CN108194203A - 一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽轮机设备技术领域，具体涉及一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，该分支冷却结构包括位于顶部的第一冷却空气进气口和第二冷却空气进气口、上顶板、两个上部冷却空气出气口、两个上部导流支架、两个下部支撑支架及两个下部冷却空气出气口；第一冷却空气进气口和第二冷却空气进气口的截面相同；两个上部冷却空气出气口的截面相同；两个下部冷却空气出气口的截面相同。本结构具有比常规冷却结构更多的冷却空气出口，而且四个冷却空气出口分别布置在箱装体上、下多个不同空间。利用该分支冷却结构，在不改变甚至减少冷却空气供给量的情况下，可改善箱装体内温度分布、降低关键部位温度，保证箱装体内设备安全运行。

Description

一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构

技术领域：

本发明属于汽轮机设备技术领域，具体涉及一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构。

背景技术：

燃气轮机是一种典型的常规燃料动力装置，它具有体积小、功率大、重量轻和启动快等特点，被广泛应用在航空、电力、舰船和天然气输送等工业核心领域中。燃气轮机在全封闭的箱装体中运行时，机匣辐射、热表面的对流及法兰等处泄漏的热空气会使箱装体内温度急剧升高。根据现有的工业机组的实际运行现状，当燃气轮机满工况运行时，某工业型燃气轮机箱装体现有冷却结构能力不足，箱体内腔室的温度偏高，消防系统的探针、箱装体内的线缆等常因高温导致故障。此外，对于采用双燃料系统的燃气轮机，天然气系统一般布置在箱体内部，按照设备的防爆等级要求，相关附属设备和元件的工作温度范围不能超过75℃。因此，必须对箱装体的冷却结构进行优化设计，使箱装体内部温度场符合相关要求。

对箱装体（或隔热罩）的研究主要集中在以下几个方面：一是进行应力场和温度场的常规分析，如盛伟等人研究了600MW 超临界汽轮机冷态启动过程中隔热罩内的温度场、应力场和综合应力场，找出了所受应力最集中的部位。二是对箱体隔声性能的研究，如王旭等人给出了S1A-02箱装体的相关隔声设计参数，并进行了隔声计算；赵应龙等人对隔声罩的插入损失及设备的通风散热问题进行了剖析；谢建平等人研究了隔声箱体结构与声学设计方法；崔宁等人对两种不同材料的排气隔热罩进行了振动噪声的对比分析。三是对箱装体排气引射器的系统研究，如李东明等人确定了引射器结构对引射系数的影响及引射器内部的气流参数分布；李雪亮等人对引射器的特性分析进行了分析和研究；KOURTA.A和KHODADADI.J.M等人研究了不同射流结构引射器性能的影响；韩蕴蕾和石翠霞等对船用燃气轮机排气引射器进行了数值模拟和仿真优化分析。此外，崔建伟等人对箱装体内的气体净化技术进行了一定的研究。从公开资料中看，尚无针对箱装体冷却结构进行优化设计的工作。

目前燃气轮机箱装体普遍存在的问题是：在对燃气轮机进行冷却时，能力不足，仅能满足一定需求，当燃气轮机接近满工况运行时，箱体内温度过高，尤其是底板附近温度会超过设备的防爆等级要求，存在一定的安全隐患。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，利用该分支冷却结构，在不改变甚至减少冷却空气供给量的情况下，可改善箱装体内温度分布、降低关键部位温度，保证箱装体内设备安全运行。

本发明采用的技术方案为：一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，该分支冷却结构包括位于顶部的第一冷却空气进气口和第二冷却空气进气口、上顶板、两个上部冷却空气出气口、两个上部导流支架、两个下部支撑支架及两个下部冷却空气出气口。

进一步地，所述第一冷却空气进气口和第二冷却空气进气口的截面相同。

进一步地，所述两个上部冷却空气出气口的截面相同。

进一步地，所述两个下部冷却空气出气口的截面相同

本发明的有益效果：常规的箱装体冷却结构仅在上部开槽，冷却空气无法充分均匀流向箱装体各处。本结构具有比常规冷却结构更多的冷却空气出口，而且四个冷却空气出口分别布置在箱装体上、下多个不同空间，从技术上解决了常规冷却结构造成的冷却不充分的问题。利用该分支冷却结构，在不改变甚至减少冷却空气供给量的情况下，可改善箱装体内温度分布、降低关键部位温度，保证箱装体内设备安全运行。

附图说明：

图1本发明的结构示意图；

图2是本发明在燃气轮机箱装体中应用的示意图。

具体实施方式：

参照图1，一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，分支冷却结构包括位于顶部的第一冷却空气进气口1和第二冷却空气进气口3、上顶板2、两个上部冷却空气出气口4、两个上部导流支架5、两个下部支撑支架6及两个下部冷却空气出气口7；所述第一冷却空气进气口1和第二冷却空气进气口3的截面相同；所述两个上部冷却空气出气口4的截面相同；所述两个下部冷却空气出气口7的截面相同。

所述用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构采用分支形式，由冷却空气进气口、分支支架、冷却空气出气口构成。冷却空气进气口由两个面积相等的截面组成，保证从冷却空气进气口进入冷却结构的空气流量相等；分支支架由上部导流支架5和下部支撑支架6组成，均留有内流道，上部导流支架5用于引导冷却空气从冷却空气进气口流向上部冷却空气出气口及下部支撑支架6，下部支撑支架6用于承受整个冷却结构的重量，并引导引导冷却空气经下部冷却空气出气口流出；冷却空气出气口有四个，分为上部冷却空气出气口和下部冷却空气出气口两组，每组由两个面积相等的截面组成，用于将分支冷却结构中的冷却空气引出并吹向工业燃气轮机箱装体。以改善箱装体内温度分布、降低关键部位温度，保证箱装体内设备安全运行。

如图2所示，该分支冷却结构8安装在燃气轮机箱装体9内，本结构具有比常规冷却结构更多的冷却空气出口，而且四个冷却空气出口分别布置在箱装体上、下多个不同空间。冷却空气从分布在燃气轮机箱装体9不同位置的冷却空气出气口进入，可在箱装体内形成空间混合气流，降低箱装体内温度，从技术上解决了常规冷却结构造成的冷却不充分的问题，可保证燃气轮机10及其他电气设备的安全稳定运行。

在工业燃气轮机箱装体9顶部开矩形槽，其面积为上顶板2和两个冷却空气进气口之和，且形状与上述两个结构的组合截面相同。冷却空气自箱装体9外由冷却风机供入，从上顶板2旁的两个冷却空气进气口进入，流经上部导流支架5时，一部分冷却空气从两个个上部冷却空气出气口4流出并进入燃气轮机箱装体9上部空间。其余冷却空气经下部支撑支架6的内部中空流道向下流动，从两个下部冷却空气出气口7流出并进入燃气轮机的箱装体9下部空间。上述进入工业燃气轮机箱装体9的冷却空气，可在箱装体内多个位置形成空间混合气流，降低箱装体内温度，保证燃气轮机及其他电气设备安全稳定运行。

Claims (4)

1.一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，其特征在于：该分支冷却结构包括位于顶部的第一冷却空气进气口（1）和第二冷却空气进气口（3）、上顶板（2）、两个上部冷却空气出气口（4）、两个上部导流支架（5）、两个下部支撑支架（6）及两个下部冷却空气出气口（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，其特征在于：所述第一冷却空气进气口（1）和第二冷却空气进气口（3）的截面相同。

3.根据权利要求1所述的一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，其特征在于：所述两个上部冷却空气出气口（4）的截面相同。

4.根据权利要求1所述的一种用于工业燃气轮机箱装体的分支冷却结构，其特征在于：所述两个下部冷却空气出气口（7）的截面相同。