CN114294981A - 一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，包括入口端盖、浮头管板、外壳体、传热传质管束、折流板、空气折流装置、布水装置、排水管和固定基座，浮头管板夹在入口端盖和外壳体之间，外壳体固定于固定基座上，传热传质管束固定在浮头管板上，折流板采用单弓形结构并固定于外壳体内，空气折流装置设于外壳体上远离入口端盖的另一端，布水装置和排水管均固定于外壳体上。与现有技术相比，本发明通过将传统后冷器结构与湿化器结构相互耦合，使得湿化燃气轮机发电系统结构进一步紧凑，空气压损进一步减小，并有效降低系统的容积惯性与热惯性，使湿化燃气轮机发电系统调节更加灵活，优化热量回收，满足用户用能负荷变化需求。
Description
技术领域
本发明涉及高压空气湿化技术领域，尤其是涉及一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置。
背景技术
近年来为提高能源利用率并减少环境污染，各种新型的燃机热力循环得到广泛关注。湿空气透平循环(Humid Air Turbine Cycle，HAT循环)是一种高效、清洁的先进动力循环，是国内外动力循环研究的热点方向之一。空气湿化器是湿化燃气轮机循环的关键部件，其功能主要是回收循环低温热量和增加工质流量。传统的HAT循环采用分体式后冷器和湿化器，这些容器具有较大的容积惯性和热惯性，降低了循环的调节灵活性，使其难以满足用户用能负荷变化需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的容积惯性和热惯性较大、调节灵活性较低的缺陷而提供一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，包括入口端盖、浮头管板、外壳体、传热传质管束、折流板、空气折流装置、布水装置、排水管和固定基座，所述浮头管板夹在入口端盖和外壳体之间，所述外壳体固定于固定基座上，所述传热传质管束固定在浮头管板上，所述折流板采用单弓形结构并固定于外壳体内，所述空气折流装置设于外壳体上远离入口端盖的另一端，所述布水装置和排水管均固定于外壳体上。
所述浮头管板通过入口端盖和外壳体上的法兰连接进行固定，方便进行清洗和更换。
所述浮头管板的两端面均为密封面以保证装置整体的气密性。
所述空气折流装置通过法兰与外壳体连接。
所述入口端盖内设有导流腔室，高温高压空气流经入口端盖内的导流腔室后会改变流动方向，进入传热传质管束，达到降低压降，分布均匀的效果。
所述传热传质管束采用胀焊并用方式固定在浮头管板上，可与浮头管板一同抽出进行清洗或更换，高温高压空气经入口端盖内腔室导流后进入传热传质管内，在管内完成后冷过程后流出，后冷后的空气再经过空气折流装置进入外壳体内，在传热传质管束外表面完成湿化过程。
所述外壳体的两端分别与入口端盖和空气折流装置法兰连接，是空气湿化过程所进行的场所。
所述空气折流装置用于将管内完成后冷过程的空气再次导流进入外壳体内部进行湿化。
所述折流板采用焊接方式固定于外壳体内。
所述外壳体内设有多个折流板，将外壳体的内部空间分隔为多个后冷湿化单元，空气经过空气折流装置后，在折流板的引导下在壳程管束间进行蛇形流动，强化空气湿化传质过程。
进一步地，所述布水装置采用焊接方式固定于外壳体上，且每个后冷湿化单元均设有对应的布水装置。
进一步地，所述排水管采用焊接方式固定于外壳体上，且每个后冷湿化单元均设有对应的排水管，收集每个后冷湿化单元的湿化过程余水。
所述布水装置包括水管和喷嘴，喷嘴采用螺纹连接方式固定于水管上，将水均匀的喷洒在传热传质管束的外表面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明将传统HAT循环中的后冷器和湿化器进行结合，将HAT循环系统进行简化，有效减小了HAT循环中余热回收系统的总体积，使得装置的整体结构更加紧凑。
2.本发明降低了HAT循环中余热回收系统的容积惯性和热惯性，且湿化结构经多重折流板优化后可进行分段调控，有效提高了循环的调节灵活性。
3.本发明通过优化结构对气流流动进行有效组织，减小了压损，同时对本发明工作过程中的温度分布进行了优化，有效的提高整个系统的效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的三维图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明中入口端盖的结构示意图；
图5为本发明中浮头管板的结构示意图；
图6为本发明中折流板的结构示意图，其中(a)为下折流板的结构图，(b)为上折流板的结构图。
附图标记：
1-入口端盖；2-浮头管板；3-外壳体；4-传热传质管束；5-折流板；6-空气折流装置；7-布水装置；8-排水管；9-固定基座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，包括入口端盖1、浮头管板2、外壳体3、传热传质管束4、折流板5、空气折流装置6、布水装置7、排水管8和固定基座9，浮头管板2夹在入口端盖1和外壳体3之间，外壳体3固定于固定基座9上，传热传质管束4固定在浮头管板2上，折流板5采用单弓形结构并固定于外壳体3内，空气折流装置6设于外壳体上远离入口端盖1的另一端，布水装置7和排水管8均固定于外壳体3上。
本实施例中，如图5所示，浮头管板2两端均为密封面，配合入口端盖1和外壳体3法兰面上内凹的密封面，一同起到气体密封作用；浮头管板2通过入口端盖1和外壳体3上的法兰连接进行固定，可以进行拆卸，且使传热传质管束4易于插入到外壳体3中。
空气折流装置6通过法兰与外壳体3连接。
如图4所示，入口端盖1内设有导流腔室，本实施例中，导流腔室具体为圆形截面渐扩腔室，且入口和出口有90°的夹角，起到引导气体流动，降低压损的作用。
本实施例中，入口端盖1设有进气法兰，可与空气入口管道法兰连接；出口处设置法兰与外壳体3螺栓连接，且法兰面上具有凹陷的圆形密封面，配合浮头管板2的密封面，一同起到气体密封的作用。
本实施例中，外壳体3上气体出口设置在靠近入口端盖1一侧且设有法兰；外壳体3上方开若干个布水孔，下放开若干个排水孔，具体数量取决于后冷湿化单元的数量。
传热传质管束4采用胀焊并用方式固定在浮头管板2上，可与浮头管板2一同抽出进行清洗或更换。
本实施例中，传热传质管束4包括多根传热管，传热管的管外壁做亲水处理，以提高湿化面积，强化后冷湿化效果。
如图6所示，折流板5的类型包括上折流板和下折流板，采用焊接方式固定于外壳体3内，其中上折流板固定于外壳体3的内侧顶面，下折流板固定于外壳体3的内侧底面，外壳体3内设有多个折流板5，将外壳体3的内部空间分隔为多个后冷湿化单元。
布水装置7采用焊接方式固定于外壳体3上，且每个后冷湿化单元均设有对应的布水装置7。
排水管8采用焊接方式固定于外壳体3上，且每个后冷湿化单元均设有对应的排水管8。
本实施例中，折流板5采用焊接方式固定于外壳体上，起到支撑传热传质管束4的作用，并引导气流在管束间做蛇形流动，强化空气湿化过程；同时折流板5将后冷湿化一体化装置分为若干个后冷湿化单元，下折流板起到挡水作用，每个后冷湿化单元可以分别进行布水和排水，并分别进行调控。
布水装置7包括水管和喷嘴，喷嘴采用螺纹连接方式固定于水管上，将水均匀的喷洒在传热传质管束4的外表面。
本实施例中，如图3所示，外壳体3的外部顶面上设有两排布水装置7且关于外壳体3的出气口左右对称。
本实施例中，如图2所示，固定基座9用于固定和支撑整个卧式高压空气后冷湿化一体化装置。
具体实施时，首先通过入口端盖1内腔将高温高压空气导流进入传热传质管束4，空气在管内进行后冷过程，释放热量加热管外的水，水被加热后在管外进行蒸发，同时空气完成后冷后经空气折流装置6导流进入壳程，在壳程传热传质管束4间做蛇形流动进行湿化，最后由出口流出。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，包括入口端盖(1)、浮头管板(2)、外壳体(3)、传热传质管束(4)、折流板(5)、空气折流装置(6)、布水装置(7)、排水管(8)和固定基座(9)，所述浮头管板(2)夹在入口端盖(1)和外壳体(3)之间，所述外壳体(3)固定于固定基座(9)上，所述传热传质管束(4)固定在浮头管板(2)上，所述折流板(5)采用单弓形结构并固定于外壳体(3)内，所述空气折流装置(6)设于外壳体上远离入口端盖(1)的另一端，所述布水装置(7)和排水管(8)均固定于外壳体(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述浮头管板(2)通过入口端盖(1)和外壳体(3)上的法兰连接进行固定。
3.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述空气折流装置(6)通过法兰与外壳体(3)连接。
4.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述入口端盖(1)内设有导流腔室。
5.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述传热传质管束(4)采用胀焊并用方式固定在浮头管板(2)上。
6.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述折流板(5)采用焊接方式固定于外壳体(3)内。
7.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述外壳体(3)内设有多个折流板(5)，将外壳体(3)的内部空间分隔为多个后冷湿化单元。
8.根据权利要求7所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述布水装置(7)采用焊接方式固定于外壳体(3)上，且每个后冷湿化单元均设有对应的布水装置(7)。
9.根据权利要求7所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述排水管(8)采用焊接方式固定于外壳体(3)上，且每个后冷湿化单元均设有对应的排水管(8)。
10.根据权利要求1所述的一种卧式高压空气后冷湿化一体化装置，其特征在于，所述布水装置(7)包括水管和喷嘴，喷嘴采用螺纹连接方式固定于水管上。
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