[实用新型]一种内燃机与微型燃气轮机联合循环系统

说明书

本实用新型涉及动力装置技术领域，特别涉及一种内燃机与微型燃气轮机联合循环系统，包括涡轮增压内燃机系统和微型燃气轮机系统，所述涡轮增压内燃机系统和微型燃气轮机系统通过第一换热器及旁通冷却系统连接；本实用新型提供一种结构设计简单，内燃机涡后废气充分利用且微型燃气轮机热效率高的内燃机与微型燃气轮机联合循环系统。

技术领域

本实用新型涉及动力装置技术领域，特别涉及一种内燃机与微型燃气轮机联合循环系统。

背景技术

内燃机和微型燃气轮机是重要的动力装置，在车辆、船舶、工程机械、农用机械及发电领域均有着重要的应用。但是随着动力装置市场保有量的不断增加，温室气体排放量也在逐年提升，由此造成的全球变暖问题已经成为一种不可忽视的全球性问题，我国也制定了2035碳达峰及2050实现碳中和的宏伟目标。在这种背景下，如何提升内燃机及微型燃气轮机的热效率，成为降低碳排放的一条重要途径。对内燃机及微型燃气轮机进行燃烧及气动优化是提升各自热效率的重要技术手段，目前开展了大量的基础及工程研究工作，取得了重要的进展。但是，这方面技术已经日臻成熟，若想要在这条技术路线上进一步实现热效率的大幅度提升难度很大。如果可以通过两种动力机械的联合循环，根据各自热力循环的特点，充分利用换热特性，从而提升整套动力系统的热效率，不失为一种降低动力机械碳排放的技术手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种结构设计简单，内燃机涡后废气充分利用且微型燃气轮机热效率高的内燃机与微型燃气轮机联合循环系统。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种内燃机与微型燃气轮机联合循环系统，包括涡轮增压内燃机系统和微型燃气轮机系统，所述涡轮增压内燃机系统和微型燃气轮机系统通过第一换热器及旁通冷却系统连接。

进一步地，所述涡轮增压内燃机系统包括内燃机、第一涡轮增压器和中冷器，所述内燃机、第一涡轮增压器和中冷器三者通过管道连接形成闭环回路。

进一步地，所述微型燃气轮机系统包括燃烧室、第二换热器和第二涡轮增压器，所述第二换热器通过管道分别与燃烧室和第二涡轮增压器连接形成闭环回路。

进一步地，所述第一换热器设在第二换热器和第二涡轮增压器之间的管道管路上，所述第一换热器通过管道与第一涡轮增压器连接。

进一步地，所述旁通冷却系统设在中冷器和第二涡轮增压器之间，所述旁通冷却系统包括旁通管道和设在旁通管道管路上的电控阀，所述旁通管道的两端分别与第一涡轮增压器和第二涡轮增压器连接。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

(1)本实用新型通过将第一换热器设在第二换热器和第二压气机之间的管道管路上，并且通过管道将第一换热器与第一涡轮机连接，进而将内燃机涡后的气体内能传递给微型燃气轮机的进气，使得内燃机涡后的废气能量得以利用，增加了微型燃气轮机燃烧室的进气温度，依据微型燃气轮机布雷顿热力循环基本原理，从而可以达到提升微型燃气轮机热效率的目的；

(2)本实用新型通过在中冷器和第二涡轮机之间设置旁通冷却系统，将内燃机经中冷器冷却后的一部分新鲜空气抽取出来，引入到微型燃气轮机的第二涡轮机端，用于冷却第二涡轮机的叶片，进而使得微型燃气轮机涡轮叶片的可靠性得到提升，从而允许微型燃气轮机涡轮进口温度得到提升，依据微型燃气轮机布雷顿热力循环基本原理，可以进一步提升微型燃气轮机的热效率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易和清楚地被理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。