技術領域

本發明一般涉及渦輪發動機，且更特別地，涉及用于加熱渦輪發動機中使用的流體的方法和裝置。

背景技術

在一些公知的燃氣渦輪發動機中，來自初始熱流體例如但是不限于燃氣和/或廢氣的熱能，被回收并且用于其它的發動機功能。例如，回收熱可以用于加熱燃料來提高渦輪機效率。在燃燒之前加熱氣態燃料，使液體從氣態燃料中去除，這又提高了發動機的使用壽命并提高了渦輪機的功率輸出。當燃油用于渦輪機時，在燃燒之前加熱燃油，通過降低燃油的粘度提高了泵送的容易度，并且有助于燃油的霧化?；厥諢岬氖褂玫牧硪粋€例子是加熱入口空氣從而提高渦輪機效率。預熱進入燃燒器的空氣降低了燃燒器中所需的燃料量。此外，回收熱系統可以用于防止在發動機上結冰。

一些公知的渦輪機通過采用成為熱回收蒸汽發生器(HRSG)組成部分的回熱器或者換熱器來回收熱量。在一些公知的燃氣輪機中，回熱器設置在壓縮機和燃燒器之間從而加熱進入燃燒器的空氣。更特別地，為了加熱入口空氣，渦輪機廢氣以與燃燒器入口空氣流動方向相反的方向流過回熱器以此來加熱入口空氣。其它公知的渦輪機采用在HRSG中的附加換熱器用回收的蒸汽來預熱燃料。然而，回熱器或者換熱器的添加會增加成本和/或對于已經很復雜的發電系統來說增加了復雜性。而且，回熱器和/或換熱器會在發電機組中占據大量的實際空間，和/或這兩者中的任一組件還會需要連接機組中的供水系統。

發明內容

在一個方面，提供加熱渦輪發動機中流體的方法。方法包括引導廢氣流通過渦輪發動機的排氣管并且將板與排氣管連接。該板包括第一壁和與第一壁間隔一定距離的相對的第二壁，從而在板中限定出至少一個通道。通過限定在通道的第一端的入口，流體供給該至少一個通道，從而熱量從廢氣流傳遞給流過板的流體。流體噴入渦輪發動機中。

在另一個方面，提供用于渦輪發動機的換熱器。該換熱器包括至少一個板，具有第一壁，相對的第二壁和至少一個在它們之間延伸的通道。該至少一個板構造成將渦輪機廢氣流的熱量傳遞給流過至少一個板的流體。至少一個入口與至少一個通道流連通地連接。該至少一個入口構造成引導流體進入該至少一個通道。至少一個出口限定在至少一個板中。該至少一個出口與該至少一個通道流連通地連接，用于將流體從該至少一個板中排入渦輪發動機。

在更進一步的方面，提供用于渦輪發動機的燃料供給裝置。裝置包括具有換熱區段的燃料供給線和其中具有廢氣流的排氣管。換熱區段包括具有第一壁，相對的第二壁和至少一個在它們之間延伸的通道的板。板構造成將廢氣流的熱量傳遞給流過板的燃料。換熱區段進一步包括與通道流連通的至少一個入口。入口構造成引導燃料進入通道。換熱區段進一步包括限定在板中的至少一個出口。出口與通道流連通，用于將燃料從板排入燃燒器中。

附圖說明

圖1是示例性的燃氣渦輪發動機的示意性的橫截面圖；

圖2是可用于圖1所示的燃氣渦輪發動機的示例性排氣煙道和示例性換熱板的示意圖；

圖3是圖2中所示沿著線3-3的排氣煙道和換熱板的橫截面圖；

圖4是圖2所示的換熱板的透視圖；

圖5是可用于圖1所示的燃氣渦輪發動機的替換的換熱板的示意圖；

圖6是可用于圖1所示的燃氣渦輪發動機的另一個替換的換熱板的示意圖；和

圖7是可用于圖1所示的燃氣渦輪發動機的更進一步的替換的換熱板的示意圖。

具體實施方式

圖1是示例性燃氣渦輪發動機10的示意性的橫截面圖。發動機10包括壓縮機組件12，燃燒器組件14，渦輪機組件16，和常規的壓縮機/渦輪機轉子軸18。應當注意，發動機10只是示例性的，本發明的這些實施例不限于發動機10而是可以替換地用于任何燃氣渦輪發動機或者加熱系統，該系統使用了可以以這里所述相似方式預熱的流體。

在操作中，空氣流過壓縮機組件12，壓縮空氣排入燃燒器組件14用于和燃料混合并且冷卻燃燒器組件14的部件。燃燒器組件14噴射燃料例如天然氣和/或燃油到空氣流中，點燃燃料空氣混合物，從而通過燃燒使得燃料空氣混合物膨脹并且產生高溫燃燒氣流16。燃燒器組件14與渦輪機組件20連通，將高溫膨脹氣流16排入渦輪機組件20中。高溫膨脹氣流16將轉動能傳給渦輪機組件20，且由于渦輪機組件20與轉子18轉動地連接，轉子18隨后提供轉動動力給壓縮機組件12。氣流16從渦輪機組件20排入排氣管22。