CN216077338U - 一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，包括低压压气机、高压压气机和间冷器，间冷器位于低压压气机和高压压气机之间，间冷器采用液态金属作为冷却工质，且间冷器与燃气轮机系统机外的散热器组成封闭的间冷循环回路；间冷循环回路包含间冷器、散热器、连接管路和驱动液态金属流动的泵；连接管路中填充液态金属；间冷器为空气与液态金属换热的换热器，散热器为液态金属与海水换热的换热器。本实用新型采用液态金属间冷循环，旨在利用液态金属的高传热性能减小间冷器和散热器的体积，从而使航改型燃气轮机更加紧凑、高效。
Description
技术领域
本实用新型涉及航改型燃气轮机系统技术领域，特别涉及一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统。
背景技术
航改型燃气轮机多用于舰船动力系统，采用间冷循环可降低高压压气机的压缩功率，提升燃气轮机整体效率。目前的间冷循环采用纯水作为间冷工质。相较于液态金属，纯水的热导率低的多，要达到比较理想的冷却效果，间冷循环部分就需要比较大的尺寸和重量，从而增加整个航改型燃气轮机系统的体积和重量。
由于液态金属的热导率约为纯水的50-60倍，具有远高于水的换热系数，而其粘度与水接近，因此具有相近的泵送功耗。因此，本申请考虑采用液态金属替换纯水作为间冷工质，在相同换热量条件下可减小换热系统体积，从而为本就局促的航改型燃气轮机系统节省空间。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，采用液态金属间冷循环，旨在利用液态金属的高传热性能减小间冷器和散热器的体积，从而使航改型燃气轮机更加紧凑、高效。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，包括低压压气机、高压压气机和间冷器，所述间冷器位于所述低压压气机和所述高压压气机之间，所述间冷器采用液态金属作为冷却工质，且所述间冷器与燃气轮机系统机外的散热器组成封闭的间冷循环回路；
所述间冷循环回路包含所述间冷器、散热器、连接管路和驱动液态金属流动的泵；所述连接管路中填充液态金属；所述间冷器为空气与液态金属换热的换热器，所述散热器为液态金属与海水换热的换热器。
进一步地说，所述间冷器和散热器均为板翅式换热器。
进一步地说，所述泵为离心泵或屏蔽泵或电磁泵。
进一步地说，所述液态金属为钠钾合金或镓铟锡合金。
进一步地说，所述间冷器和散热器的材质均为316L不锈钢或钛或钛合金。
进一步地说，所述泵安装于燃气轮机系统的外部，且位于间冷器的上游和散热器的下游之间的那段连接管路上。
进一步地说，所述航改型燃气轮机系统还包括燃烧室和涡轮，所述燃烧室位于所述高压压气机的下游，所述涡轮位于所述燃烧室的下游；
所述低压压气机连接有进气管路。
进一步地说，所述散热器连接海水管路。
进一步地说，所述液态金属的密度小于水的密度。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型包括低压压气机、高压压气机和间冷器，间冷器位于低压压气机和高压压气机之间，间冷器采用液态金属作为冷却工质，且间冷器与燃气轮机系统机外的散热器组成封闭的间冷循环回路；间冷器为空气与液态金属换热的换热器，散热器为液态金属与海水换热的换热器；因此，本实用新型具有以下优点：
一、采用液态金属作为间冷循环的冷却介质，可以有效减小间冷循环换热器尺寸；
二、液态金属液相温度区间宽广，可在较大温度范围内以单相流换热方式工作，系统结构简单、可靠性高；
三、间冷器和散热器可以均为板翅式换热器，即可采用常规换热器结构，加工工艺成熟，加工难度小；
四、液态金属可采用密度比水小的材料，减小间冷系统尺寸的同时还能降低重量。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
附图中各部分标记如下：
低压压气机1、高压压气机2、燃烧室3、涡轮4、间冷器5、散热器6、泵7、进气管路8、连接管路9、海水管路10。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的优点及功效。本实用新型也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本实用新型所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例：一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，如图1所示，所述航改型燃气轮机系统包括低压压气机1、高压压气机2和间冷器5，所述间冷器位于所述低压压气机和所述高压压气机之间，所述间冷器采用液态金属作为冷却工质，且所述间冷器与燃气轮机系统机外的散热器组成封闭的间冷循环回路；
所述间冷循环回路包含所述间冷器5、散热器6、连接管路9和驱动液态金属流动的泵7；所述连接管路9中填充液态金属；所述间冷器5为空气与液态金属换热的换热器，所述散热器6为液态金属与海水换热的换热器。
本实施例中，所述间冷器5和散热器6均为板翅式换热器。
本实施例中，所述泵7为离心泵或屏蔽泵或电磁泵。
本实施例中，所述液态金属为钠钾合金或镓铟锡合金，但不限于此。
液态金属的密度可以等于、大于或小于水的密度。但较佳的是，所述液态金属的密度小于水的密度，此时能够减小间冷系统尺寸的同时还能降低重量。
本实施例中，所述间冷器5和散热器6的材质均为316L不锈钢或钛或钛合金，但不限于此。
所述泵7安装于燃气轮机系统的外部，且位于间冷器的上游和散热器的下游之间的那段连接管路9上。
所述航改型燃气轮机系统还包括燃烧室3和涡轮4，所述燃烧室位于所述高压压气机的下游，所述涡轮位于所述燃烧室的下游；
所述低压压气机连接有进气管路8。
本实施例中，所述散热器连接海水管路10。
本实用新型的工作原理和工作过程：
间冷器为空气与液态金属换热的换热器，散热器为液态金属与海水换热的换热器；采用液态金属作为间冷循环的冷却介质，可以有效减小间冷循环换热器尺寸；液态金属液相温度区间宽广，可在较大温度范围内以单相流换热方式工作，系统结构简单、可靠性高；液态金属换热器可采用常规换热器结构，加工工艺成熟，加工难度小；
通过对间冷循环回路的改进，减小目前航改型燃气轮机间冷系统尺寸，降低高压压气机压缩功耗，提升整机效率。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述航改型燃气轮机系统包括低压压气机(1)、高压压气机(2)和间冷器(5)，所述间冷器位于所述低压压气机和所述高压压气机之间，所述间冷器采用液态金属作为冷却工质，且所述间冷器与燃气轮机系统机外的散热器组成封闭的间冷循环回路；
所述间冷循环回路包含所述间冷器(5)、散热器(6)、连接管路(9)和驱动液态金属流动的泵(7)；所述连接管路(9)中填充液态金属；所述间冷器(5)为空气与液态金属换热的换热器，所述散热器(6)为液态金属与海水换热的换热器。
2.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述间冷器(5)和散热器(6)均为板翅式换热器。
3.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述泵(7)为离心泵或屏蔽泵或电磁泵。
4.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述液态金属为钠钾合金或镓铟锡合金。
5.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述间冷器(5)和散热器(6)的材质均为316L不锈钢或钛或钛合金。
6.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述泵(7)安装于燃气轮机系统的外部，且位于间冷器的上游和散热器的下游之间的那段连接管路(9)上。
7.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述航改型燃气轮机系统还包括燃烧室(3)和涡轮(4)，所述燃烧室位于所述高压压气机的下游，所述涡轮位于所述燃烧室的下游；
所述低压压气机连接有进气管路(8)。
8.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述散热器连接海水管路(10)。
9.根据权利要求1所述的基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统，其特征在于：所述液态金属的密度小于水的密度。
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| CN202122426514.1U CN216077338U (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种基于液态金属间冷器的航改型燃气轮机系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115169680A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-11 | 空间液态金属科技发展(江苏)有限公司 | 一种间冷预热系统的作业效果评估方法及系统 |
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2021
- 2021-10-09 CN CN202122426514.1U patent/CN216077338U/zh active Active
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| CN115169680A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-11 | 空间液态金属科技发展(江苏)有限公司 | 一种间冷预热系统的作业效果评估方法及系统 |
| CN115169680B (zh) * | 2022-07-04 | 2023-08-25 | 空间液态金属科技发展(江苏)有限公司 | 一种间冷预热系统的作业效果评估方法及系统 |
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