用于涡轮机的热管冷却系统技术方案

一种涡轮机包括压缩机，该压缩机构造成压缩在进气部分处接收到的空气，以形成排出到出口部分中的压缩空气流。燃烧器与压缩机可操作地连接，并且燃烧器接收压缩空气流。涡轮与燃烧器可操作地连接。涡轮从燃烧器接收燃气流。压缩机具有压缩机壳。冷却系统可操作地连接至压缩机壳。冷却系统包括多个热管，这些热管附接至压缩机壳且与压缩机壳热连通。多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管。多个热管和一个或更多个歧管构造成将热从压缩机壳传递至多个换热器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及涡轮机的领域，并且更具体地涉及用于涡轮机的热管冷却器。
技术介绍
涡轮机包括可操作地连接到涡轮上的压缩机，涡轮继而又驱动另一个机器，诸如发电机。压缩机压缩进气的空气流，其输送至燃烧器来与燃料混合，且点燃以形成高温高压燃烧产物。高温高压燃烧产物用于驱动涡轮。在一些情况中，离开压缩机的压缩空气流再压缩，以实现一定燃烧效率。然而，再压缩该压缩空气流使空气流温度升高到高于期望极限。因此，在再压缩之前，空气流经过中间冷却器。在两个压缩机级之间的中间冷却器降低压缩空气流的温度，使得在再压缩后，再压缩的空气流的温度在期望极限内。然而，常规中间冷却器是需要大量基础设施和资金成本的大型系统。简单循环和联合循环的燃气轮机系统设计成在较宽范围的温度下使用范围从气体到液体的多种燃料。在一些情况中，在相比于压缩排放空气温度时，燃料可在相对低温度下。使用低温燃料影响燃气轮机系统的排放、性能和效率。为了改善这些特征，期望在燃烧燃料之前提高燃料温度。通过在其焚烧之前提高燃料的温度，燃气轮机系统的总体热性能可提高。燃料加热大体上通过减少实现期望焚烧温度所需的燃料量来改善燃气轮机系统的效率。加热燃料的一个途径在于使用电热器或从联合循环过程取得的热来提高燃料温度。然而，现有的联合循环燃料加热系统通常使用蒸汽流，其可在其它情况下引导到汽轮机中来增加联合循环输出。
技术实现思路
在本专利技术的方面，涡轮机包括压缩机，该压缩机构造成压缩在进气部分处接收到的空气，以形成排出到出口部分中的压缩空气流。燃烧器与压缩机可操作地连接，并且燃烧器接收压缩空气流。涡轮与燃烧器可操作地连接。涡轮从燃烧器接收燃气流。压缩机具有压缩机壳。冷却系统可操作地连接至压缩机壳。冷却系统包括多个热管，其附接至压缩机壳且与压缩机壳热连通。多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管。多个热管以及一个或更多个歧管构造成将热从压缩机壳传递至多个换热器。在本专利技术的另一方面，提供了一种用于涡轮机的冷却系统。涡轮机包括压缩机，并且燃烧器与压缩机可操作地连接。压缩机具有压缩机壳。涡轮与燃烧器可操作地连接。冷却系统可操作地连接至压缩机壳。冷却系统包括多个热管，这些热管附接至压缩机壳且与压缩机壳热连通。多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管。多个热管和一个或更多个歧管构造成将热从压缩机壳传递至多个换热器。在本专利技术的又一方面，提供了一种从涡轮机的压缩机壳提取热的方法。本方法包括使空气流经过压缩机的传递步骤。压缩机壳形成压缩机的外壳。压缩机作用于空气流以创建压缩空气流。提取步骤通过将热热传导至多个热管而从压缩机壳提取热。多个热管包括熔盐热传递介质，熔盐热传递介质包括钾、钠或铯中的一个或组合。传导步骤将热从多个热管传导至热管换热器。热管换热器构造成将热传递至燃料加热换热器。热管换热器可以可操作地连接至包括余热回收蒸汽发生器换热器的回路。本专利技术的第一技术方案提供了一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收到的空气，以形成排出到出口部分中的压缩空气流，所述压缩机具有压缩机壳；燃烧器，其与所述压缩机可操作地连接，所述燃烧器接收所述压缩空气流；涡轮，其与所述燃烧器可操作地连接，所述涡轮从所述燃烧器接收燃气流；以及冷却系统，其可操作地连接至所述压缩机壳，所述冷却系统包括多个热管，该热管附接至所述压缩机壳且与所述压缩机壳热连通，所述多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管，所述多个热管和所述一个或更多个歧管构造成将热从所述压缩机壳传递至多个换热器。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述多个热管进一步包括热传递介质，其包括以下中的一个或组合：铝、铍、铍-氟合金、硼、钙、钴、铅-铋合金、液态金属、锂-氯合金、锂-氟合金、锰、锰-氯合金、汞、熔盐、钾、钾-氯合金、钾-氟合金、钾-氮-氧合金、铑、铑-氯合金、铑-氟合金、钠、钠-氯合金、钠-氟合金、钠-硼-氟合金、钠-氮-氧合金、锶、锡、锆-氟合金。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，所述多个热管进一步包括熔盐热传递介质，其包括钾或钠中的一个或组合。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，所述多个热管经由以下中的一个或更多个而附接至所述压缩机壳：焊接件、螺栓、紧固件、焊接支架或夹具。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，所述多个热管围绕所述压缩机壳沿周向定位。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，所述多个热管中的每一个都位于热管换热器中，所述热管换热器附接至所述压缩机壳。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，所述一个或更多个歧管形成热传递环路的一部分，并且所述热传递环路中的所述热传递介质是以下中的至少一个：水、蒸汽、乙二醇、油、钠、钾或铯。本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，所述多个换热器包括热管换热器，其可操作地连接至所述多个热管和所述一个或更多个歧管，并且所述热管换热器还可操作地连接至：燃料加热换热器；或余热回收蒸汽发生器换热器；或燃料加热换热器和余热回收蒸汽发生器换热器。本专利技术的第九技术方案是在第三技术方案中，进一步包括：所述多个热管经由焊接件、螺栓、紧固件、焊接支架或夹具中的一个或更多个而附接至所述压缩机壳；所述多个热管围绕所述压缩机壳沿周向定位；所述多个热管中的每一个都位于热管换热器中，所述热管换热器附接至所述压缩机壳；以及其中所述一个或更多个歧管形成热传递环路的一部分，并且所述热传递环路中的所述热传递介质是水、蒸汽、乙二醇、油、钠、钾或铯中的至少一个。本专利技术的第十技术方案是在第九技术方案中，所述热管换热器可操作地连接至以下中的至少一个：燃料加热换热器；余热回收蒸汽发生器换热器；或燃料加热换热器和余热回收蒸汽发生器换热器。本专利技术的第十一技术方案提供了一种用于涡轮机的冷却系统，所述涡轮机包括压缩机、与所述压缩机可操作地连接的燃烧器，以及与所述燃烧器可操作地连接的涡轮，所述压缩机具有压缩机壳，所述冷却系统可操作地连接至所述压缩机壳，所述冷却系统包括：多个热管，其附接至所述压缩机壳且与所述压缩机壳热连通，所述多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管，所述多个热管以及所述一个或更多个歧管构造成将热从所述压缩机壳传递至多个换热器。本专利技术的第十二技术方案是在第十一技术方案中，所述多个热管进一步包含热传递介质，其包括以下中的一个或组合：铝、铍、铍-氟合金、硼、钙、钴、铅-铋合金、液态金属、锂-氯合金、锂-氟合金、锰、锰-氯合金、汞、熔盐、钾、钾-氯合金、钾-氟合金、钾-氮-氧合金、铑、铑-氯合金、铑-氟合金、钠、钠-氯合金、钠-氟合金、钠-硼-氟合金、钠-氮-氧合金、锶、锡、锆-氟合金。本专利技术的第十三技术方案是在第十一技术方案中，所述多个热管进一步包括熔盐热传递介质，其包括钾、钠或铯中的一个或组合。本专利技术的第十四技术方案是在第十一技术方案中，所述多个热管经由以下中的一个或更多个而附接至所述压缩机壳：焊接件、螺栓、紧固件、焊接支架或夹具。本专利技术的第十五技术方案是在第十一技术方案中，所述多个热管围绕所述压缩机壳沿周向定位。本专利技术的第十六技术方案是在第十一技术方案中，所述多个热管中的每一个都位于热管换热器中，所述热管换热器附接至所述压缩机壳。本专利技术的第十七技术方案是在第十三技术方案中，所述多个换热器包括热管换热器，其可操作地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收到的空气，以形成排出到出口部分中的压缩空气流，所述压缩机具有压缩机壳；燃烧器，其与所述压缩机可操作地连接，所述燃烧器接收所述压缩空气流；涡轮，其与所述燃烧器可操作地连接，所述涡轮从所述燃烧器接收燃气流；以及冷却系统，其可操作地连接至所述压缩机壳，所述冷却系统包括多个热管，该热管附接至所述压缩机壳且与所述压缩机壳热连通，所述多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管，所述多个热管和所述一个或更多个歧管构造成将热从所述压缩机壳传递至多个换热器。

【技术特征摘要】
2015.04.02 US 14/6769051.一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收到的空气，以形成排出到出口部分中的压缩空气流，所述压缩机具有压缩机壳；燃烧器，其与所述压缩机可操作地连接，所述燃烧器接收所述压缩空气流；涡轮，其与所述燃烧器可操作地连接，所述涡轮从所述燃烧器接收燃气流；以及冷却系统，其可操作地连接至所述压缩机壳，所述冷却系统包括多个热管，该热管附接至所述压缩机壳且与所述压缩机壳热连通，所述多个热管可操作地连接至一个或更多个歧管，所述多个热管和所述一个或更多个歧管构造成将热从所述压缩机壳传递至多个换热器。2.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个热管进一步包括热传递介质，其包括以下中的一个或组合：铝、铍、铍-氟合金、硼、钙、钴、铅-铋合金、液态金属、锂-氯合金、锂-氟合金、锰、锰-氯合金、汞、熔盐、钾、钾-氯合金、钾-氟合金、钾-氮-氧合金、铑、铑-氯合金、铑-氟合金、钠、钠-氯合金、钠-氟合金、钠-硼-氟合金、钠-氮-氧合金、锶、锡、锆-氟合金。3.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个热管进一步包括熔盐热传递介质，其包括钾或钠中的一个或组合。4.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个热管经由以下中的一个或更多个而附接至所述压缩机壳：焊接件、螺栓、紧固件、焊接支架或夹具。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃卡纳亚克，AI西皮奥，DJ戴维斯，杨添美，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US