位)的模块化排气收集器30的低点。例如，侧壁82上的排放88可以相对于底面84上的排放口以围绕入口轴线54的一个角度(例如，大约90度)设置。因此，当模块化排气收集器30围绕入口轴线54旋转相同角度(例如，大约90度)时，侧壁82上的排放口可以设置在低点。

图4是燃气涡轮系统10的模块化排气收集器30的多个方位的轴向视图，其中轴向视图沿着图2和5的线4-4截取。图4的实线示出了以纵向定向50布置的模块化排气收集器30，图4的断续线示出了以向左横向定向114布置的模块化排气收集器30，图4的点划线示出了以向右横向定向116布置的模块化排气收集器30。为了进一步阐明模块化排气收集器30在不同位置的部件，图4中设置在不同定向的不同位置的许多元件用具有后缀“V”、“L”和“R”的附图标记表示。后缀“V”表示元件在纵向定向50上的位置，后缀“L”表示元件在向左横向定向114上的位置，后缀“R”表示元件在向右横向定向116上的位置。

第一组端120、122设置在离入口轴线54第一距离118处。第一组端120、122中的一个可以被配置成连接到以纵向定向50、向右横向定向116或向左横向定向114的燃气涡轮系统10的CD导管74。在燃气涡轮系统10的一些实施方案中，CD导管74可被配置成在第一位置134或第二位置136处与第一组端120、122中的一个连接，第一位置134或第二位置136被设置成距入口轴线54第一距离118。第二组端124、126、128设置在离入口轴线54第二距离130处。当模块化排气收集器30处于纵向定向50、向右横向定向116或向左横向定向114时，第二组端124、126、128中的一个可以相对于入口轴线54设置在第三位置132。

当模块化排气收集器30以纵向定向50布置时，出口58V被配置成在出口方向60V上引导排气流。收集器腔56由入口面62、侧壁82V、底面84V、背面80和出口58V限定。CD导管74可以连接到入口轴54上方的第一组端120V或122V中的一个。流动导管(例如，A&O导管78)可以连接到位于第三位置132的第二组端口的端124。底面84V上的排放口88V位于模块化排气收集器30的低点，使得收集器腔56内的液体可以被排放88V收集以进行移除。支撑结构86V(例如耳轴)可以被配置成支撑提升模块化排气收集器。支撑连杆86A可连接到燃气涡轮系统10的框架52或地基上，以将模块化排气收集器30以纵向定向50固定。

模块化排气收集器30可以围绕入口轴线54在第一方向上(例如，顺时针方向)从纵向定向50朝着向左横向定向114旋转第一角度138。第一角度138可以与纵向方向36成30至120度(包括30和120度)、45至110度(包括45和110度)、60至110度(包括60和110度)、80至100度(包括80和100度)或大约90度的角。在一些实施方案中，第一组端口的端口122从第一组端口的端口120旋转偏移第一角度138。因此，模块化排气收集器30在第一方向上旋转第一角度138将第一组端口的端口120布置在第二位置136。在一些实施方案中，第二组端口的端口124从端口128旋转偏移第一角度138，并且端口126从端口124旋转偏移第一角度138。因此，模块化排气收集器30在第一方向上旋转第一角度138将端口128布置在第三位置132，在第三位置132端口128可以连接到导管78。

当模块化排气收集器30以向左横向定向114布置时，出口58L被配置成在出口方向60L上引导排气流。收集器腔56由入口面62、侧壁82L、底面84L、背面80和出口58L限定。CD导管74可以连接到入口轴54上方的第一组端口的端口120L。流动导管(例如，A&O导管78)可以连接到位于第三位置132的第二组端口的端口128L。底面84L上的排放口88L位于模块化排气收集器30的低点，使得收集器腔56内的液体可以被排放口88L收集以进行移除。如上所述，侧壁82L可以是倾斜的或弯曲的，以便于在排放口88L处收集液体，并且排放口88L可以位于向左横向定向114上的模块化排气收集器30的低点。支撑连杆86B可连接到燃气涡轮系统10的框架52或地基上，从而以向左横向定向114将模块化排气收集器30固定。

模块化排气收集器30可以围绕入口轴线54在第二方向(例如，逆时针方向)上从纵向定向50朝着向右横向定向116旋转第二角度140。第二角度140可以与纵向方向36成30至120度(包括30和120度)、45至110度(包括45和110度)、60至110度(包括80和100度)或大约90度的角。第二角度140可以具有与第一角度138相同的大小。在一些实施方案中，第一组端口的端口122从第一组端口的端口120旋转偏移第二角度140。因此，模块化排气收集器30在第二方向上旋转第二角度140将第一组端口的端口122布置在第一位置134。在一些实施方案中，第二组端口的端口126从端口124旋转偏移第二角度140，并且端口124从端口128旋转偏移第二角度140。因此，模块化排气收集器30在第二方向上旋转第二角度140将端口126布置在第三位置132，在第三位置132端口126可以连接到导管78。

当模块化排气收集器30以向右横向定向116布置时，出口58R被配置成在出口方向60R上引导排气流。收集器腔56由入口面62、侧壁82R、底面84R、背面80和出口58R限定。CD导管74可以连接到入口轴线54上方的第一组端口的端口122R。流动导管(例如，A&O导管78)可以连接到位于第三位置132的第二组端口的端口126R。底面84R上的排放口88R位于模块化排气收集器30的低点，使得收集器腔56内的液体可以被排放口88R收集以进行移除。如上所述，侧壁82R可以是倾斜的或弯曲的，以便于在排放口88R处收集液体，并且排放口88R可以位于向右横向定向116上的模块化排气收集器30的低点。支撑连杆86B可连接到燃气涡轮系统10的框架52或地基上，从而以向右横向定向116将模块化排气收集器30固定。

虽然模块化排气收集器30的上述实施方案被示出为纵向定向50从横向定向114、116旋转偏移90度，但是模块化排气收集器30的一些实施方案中，多个端口120、122、124、126和128以及排放口88可以具有不同的配置。此外，虽然图4描述了相对于纵向定向50的向左定向114和向右定向116，但是具有模块化排气收集器30的燃气涡轮系统10的一些实施方案可以从一个横向定向(例如，向左横向定向114)重新布置为另一个横向定向(例如，向右定向116)。此外，在一些实施方案中，模块化排气收集器30可以布置在中间方位，其中与出口方向60V的角度138或140小于90度。此外，模块化排气收集器30可以可逆地布置，使得模块化排气收集器30可以在各种定向(纵向定向50、向左定向114、向右定向116、中间定向)之间重新布置。

图5是燃气涡轮系统10的模块化排气收集器30的一个实施方案的透视图，其中模块化排气收集器30以向右横向定向116布置。如上所述，模块化排气收集器30接收从扩散器20沿着入口轴线54进入收集器腔56的排气流，并且通过出口58将排气流重定向在出口方向60上，当模块化排气收集器处于向右横向定向116时出口方向60可以是横向方向40。类似于图2所示的模块化排气收集器，位于第一位置134的CD端口72可以连接到CD导管74以接收CD流。未连接到CD导管74的CD端口72可以被盖住。以类似的方式，第二组的一个或多个流动端口76中的一个流动端口可以在入口轴线54下方的位置连接到A&O导管78。入口面62上的多个端口72的每组端口的各端口的旋转偏移有助于将各种部件和导管连接到处于任何所述定向的模块化排气收集器30。也就是说，多个端口72的每组端口的旋转偏移可以降低成本和精力以及与改变模块化排气收集器30的定向相关联的成本。

图6示出了将模块化排气收集器组装到燃气涡轮系统的方法180。模块化排气收集器可以与燃气涡轮系统的其他部件一起布置(方框182)在框架或地基上。模块化排气收集器布置在组装定向，组装定向可以包括但不限于纵向定向50、向左定向114或向右定向116。在组装定向，模块化排气收集器可以与燃气涡轮系统连接(方框184)。例如，燃气涡轮系统的扩散器可以连接到模块化排气收集器。在一些实施方案中，燃气涡轮系统的扩散器至少部分地容纳在模块化排气收集器内。在一些实施方案中，模块化排气收集器和扩散器与燃气涡轮系统相连接(方框184)。模块化排气收集器的出口可以连接到下游系统，包括但不限于HRSG、催化剂或排气处理系统或其任意组合。模块化排气收集器的第一组端口中的一个或多个端口可以连接到(方框186)燃气涡轮系统的一个或多个相应导管。一个或多个相应的导管可以有助于模块化排气收集器和燃气涡轮系统的其他部件(例如压缩机)之间的流体连通。如上所述，一个或多个导管可以包括但不限于压缩机排放导管、空气和油分离导管等。

模块化排气收集器可以在组装定向可逆地连接到燃气涡轮系统，使得模块化排气收集器可以从组装定向重新布置(方框188)到一个调整后的定向。调整后的定向可以包括但不限于纵向定向50、向左定向114或向右定向116。为了重新布置模块化排气收集器，模块化排气收集器的第一组端口中的一个或多个端口与燃气涡轮系统的一个或多个相应导管分离(方框190)。模块化排气收集器与燃气涡轮系统和任何下游系统分离(方框192)。在一些实施方案中，模块化排气收集器和扩散器都与燃气涡轮系统分离(方框192)。模块化排气收集器和可选的扩散器可以围绕入口轴线旋转一个角度(方框194)到调整后的定向。在一些实施方案中，模块化排气收集器和扩散器从组装定向旋转到调节后的定向的角度可以是90度或更小，例如从纵向定向旋转到一个横向定向。然而，在一些实施方案中，如果组装定向是向左定向，并且调整后的定向是向右定向，则角度可以大约为180度或更小。在将模块化排气收集器和可选的扩散器旋转到调整后的定向之后，将模块化排气收集器和扩散器与燃气涡轮系统和任何下游系统连接(方框184)。模块化排气收集器的第二组端口中的一个或多个端口可以连接到(方框196)燃气涡轮系统的一个或多个相应导管。当模块化排气收集器处于组装定向时，处于调整后的定向的第二组端口的一个或多个端口的相对于入口轴线的位置可以与第一组端口的一个或多个端口设置的位置相同。

上述实施方案的技术效果包括使得燃气涡轮系统的排气收集器能够在各种定向中使用，也能应用于具有燃气涡轮系统的发电厂系统的各种配置。模块化排气收集器为燃气涡轮系统的制造商提供了库存灵活性，从而省下了排气收集器仅能用于一个定向所引发的零件和成本。此外，模块化排气收集器允许之后将排气处理设备和/或热回收设备添加到发电厂系统中，并且无需更换模块化排气收集器。此外，模块化排气收集器的多个排放口使得收集的液体能够在任何上述定向从收集器腔排出。

本书面描述使用示例来公开实施方案，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践这些权利要求，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。

这里提出和要求保护的技术被引用并应用于实践性质的物质对象和具体例子，这些物质对象和具体例子明显地改进了本技术领域，并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果附加到本说明书末尾的任何权利要求包含一个或多个被指定为“[执行][一个功能]的方法...”或“[执行][一个功能]的步骤...”的要素，则这些要素应根据35U.S.C.112(f)进行解释。然而，对于包含以任何其他方式指定的元素的任何权利要求，这种元素则不应根据35 U.S.C.112(f)进行解释。

Claims (15)

1.一种系统(10)，所述系统包括：

模块化排气收集器(30)，其被配置为以第一定向(50)和第二定向(114，116)中的一个布置，其中所述模块化排气收集器(30)被配置为接收沿着入口轴线(54)通过入口面(62)进入收集器腔(56)的排气流，当所述模块化排气收集器(30)以所述第一定向(50)布置时引导所述排气流沿着第一方向(36)通过出口(58)，并且所述模块化排气收集器(30)被配置成当所述模块化排气收集器(30)以所述第二定向(114，116)布置时，引导所述排气流沿着第二方向(34)通过所述出口(58)，其中所述入口轴线(54)与所述第一方向(36)不同，并且所述入口轴线(54)与所述第二方向(34)不同，其中所述模块化排气收集器(30)包括：

所述入口面(62)，其中所述入口面(62)包括：

被配置为接收所述排气流的排气通道(64)；

多个压缩机排放(CD)端口(72)，其中所述多个CD端口中的每个CD端口(72)设置成距所述入口轴线(54)第一径向距离(118)；以及

多个流动端口(76)，其中所述多个流动端口中的每个流动端口(76)设置成距所述入口轴线(54)第二径向距离(130)；以及

与所述出口(58)相对的底面(84)，其中底面(84)包括第一排放口(88)；以及

所述底面(84)和所述出口(58)之间的第一侧壁(82)，其中所述第一侧壁(82)包括第二排放口(88)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

当所述模块化排气收集器(30)以所述第一定向(50)布置时，所述多个CD端口中的第一CD端口(120)被布置在第一位置(134)并且所述多个流动端口中的第一流动端口(124)被布置在第二位置(132)；以及

当所述模块化排气收集器(30)以所述第二定向(114，116)布置时，所述多个CD端口中的第二CD端口(122)布置在所述第一位置(134)并且所述多个流动端口中的第二流动端口(126)布置在所述第二位置(132)。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述模块化排气收集器(30)以所述第二定向(114，116)布置时，所述多个CD端口中的所述第一CD端口(120)包括第一盖，并且所述多个流动端口中的所述第一流动端口(124)包括第二盖。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二定向(114，116)从所述第一定向(50)旋转偏移60度至120度(包括60度和120度)的角度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述入口轴线(54)基本垂直于所述第一方向(36)和所述第二方向(34)。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二定向(114，116)包括向左定向(114)和向右定向(116)，其中所述模块化排气收集器(30)被配置成以所述第一定向(50)、所述向左定向(114)和所述向右定向(116)中的一个布置。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述模块化排气收集器(30)包括与所述第一侧壁(82)相对并且在所述底面(84)和所述出口(58)之间的第二侧壁(82)，其中所述第二侧壁(82)包括第三排放口(88)，其中所述第一排放口(88)被配置为位于所述收集器腔(56)的低点，以在所述第一定向(50)排放所述收集器腔(56)中的液体，所述第二排放口(88)被配置为处于所述向左定向(114)的所述低点，所述第三排放口(88)被配置为处于所述向右定向(116)的所述低点。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述模块化排气收集器(30)包括与所述入口面(62)相对的背面(80)和围绕所述入口轴线(54)穿过所述排气通道(64)和所述入口面(62)的孔(66)，其中所述背面(80)包括所述收集器腔(56)内的锥形表面(90)，其中所述锥形表面(90)包括与所述孔(66)相连的倒角型连接件。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述模块化排气收集器(30)包括所述出口(58)，并且所述出口(58)包括凸缘(94)，所述凸缘包括多个应力减小特征结构(96)。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述模块化排气收集器(30)包括围绕所述入口轴线(54)穿过所述排气通道和所述入口面(62)的孔(66)，以及连接到所述孔(66)和扩散器壁(20)的楔形件(68)，其中所述楔形件(68)与出口(58)相对设置。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述底面(84)包括被配置为将所述排气流导向所述出口(58)的曲面。

12.一种方法(180)，所述方法包括：

相对于燃气涡轮系统(16)的涡轮(18)将模块化排气收集器(30)从组装定向重新布置(188)到调整后的定向，其中所述模块化排气收集器(30)被配置成从所述涡轮(18)接收沿着入口轴线(54)穿过所述模块化排气收集器(30)的入口面(62)的排气流，其中重新布置所述模块化排气收集器(30)包括：

将第一端口(72)与所述燃气涡轮系统(10)的导管(74)分离(190)，其中所述第一端口(72)设置在所述模块化排气收集器(30)的入口面(62)上，处于相对于所述入口轴线(54)的第一位置(134)；

围绕所述入口轴线(54)旋转(194)所述模块化排气收集器(30)一个角度(112)，以将所述模块化排气收集器(30)的出口(58)从所述组装定向的出口方向(60)重新定向到所述调整后的定向的调整后的出口方向，其中旋转所述模块化排气收集器(30)所述角度(112)将设置在所述模块化排气收集器(30)的所述入口面(62)上的第二端口(72)布置在所述第一位置(134)；以及

将所述第二端口(72)连接(196)到所述燃气涡轮系统(10)的所述导管(74)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述出口方向(60)包括横向方向(34)，并且所述调整后的出口方向包括纵向方向(36)。

14.根据权利要求12所述的方法，包括将以所述调整后的方向布置的所述模块化排气收集器(30)的所述出口(58)连接(184)到邻近所述燃气涡轮系统(10)布置的热回收蒸汽发生器(HRSG)(38)，其中所述出口方向(60)包括纵向方向(36)，并且所述调整后的出口方向包括横向方向(34)。

15.根据权利要求12所述的方法，其中重新布置(188)所述模块化排气收集器(30)包括：

将第三端口(76)与所述燃气涡轮系统(10)的第二导管(78)分离(190)，其中所述第三端口(76)设置在所述模块化排气收集器(30)的所述入口面(62)上，处于相对于所述入口轴线(54)的第二位置(132)；

围绕所述入口轴线(54)旋转(194)所述模块化排气收集器(30)所述角度(112)，以将设置在所述模块化排气收集器(30)的所述入口面(62)上的第四端口(76)布置在所述第二位置(132)；以及

将所述第四端口(72)连接(196)到所述燃气涡轮系统(10)的所述第二导管(78)。

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