[发明专利]用于气体涡轮引擎的排气管道

说明书

本发明公开了一种用于气体涡轮引擎(50)的排气管道(1)，该排气管道(1)包括消音器区段(12)。在消音器区段(12)内部提供至少两个板形消音器挡板(20)。板形消音器挡板中的至少一个被构造成作为热交换装置，因为其包括适于接收热交换流体并且相对于排气管道的内部防漏的至少一个内部腔室(22)，其中，至少一个内部腔室在入口端口和出口端口(23，24)处流体地连接到排气管道的外部。该装置可以用于恢复来自气体涡轮引擎的废气的排气热，而无需提供热回收蒸汽发生器所需的费用和额外空间。

技术领域

本公开涉及一种用于权利要求中所述类型的气体涡轮引擎的排气管道。

背景技术

在现代气体涡轮引擎中，在高部件负荷和满负荷条件下，气体涡轮引擎的废气在离开膨胀涡轮之后仍处于几百摄氏度，并且通常可以在500℃至600℃的范围内。因此，对于废气，在膨胀涡轮中膨胀之前已添加到燃烧燃料中的大焓流被排放到大气中并且失去了技术用途。产生的焓损失对效率产生不利的影响。

本领域已知在热回收蒸汽发生器中回收气体涡轮引擎的排汽焓，并且在蒸汽涡轮中使用由此生成的蒸汽来发电。蒸汽也可以用于工业目的。然而，构建其中蒸汽涡轮作为底循环使用来自气体涡轮引擎的排气能量的组合循环发电厂需要大量资金投入，这使得该技术尽管具有优异的总体效率，但是只有当发电厂基本上可以作为基本负荷发电厂运行，例如每年超过5000小时并且具有例如至少为额定功率输出的75％高功率输出时，才具有经济吸引力。此外，排气管道内部的许多构件产生附加的压力损失，因此继而降低了气体涡轮引擎本身的效率和功率输出。此外，热回收蒸汽发生器需要的空间可并不总是可用。特别地，安装热回收蒸汽发生器可以不是添加凹当前的单循环气体涡轮引擎发电站的选项。

US 2013/0327052教导了将多个气体涡轮引擎连接到公共烟道并且将热交换器布置在该公共烟道中。该文献还教导了在共同的烟道中设置热交换器，并且通过引入非层流穿过公共排气烟道并进一步通过应用露点控制来改善从废气到热交换器的热传递。

US 8,069,660公开了结合在消音室内的热回收系统。根据该文献的教导，排气流首先进入第一消音室，然后被分成两个局部流。所述局部流中的第一局部流从第一消音室输送到第二消音室，并且从第二消音室输送到第三消音室。所述局部流中的第二局部流绕过第二消音室直接被引导到第三消音室。所述第二局部流由此流过在形成于内部壳体与热回收外部壳体之间的热回收流动路径中布置在消音室周围的导管。热传递流体被引导通过热回收流动路径，以通过内壁与消音室中的废气交换热，并且与流经导管的废气的第二局部流交换热，其中热传递流体围绕导管流动。所述文献的教导内容不具体涉及与气体涡轮引擎结合使用。

US 3,235,001教导了适用于附接到内燃机的出口或入口的组合式消音器和热交换装置。组合式消音器和热交换装置包括壳体。在壳体的前侧处，前面板部分地封闭壳体并且使前入口打开，该前入口形成在壳体的前面板与外侧面板之间。在壳体的后侧处，壳体的内部连接到引擎入口，由此围绕将壳体的内部连接到引擎入口和壳体的外侧面板的管道形成后入口。因此，流体流可以通过后入口和前入口进入壳体的内部，并且径向向内偏转到壳体的中心并从壳体的中心偏转到引擎入口。热交换器组件设置在壳体的内部，其中热交换器组件包括在其外部上具有正方形翅片的管，以便改善管周围的流与管之间的热交换。

本公开主题的概述

本公开的目的是提供使得能够从气体涡轮引擎回收排气热的装置。本发明所公开的主题的更具体的目的是提供用于最初提到的类型的气体涡轮引擎的排气管道。在一方面，将提供一种用于气体涡轮引擎的排气管道，该排气管道使得能够从废气中回收废热，而无需在排气管道内部添加将导致压力损失的附加构件。在另一方面，热交换装置应结合在排气管道中已经存在的构件中。在又一方面，应提供热交换装置，使得其产生较少的附加资金投入。

这通过权利要求1所述的主题来实现。

无论是否明确提及，所公开的主题的进一步的效果和优点将根据以下提供的公开内容而变得显而易见。