[发明专利]用于调节进入涡轮机的空气流的系统

说明书

技术领域

本申请涉及在2009年6月3日提交的共同转让的美国专利申请12/477,535[GE代理号235108]。

本发明大体涉及进入空气消耗器的空气流；并且更具体地涉及用于调节进入空气消耗器的入口系统的空气流的系统。

背景技术

空气消耗器产生和/或转换用于很多种应用的能量。这些机器可具有以下形式：热交换器；空气消耗涡轮机，诸如但不限于燃气涡轮，航空发动机，航改发动机；等等。虽然下文的讨论主要集中于燃气涡轮，但是所讨论的概念并不限于燃气涡轮。

燃气涡轮通常包括：入口系统、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。燃气涡轮可如下操作。入口系统从燃气涡轮的周围环境接收空气流。压缩机区段压缩空气流。压缩的空气流流动到在燃烧之前可发生燃料混合的燃烧区段。燃烧过程产生驱动涡轮区段的气态混合物。涡轮区段将气态混合物的能量转变成以扭矩形式的机械能。扭矩通常用于驱动发电机、机械传动等等。

燃气涡轮性能通常由输出、热效率和/或耗热率确定。进入空气流的温度和湿度可对燃气涡轮性能具有显著影响。一般而言，随着空气流的温度升高，燃气涡轮的效率变得更低。

各种系统用于降低入口空气流温度。这些系统的主要目的是在具有更高空气流温度和/或湿度的周围条件期间提高燃气涡轮性能。这些系统试图通过在空气流进入压缩机区段之前调节空气流来实现这个目的。调节可认为是调整空气流的至少一种物理性质的过程。物理性质可包括但不限于：湿球温度、干球温度、湿度和密度。调整空气流的物理性质的效果应为改进燃气涡轮的性能。

这些系统的某些已知实例包括：蒸发冷却器、机械激冷器(chiller)、吸收激冷器、热能系统等等。这些系统可安装于燃气涡轮周围的各种位置。

存在对于用于调节进入燃气涡轮的空气流的已知系统的一些关注。与已知系统相关的益处并不证明与该设施相关的经济成本是合理的。蒸发冷却系统的使用可能限制在热和潮湿条件显著的区域。已知的激冷系统需要盘管，这显著地增加了激冷系统的成本。某些已知的燃气涡轮电厂合并了蒸发冷却系统和激冷系统。此处，这些系统的分离结构需要额外的安装时间和靠近燃气涡轮的空间，并且也增加了操作和维护成本。

由于前述原因，可能存在对于用于调节入口空气流的新颖且改进的系统的需要。该系统应允许在热且潮湿的区域中更大的可操作性，同时也在热且干的区域中有效地操作。该系统应提供可提供蒸发冷却能力和激冷能力的单个结构。该系统还应提供不需要盘管的激冷系统。

发明内容

在本发明的实施例中，提供用于调节进入空气消耗器的空气流的系统，该系统包括：空气调节系统(ACS)，其构造成用于调节进入空气消耗器的空气流的物理性质，其中空气调节系统包括模块，并且该模块包括：非介质调节系统，其构造成用于如果周围条件在一定范围内调整空气流的物理性质，其中非介质调节系统包括适于将流体喷雾至空气流上的喷嘴；以及直接交换介质，其构造成用于调整空气流的物理性质以提供空气消耗器的额外输出；其中如果供应到ACS的流体大致高于露点温度，则ACS以直接蒸发模式操作；并且如果供应到ACS的流体大致低于露点温度，则ACS以直接激冷模式操作。

附图说明

当参看附图来阅读下文的详细描述时本发明的这些和其它特征、方面和优点将会变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的元件。

图1是示出本发明实施例可操作的环境的示意图。

图2是示出根据本发明实施例的空气调节系统的模块的正视图的示意图。

图3是示出根据本发明实施例的空气调节系统的示意图。

图4是示出根据本发明实施例的图2的模块的替代实施例的正视图的示意图。

部件列表

100入口系统

105天气罩(weather hood)

110入口过滤室

120过渡件

125入口管

130消声器区段

135入口放热

140拦污筛

145压缩机

200空气调节系统

205模块

220直接交换介质

225除雾器

230非介质调节系统

235喷雾喷嘴

240非激冷流体供应

245流体返回

250收集槽

255第一调节回路

260介质调节系统

265激冷流体供应

270泵

275集管

280第二调节回路

285激冷流体源