CN111561391A - 一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统 - Google Patents
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Abstract
一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，它涉及一种燃气轮机分体排气系统，具体涉及一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统。本发明为了解决车载式燃气轮机排气系统无法同时满足排气系统轻量化、低噪声、小流阻及机组良好的机动性和地面适应性需求的问题。本发明包括浮动环、膨胀圆环、一级排气系统、二级排气系统和多个一二级排气系统间定位块；二级排气系统、一级排气系统由上至下依次设置，二级排气系统通过多个一二级排气系统间定位块与一级排气系统可拆卸连接，浮动环通过膨胀圆环与一级排气系统下表面的出气口连接。本发明属于燃气轮机领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机分体排气系统，具体涉及一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，属于燃气轮机领域。
背景技术
车载式燃气轮机机组多用于发电领域，因其具有结构紧凑、启动迅速、地域适应性强、部署时间短等特点，采用中大功率车载式发电机组，可应对突发自然灾害、军事行动、医疗、油气田开采初期等电网无法覆盖或要求电力稳定、可靠供应的状况。目前绝大多数陆用或海上平台用发电机组因其所占范围较大，且不需进行多次、快速、灵活拆装考虑，其排气系统大都在宽度或高度方向有较大尺寸，重量及受风载面积较大，并因此需增设相应的辅助支撑。这无疑降低了车载式燃气轮机发电机组的机动性及地面适应性，需优化结构形式，在当前机组功率等级下，集成排气导流和排气消音装置于一体的排气系统对于地面运输和吊装安装作业都将造成不便。因此，考虑研究一种将排气导流和排气消音装置分开布置的排气系统，在满足轻量化、低噪声、小流阻的前提下，最大限度地发挥车载式燃气轮机发电机组的机动性及地面适应性优势。
发明内容
本发明为解决车载式燃气轮机排气系统无法同时满足排气系统轻量化、低噪声、小流阻及机组良好的机动性和地面适应性需求的问题，进而提出一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括浮动环、膨胀圆环、一级排气系统、二级排气系统和一二级排气系统间定位块；二级排气系统、一级排气系统由上至下依次设置，二级排气系统通过一二级排气系统间定位块与一级排气系统可拆卸连接，浮动环通过膨胀圆环与一级排气系统下表面的出气口连接。
进一步的，本发明还包括法兰密封垫，法兰密封垫设置在一级排气系统的上表面与二级排气系统的下表面之间。
进一步的，一级排气系统包括一级排气系统外框架、由导流内壁板组成的下腔体、由一级排气系统内壁孔板组成的上腔体和四个分半消音器；所述上腔体和所述下腔体由上至下依次设置在一级排气系统外框架内，所述上腔体与所述下腔体连通，四个分半消音器分两排设置在所述上腔体内。
进一步的，一级排气系统还包括检修门，检修门设置在一级排气系统外框架正面的下部。
进一步的，一级排气系统还包括一级排气系统吸音棉，一级排气系统吸音棉填充在所述上腔体和所述下腔体的外壁与一级排气系统外框架的内壁之间。
进一步的，二级排气系统包括二级排气系统外框架、消音器组件、由二级排气系统内壁孔板组成内腔体；所述内腔体设置在二级排气系统外框架内，所述消音组件设置在所述内腔体内。
进一步的，所述消音组件包括多个矩阵消音器单元体、多个消音器单元体下支撑和多个消音器单元体上支撑，多个矩阵消音器单元体并排设置在所述内腔体内，每个矩阵消音器单元体的下端通过一个消音器单元体下支撑与所述内腔体的内壁固定连接，每个矩阵消音器单元体的上端通过一个消音器单元体上支撑与所述内腔体的顶面固定连接。
进一步的，二级排气系统还包括多个钢索固点；多个钢索固点均布设置在二级排气系统的上表面上。
进一步的，所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统还包括浮动环排水管，浮动环的外侧面上有浮动环疏水槽，浮动环排水管安装在浮动环疏水槽内。
进一步的，一二级排气系统间定位块包括第一定位块和第二定位块；第一定位块固定安装在一级排气系统外框架的上表面上，第二定位块固定安装在二级排气系统外框架外侧面的底部，第二定位块插装在第一定位块内。
本发明的有益效果是：本发明的排气系统分为两个模块，模块化单体运输，与车载式燃气轮机排气系统分体运输尺寸要求十分契合，一二级排气系统间定位块和一级排气系统与箱装体间定位块的设计，合理地考虑了吊装、安装过程中的形变，并降低了吊装、安装难度，提高了成撬组装的快速性和机动性；本发明的一级排气系统选用分半导弹消音器，并与内壁板配合稳流、扩散，可有效减缓烟气旋流产生的涡旋效应；本发明的二级排气系统选用矩阵式消音器单元，可有效降低气动一、二次噪声；本发明的二级排气系统上部设置有钢索紧固点，用于地面运行时斜拉钢索，增加带风载条件下的机组整体稳定性，提高抗倾覆能力。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是一二级排气系统间定位块的主视图；
图4是一二级排气系统间定位块的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统包括浮动环1、膨胀圆环2、一级排气系统3、二级排气系统5和一二级排气系统间定位块11；二级排气系统5、一级排气系统3由上至下依次设置，二级排气系统5通过一二级排气系统间定位块11与一级排气系统3可拆卸连接，浮动环1通过膨胀圆环2与一级排气系统3下表面的出气口连接。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统还包括法兰密封垫4，法兰密封垫4设置在一级排气系统3的上表面与二级排气系统5的下表面之间。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：一级排气系统3包括一级排气系统外框架7、由导流内壁板8组成的下腔体、由一级排气系统内壁孔板16组成的上腔体和四个分半消音器9；所述上腔体和所述下腔体由上至下依次设置在一级排气系统外框架7内，所述上腔体与所述下腔体连通，四个分半消音器9分两排设置在所述上腔体内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的一级排气系统3还包括检修门10，检修门10设置在一级排气系统外框架7正面的下部。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的一级排气系统3还包括一级排气系统吸音棉19，一级排气系统吸音棉19填充在所述上腔体和所述下腔体的外壁与一级排气系统外框架7的内壁之间。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的二级排气系统5包括二级排气系统外框架12、消音器组件、由二级排气系统内壁孔板17组成内腔体；所述内腔体设置在二级排气系统外框架12内，所述消音组件设置在所述内腔体内。
本实施方式中所述内腔体的外壁与二级排气系统外框架12的内壁之间设有二级排气系统吸音棉18。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的所述消音组件包括多个矩阵消音器单元体13、多个消音器单元体下支撑14和多个消音器单元体上支撑15，多个矩阵消音器单元体13并排设置在所述内腔体内，每个矩阵消音器单元体13的下端通过一个消音器单元体下支撑14与所述内腔体的内壁固定连接，每个矩阵消音器单元体13的上端通过一个消音器单元体上支撑15与所述内腔体的顶面固定连接。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的二级排气系统5还包括多个钢索固点22；多个钢索固点22均布设置在二级排气系统5的上表面上。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统还包括浮动环排水管21，浮动环1的外侧面上上有浮动环疏水槽20，浮动环排水管21安装在浮动环疏水槽20内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统的一二级排气系统间定位块11包括第一定位块23和第二定位块24；第一定位块23固定安装在一级排气系统外框架7的上表面上，第二定位块24固定安装在二级排气系统外框架12外侧面的底部，第二定位块24插装在第一定位块23内。其它组成及连接关系与具体实施方式一、三或六相同。
工作原理
浮动环1通过其下部与排气涡壳配对的法兰接口连接，浮动环上部排气直段插入一级排气系统(排气导流段)3内，二者间缝隙通过膨胀圆环2封堵，以自动补偿浮动环1及一级排气系统(排气导流段)3的热膨胀量；浮动环1周身下部有疏水槽20及排水管21，用于将燃机运行状态及机组停机状态下雨水、凝结水及时排出；
一级排气系统(排气导流段)3包括一级排气系统与箱装体间定位块6、一级排气系统外框架7、导流内壁板8、分半导弹消音器9、检修门10、一二级排气系统间定位块11、内壁孔板16、吸音棉19、法兰密封垫等；其中，一级排气系统与箱装体间定位块6位于一级排气系统外框架下部，定位块由第一定位块23、第二定位块24和平垫块组成，用于自动适应一级排气系统与箱装体之间的定位及因吊装、安装产生的偏差，定位块底面与一级排气系统外框架齐平，在运输吊装落位时不需单独对定位块进行支撑和保护；法兰密封垫在预装配时粘贴于一级排气系统下表面周边，用于一级排气系统与箱装体之间的密封，并在箱装体上表面增设凸台，以考虑下雨时的结构密封问题；一级排气系统中部是由自下至上布置的导流内壁板8和内壁孔板16在二者相交处结合而构成的排气导流壁面，其固定点生根于一级排气系统框架焊接结构上，同时在壁面上部、中部相应位置处开孔、增设分半导弹消音器支撑梁，用以支撑分半导弹消音器9并自动适应其水平及竖直方向的热膨胀量(燃机运行状态下)，排气导流壁面与分半导弹消音器9之间的部分，一方面用于引导、减缓排气涡壳出口处产生的气体旋流，另一方面可初步降低燃机排气噪声，排气导流内壁板和内壁孔板与排气框架之间填充吸音棉19，用以阻隔散热和噪声传播；在一级排气系统框架外壁板上开有检修门10，用于临时检修；一二级排气系统间定位块11一部分位于一级排气系统上部，由第一定位块23、第二定位块24和平垫块组成，并与二级排气系统上的另一部分配合使用，用于自动适应一二级排气系统间的定位及因吊装、安装产生的偏差。
二级排气系统(排气矩阵消音器)包括一二级排气系统间定位块11、二级排气系统外框架12、矩阵消音器单元体13、消音器单元体上下支撑14、15、内壁孔板17、吸音棉18、法兰密封垫4等；其中，一二级排气系统间定位块11位于二级排气系统外框架12下部，与位于一级排气系统上部的一二级排气系统间定位块匹配使用，用于自动适应一二级排气系统间的定位及因吊装、安装产生的偏差；内壁孔板17与矩阵消音器单元13构成排气消音结构，用于消除初步经一级排气系统消音的气动噪声及由于气流脉动而产生的二次噪声；内壁孔板17通过连接结构生根于二级排气系统外框架12上，其上部开孔用于增设矩阵消音器单元的上下支撑结构14、15，用以支撑矩阵消音器单元13并自动适应其水平及竖直方向的热膨胀量(燃机运行状态下)，内孔壁板17与二级排气系统外框架12之间填充吸音棉18，用以阻隔散热和噪声传播；法兰密封垫4在预装配时粘贴于二级排气系统下表面周边，用于一二级排气系统间的密封，并在一级排气系统框架7上表面增设凸台，以考虑下雨时的结构密封问题。
一二级排气系统3、5之间、一级排气系统3与箱装体间通过螺栓连接，牢固地与燃气轮机箱装体成为一体，并在二级排气系统5顶部设置钢索紧固点22，用于地面运行时斜拉钢索，增加带风载条件下的机组整体稳定性，提高抗倾覆能力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统包括浮动环(1)、膨胀圆环(2)、一级排气系统(3)、二级排气系统(5)和一二级排气系统间定位块(11)；二级排气系统(5)、一级排气系统(3)由上至下依次设置，二级排气系统(5)通过一二级排气系统间定位块(11)与一级排气系统(3)可拆卸连接，浮动环(1)通过膨胀圆环(2)与一级排气系统(3)下表面的出气口连接。
2.根据权利要求1所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统还包括法兰密封垫(4)，法兰密封垫(4)设置在一级排气系统(3)的上表面与二级排气系统(5)的下表面之间。
3.根据权利要求1所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：一级排气系统(3)包括一级排气系统外框架(7)、由导流内壁板(8)组成的下腔体、由一级排气系统内壁孔板(16)组成的上腔体和两个分半消音器(9)；所述上腔体和所述下腔体由上至下依次设置在一级排气系统外框架(7)内，所述上腔体与所述下腔体连通，两个分半消音器(9)并排设置在所述上腔体内。
4.根据权利要求3所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：一级排气系统(3)还包括检修门(10)，检修门(10)设置在一级排气系统外框架(7)正面的下部。
5.根据权利要求3所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：一级排气系统(3)还包括一级排气系统吸音棉(19)，一级排气系统吸音棉(19)填充在所述上腔体和所述下腔体的外壁与一级排气系统外框架(7)的内壁之间。
6.根据权利要求1所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：二级排气系统(5)包括二级排气系统外框架(12)、消音器组件、由二级排气系统内壁孔板(17)组成内腔体；所述内腔体设置在二级排气系统外框架(12)内，所述消音组件设置在所述内腔体内。
7.根据权利要求6所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：所述消音组件包括多个矩阵消音器单元体(13)、多个消音器单元体下支撑(14)和多个消音器单元体上支撑(15)，多个矩阵消音器单元体(13)并排设置在所述内腔体内，每个矩阵消音器单元体(13)的下端通过一个消音器单元体下支撑(14)与所述内腔体的内壁固定连接，每个矩阵消音器单元体(13)的上端通过一个消音器单元体上支撑(15)与所述内腔体的顶面固定连接。
8.根据权利要求6所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：二级排气系统(5)还包括多个钢索固点(22)；多个钢索固点(22)均布设置在二级排气系统(5)的上表面上。
9.根据权利要求1所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统还包括浮动环排水管(21)，浮动环(1)的外侧面上上有浮动环疏水槽(20)，浮动环排水管(21)安装在浮动环疏水槽(20)内。
10.根据权利要求1、3或6所述一种中大功率车载式燃气轮机分体排气系统，其特征在于：一二级排气系统间定位块(11)包括第一定位块(23)和第二定位块(24)；第一定位块(23)固定安装在一级排气系统外框架(7)的上表面上，第二定位块(24)固定安装在二级排气系统外框架(12)外侧面的底部，第二定位块(24)插装在第一定位块(23)内。
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