CN112483257A - 一种高密封性的燃气轮机间冷器 - Google Patents

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CN112483257A CN202011161386.6A CN202011161386A CN112483257A CN 112483257 A CN112483257 A CN 112483257A CN 202011161386 A CN202011161386 A CN 202011161386A CN 112483257 A CN112483257 A CN 112483257A
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李贝贝
马建强
邢东宇
刘翼腾
王振坤
刘睿
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    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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Abstract

本发明的目的在于提供一种高密封性的燃气轮机间冷器，包括间冷器壳体、换热模块，间冷器壳体的后板处设置后板凹槽，间冷器壳体的两个侧板上均设置侧板凹槽，换热模块的后板处设置后板凸起，换热模块的两个侧板上均设置侧板凸起，后板凹槽的宽度大于后板凸起的宽度，侧板凹槽的宽度大于侧板凸起的宽度，换热模块安装到间冷器壳体时，通过将侧板凹槽与其对应的侧板凸起相对应，使换热模块插入到间冷器壳体中，直至后板凹槽与后板凸起相互插接。本发明可以减少间冷器壳体和间冷器换热模块之间的气体泄漏量，保证多数气体可以通过间冷器换热模块进行换热，提高间冷器的换热效率，进而提高了燃气轮机的工作效率。

Description

一种高密封性的燃气轮机间冷器
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机，具体地说是燃气轮机间冷器。
背景技术
简单循环燃气轮机以其高比功、振动噪音小、机动性好等优点在水面船舶推进动力装置中得到了广泛应用，但部分负荷工况时油耗过高使其在使用上受到了一定的限制。而带有间冷循环的燃气轮机以其输出功率增加、低油耗、变工况性能优良、低噪声、低排气等特点，受到船舶推进动力装置领域的日益关注，成为21世纪船舶推进动力装置的发展趋势之一。间冷器作为间冷循环燃气轮机的关键部件，它的性能好坏将直接影响着间冷循环燃气轮机的总体性能。其位于低压压气机和高压压气机之间，用于冷却低压压气机后的高温高压空气。受间冷器换热模块使用条件及后续维修更换等因素限制，一般将间冷器设计为可拆卸式结构，通常包括间冷器壳体和插接的换热模块。但由于间冷器壳体和换热模块之间不能保证完全无间隙接触，常常会导致换热模块与框体之间的气体泄漏，影响间冷器换热模块的换热效率，进而影响燃气轮机整机效率。
发明内容
本发明的目的在于提供能够解决间冷循环燃气轮机工作时，间冷器的框体和换热模块之间的气体泄漏问题，从而提高燃气轮机间冷器的换热效率，保证间冷循环燃气轮机平稳高效运行的一种高密封性的燃气轮机间冷器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：包括间冷器壳体、换热模块，间冷器壳体的后板处设置后板凹槽，间冷器壳体的两个侧板上均设置侧板凹槽，换热模块的后板处设置后板凸起，换热模块的两个侧板上均设置侧板凸起，换热模块通过换热模块上的后板凸起与间冷器壳体上的后板凹槽的配合，以及换热模块上的两个侧板凸起与间冷器壳体上的两个侧板凹槽相配合，安装在间冷器壳体里，后板凹槽的宽度大于后板凸起的宽度，侧板凹槽的宽度大于侧板凸起的宽度，换热模块安装到间冷器壳体时，通过将侧板凹槽与其对应的侧板凸起相对应，使换热模块插入到间冷器壳体中，直至后板凹槽与后板凸起相互插接。
本发明还可以包括：
1、后板凸起、后板凹槽、侧板凸起和侧板凹槽的截面为梯形结构，且其宽度向远离间冷器壳体或换热模块一侧逐渐减小。
2、侧板凸起和侧板凹槽的朝向与两个侧板之间的对称面垂直，即位于两个侧板上的侧板凸起或侧板凹槽的朝向位于同一平面上，使得侧板凸起和侧板凹槽的朝向与侧板呈一个角度，使得侧板凸起和侧板凹槽之间的配合面与换热模块受压力方向相适配。
3、所述后板凹槽的数量为2-4个，后板凸起的数量与后板凹槽相同；所述侧板凹槽的数量为2-4个，其对应的侧板凸起的数量与其相同。
本发明的优势在于：
1、密封结构简单，且密封效果显著；
2、采用此迷宫式密封结构，可以减少间冷器壳体和间冷器换热模块之间的气体泄漏量，保证多数气体可以通过间冷器换热模块进行换热，提高间冷器的换热效率，进而提高了燃气轮机的工作效率；
3、采用此密封结构，减少气体泄漏量，保证间冷器后方气体温度场的均匀性，优化高压压气机进口温度场。
附图说明
图1为本发明实施例1的装配图；
图2为本发明实施例1间冷器壳体的立体结构图；
图3为本发明实施例1换热模块的结构图；
图4为本发明实施例1换热模块的立体结构图；
图5为本发明实施例1间冷器后板处密封结构的示意图；
图6为本发明实施例1间冷器后板处密封结构的放大图；
图7为本发明实施例1间冷器侧板处密封结构的示意图；
图8为本发明实施例1间冷器侧板处密封结构的放大图。
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：
实施例1：
如图1～4所示，本发明一种高密封性的燃气轮机间冷器，包括三面开口贯通的间冷器壳体1和插接在所述间冷器壳体1内的换热模块2，所述间冷器壳体1和换热模块2之间设置有迷宫式的密封结构，所述密封结构包括设置在间冷器壳体1内表面的凹槽和设置在换热模块2外表面的凸起，所述凹槽包括相互连接的三组，包括位于间冷器壳体的后板处的后板凹槽1-1和两个侧板上的侧板凹槽1-2，所述凸起包括相互连接的三组，包括位于所述换热模块2的后板处的后板凸起2-2和两个侧板上的侧板凸起2-1，所述凹槽的宽度大于所述凸起的宽度。
在使用时，将侧板凹槽1-2和侧板凸起2-1对准，然后将换热模块2插入到间冷器壳体1中，直至的后板凹槽1-1和后板凸起2-2相互插接，因为所述凹槽的宽度大于所述凸起的宽度，凹槽和凸起的配合面之间预留有一定的间隙尺寸，具体的间隙值可根据燃气轮机正常运行时的技术参数最终确定，能够降低间冷器模块内的气体泄漏量，起到密封气体的作用。
如图5～8所示，所述凸起和凹槽的截面为梯形结构，且其宽度向远离所述间冷器壳体或换热模块一侧逐渐减小，在保证密封效果的同时，提高密封结构的结构强度，减小受压后变形损坏，以提高稳定性和密封性。
凸起和凹槽的朝向与两个侧板之间的对称面垂直，即位于两个侧板上的凸起或凹槽的朝向位于同一平面上，使得凸起和凹槽的朝向与所述侧板呈一定角度，使得凸起和凹槽之间的配合面与所述换热模块在实际使用时的受压力方向相适配，以保证密封结构在实际使用时的稳定性，延长使用寿命。
密封结构设置有2～4个，在本实施例中优选为3个，相互平行且均匀分布，以提高密封性和结构稳定性。
实施例2
在实施例1的基本上，区别在于：
凹槽和凸起的截面为矩形，在保证密封效果的同时，降低制造难度。

Claims (5)

1.一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：包括间冷器壳体、换热模块，间冷器壳体的后板处设置后板凹槽，间冷器壳体的两个侧板上均设置侧板凹槽，换热模块的后板处设置后板凸起，换热模块的两个侧板上均设置侧板凸起，换热模块通过换热模块上的后板凸起与间冷器壳体上的后板凹槽的配合，以及换热模块上的两个侧板凸起与间冷器壳体上的两个侧板凹槽相配合，安装在间冷器壳体里，后板凹槽的宽度大于后板凸起的宽度，侧板凹槽的宽度大于侧板凸起的宽度，换热模块安装到间冷器壳体时，通过将侧板凹槽与其对应的侧板凸起相对应，使换热模块插入到间冷器壳体中，直至后板凹槽与后板凸起相互插接。
2.根据权利要求1所述的一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：后板凸起、后板凹槽、侧板凸起和侧板凹槽的截面为梯形结构，且其宽度向远离间冷器壳体或换热模块一侧逐渐减小。
3.根据权利要求1或2所述的一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：侧板凸起和侧板凹槽的朝向与两个侧板之间的对称面垂直，即位于两个侧板上的侧板凸起或侧板凹槽的朝向位于同一平面上，使得侧板凸起和侧板凹槽的朝向与侧板呈一个角度，使得侧板凸起和侧板凹槽之间的配合面与换热模块受压力方向相适配。
4.根据权利要求1或2所述的一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：所述后板凹槽的数量为2-4个，后板凸起的数量与后板凹槽相同；所述侧板凹槽的数量为2-4个，其对应的侧板凸起的数量与其相同。
5.根据权利要求3所述的一种高密封性的燃气轮机间冷器，其特征是：所述后板凹槽的数量为2-4个，后板凸起的数量与后板凹槽相同；所述侧板凹槽的数量为2-4个，其对应的侧板凸起的数量与其相同。
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