CN206592161U - 排气装置和包括该排气装置的燃气轮机 - Google Patents

排气装置和包括该排气装置的燃气轮机 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种排气装置和包括该排气装置的燃气轮机。所述排气装置包括：一壳体，包括一排气端腔和一封闭端腔；一内散流器，设置在壳体中并位于排气端腔和封闭端腔之间；一外散流器，设置为围绕内散流器并限定将引导气体沿壳体的轴向流到排气端腔和封闭端腔中的气流通道；一离心引导件，设置在封闭端腔的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处，以在从外散流器的气流通道沿朝向封闭端腔的内壁的方向流动的气体到达离心引导件时引导气体沿封闭端腔的内壁的方向流动。因此，可以引导气体沿封闭端腔的内壁的方向流动，并可以在封闭端腔中形成具有均匀的流动速率的气流。

Description

排气装置和包括该排气装置的燃气轮机
技术领域
本实用新型涉及一种排气装置和包括该排气装置的燃气轮机。
背景技术
对于联合循环发电厂来说，燃气轮机排放的气体的温度和质量流量显著地影响联合循环的效率和性能。通过空气动力学分析可知，水平排放构造有利于排放气体中的能量的有效释放。然而，对于热端驱动(hot-end-drive)构造的燃气轮机来说，需要设置垂直排放的散流器，这必然增加了排放压降。已经提出了多种方法来使这样的排放压降最小化。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可以解决上述和/或其他技术问题的排气装置和包括该排气装置的燃气轮机。
在一个示例性实施例中，一种排气装置包括：一壳体，包括一排气端腔和一封闭端腔；一内散流器，设置在壳体中并位于排气端腔和封闭端腔之间；一外散流器，设置为围绕内散流器并限定将引导气体沿壳体的轴向流到排气端腔和封闭端腔中的气流通道；一离心引导件，设置在封闭端腔的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处，以在从外散流器的气流通道沿朝向封闭端腔的内壁的方向流动的气体到达离心引导件时引导气体沿封闭端腔的内壁的方向流动。因此，可以引导气体沿封闭端腔的内壁的方向流动，并可以在封闭端腔中形成具有均匀的流动速率的气流
离心引导件包括第一翼部和第二翼部，第一翼部和第二翼部设置在封闭端腔的内壁上，第一翼部的一侧和第二翼部的一侧彼此相交以形成脊部，第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧连接在封闭端腔的内壁上。第一翼部和第二翼部分别具有从脊部延伸到封闭端腔的内壁的、朝向封闭端腔的内壁凹进的连续的曲面的形状。第一翼部和第二翼部具有沿脊部彼此镜面对称的形状。第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧彼此之间的距离随着第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧沿轴向方向延伸远离外散热器而连续增加。根据示例性实施例的离心引导件可以引导从气流通道排放到封闭端腔中的气体不是朝向封闭端腔的内壁流动并与内壁碰撞而因此产生涡流，而是沿封闭端腔的内壁的方向流动。
脊部沿轴向方向延伸，且具有随着脊部沿轴向方向延伸远离外散流器而连续增加的相对于封闭端腔的内壁的高度。因此，可以在封闭端腔中形成具有均匀的流动速率的气流。
所述排气装置包括多个离心引导件，所述多个离心引导件沿周向设置在封闭端腔的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处。
根据另一示例性实施例，一种燃气轮机包括如上所述的排气装置。
根据示例性实施例的排气装置和燃气轮机可以以如上所述的简单的构造和较低的成本来有效地改善气体流动，因此容易进行生产，或者可以在现有的燃气轮机(例如，SGT-400)的基础上进行修改，以得到根据示例性实施例的燃气轮机和排气装置。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是示出根据示例性实施例的排气装置的透视图；
图2是示出根据示例性实施例的排气装置的剖视图；
图3是示出根据示例性实施例的设置在壳体上的离心引导件的透视图；
图4是示出根据示例性实施例的离心引导件的剖视图；
图5是示出根据示例性实施例的离心引导件的剖视图。
附图标记说明：
100 壳体 300 内散流器 500 外散流器 700 离心引导件
110 排气端腔 130 封闭端腔
510 气流通道
710 第一翼部 730 第二翼部 750 脊部
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
图1是示出根据示例性实施例的排气装置的透视图，图2是示出根据示例性实施例的排气装置的剖视图。
如图1和图2中所示，根据示例性实施例的排气装置可以包括壳体100、内散流器300、外散流器500和离心引导件700。这样的排气装置可以被包括在燃气轮机中，例如，可以在联合循环发电厂的燃气轮机中采用根据示例性实施例的排气装置。
壳体100可以形成排气装置的外壳。壳体100可以限定包括例如限定排气端腔110和封闭端腔130的空间。通常，壳体100可以由金属制成。壳体100的上游可以连接到透平缸和排出缸，下游可以通过管道连接到余热锅炉。
内散流器300可以设置在壳体100中并位于排气端腔110和封闭端腔130之间。内散流器300可以与透平排气内流道相接，从而可以将来自透平的气体排放到余热锅炉。
外散流器500可以被设置为围绕内散流器300，从而可以在外散流器500的内壁与内散流器300的外壁之间形成允许气体流过的气流通道510。外散流器500可以与透平排气外流的相接，从而可以将来自透平的气体经过气流通道510排放到余热锅炉。
如图2中所示，经过气流通道510的气流可以被排放到排气端腔110和封闭端腔130。因此，为了防止通过气流通道510排放到封闭端腔130中的气体朝向封闭端腔130的内壁的流动和/或在封闭端腔130中产生涡流，根据示例性实施例，可以在封闭端腔130的内壁的与外散流器500的气流通道510对应的位置处设置离心引导件700。通过设置离心引导件700，可以形成这样的气流路径，即，当从外散流器500的气流通道510沿朝向封闭端腔130的内壁的方向流动的气体到达离心引导件700时，离心引导件700可以引导气体沿封闭端腔140的内壁，向排气端腔110的方向流动。
图3是示出根据示例性实施例的设置在壳体上的离心引导件的透视图，图4是示出根据示例性实施例的离心引导件的剖视图，图5是示出根据示例性实施例的离心引导件的剖视图。
如图3至图5中所示，离心引导件700可以包括第一翼部710和第二翼部730。第一翼部710和第二翼部730可以设置在封闭端腔130的内壁上，并且第一翼部710的一侧和第二翼部730的一侧可以彼此相交以形成脊部750。第一翼部710的另一侧和第二翼部730的另一侧可以连接在封闭端腔130的内壁上。包括第一翼部710和第二翼部730的离心引导件700可以由金属形成，并可以通过诸如熔焊等结合工艺结合到封闭端腔130的内壁。
为了形成如上所述的气流路径，第一翼部710和第二翼部730可以分别具有从脊部750延伸到封闭端腔130的内壁的、朝向封闭端腔130的内壁凹进的连续的曲面的形状。
如图3和图4中所示，第一翼部710和第二翼部730可以具有沿脊部750彼此对称，例如，镜面对称的形状。
如图4中所示，第一翼部710的另一侧和第二翼部730的另一侧彼此之间的距离可以随着第一翼部710的另一侧和第二翼部730的另一侧沿轴向方向延伸远离外散热器500而连续增加。
如图5中所示，由第一翼部710的一侧和第二翼部730的一侧相交而形成的脊部750可以沿壳体100的轴向方向延伸，且可以具有随着脊部750沿轴向方向延伸远离外散流器500而连续增加的相对于封闭端腔130的内壁的高度。
如图3和图4中所示，第一翼部710和第二翼部730可以具有沿脊部750彼此对称，例如，镜面对称的形状。
如图4中所示，第一翼部710的另一侧和第二翼部730的另一侧彼此之间的距离可以随着第一翼部710的另一侧和第二翼部730的另一侧沿轴向方向延伸远离外散热器500而连续增加。
虽然在图3至图5中示出了根据示例性实施例的排气装置可以包括一个离心引导件700，然而，示例性实施例不限于此。例如，排气装置可以包括多个离心引导件700。在该示例性实施例中，多个离心引导件700可以沿周向设置在封闭端腔130的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处。
如此，根据示例性实施例的离心引导件700可以引导从气流通道510排放到封闭端腔130中的气体不是朝向封闭端腔130的内壁流动并与内壁碰撞而因此产生涡流，而是沿封闭端腔的内壁的方向流动。此外，因为脊部750的高度连续增加，所以可以在封闭端腔130中形成具有均匀的流动速率的气流。
根据示例性实施例的排气装置和燃气轮机可以以如上所述的简单的构造和较低的成本来有效地改善气体流动，因此容易进行生产，或者可以在现有的燃气轮机(例如，SGT-400)的基础上进行修改，以得到根据示例性实施例的燃气轮机和排气装置。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.排气装置，其特征在于，所述排气装置包括：
一壳体(100)，包括一排气端腔(110)和一封闭端腔(130)；
一内散流器(300)，设置在壳体中并位于排气端腔和封闭端腔之间；
一外散流器(500)，设置为围绕内散流器并限定将引导气体沿壳体的轴向流到排气端腔和封闭端腔中的气流通道；
一离心引导件(700)，设置在封闭端腔的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处，以在从外散流器的气流通道沿朝向封闭端腔的内壁的方向流动的气体到达离心引导件时引导气体沿封闭端腔的内壁的方向流动。
2.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，离心引导件包括第一翼部(710)和第二翼部(730)，第一翼部和第二翼部设置在封闭端腔的内壁上，第一翼部的一侧和第二翼部的一侧彼此相交以形成脊部，第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧连接在封闭端腔的内壁上。
3.如权利要求2所述的排气装置，其特征在于，第一翼部和第二翼部分别具有从脊部延伸到封闭端腔的内壁的、朝向封闭端腔的内壁凹进的连续的曲面的形状。
4.如权利要求3所述的排气装置，其特征在于，脊部沿轴向方向延伸，且具有随着脊部沿轴向方向延伸远离外散流器而连续增加的相对于封闭端腔的内壁的高度。
5.如权利要求4所述的排气装置，其特征在于，第一翼部和第二翼部具有沿脊部彼此镜面对称的形状。
6.如权利要求2所述的排气装置，其特征在于，第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧彼此之间的距离随着第一翼部的另一侧和第二翼部的另一侧沿轴向方向延伸远离外散热器而连续增加。
7.如权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述排气装置包括多个离心引导件，所述多个离心引导件沿周向设置在封闭端腔的内壁的与外散流器的气流通道对应的位置处。
8.一种燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括如权利要求1至权利要求7中的任意一项权利要求所述的排气装置。
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