用于燃气涡轮机系统的热管系统及燃气涡轮机系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于燃气涡轮机系统的热管系统及燃气涡轮机系统。所述热管系统的热管具有第一部分和第二部分，第一部分定位于燃气涡轮机排气处理系统的排气路径内，第二部分定位成与热交换流体的流动路径呈热交换关系。热交换流体的流动路径包括氨蒸发器，氨蒸发器构造成使从氨源接收的氨蒸发。热管构造成使热能从排气路径中的废气传递至热交换流体以使热交换流体能够使氨汽化而同时冷却废气以使燃气涡轮机排气处理系统能够更有效地处理废气。

【技术实现步骤摘要】
用于燃气涡轮机系统的热管系统及燃气涡轮机系统
本技术公开的主题涉及涡轮机系统，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮机系统的热管系统及燃气涡轮机系统。
技术介绍
燃气涡轮机系统通常包括至少一个燃气涡轮发动机，燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器和涡轮机。燃烧器构造成使燃料和压缩空气的混合物燃烧以产生热的燃烧气体，热的燃烧气体又接着驱动涡轮机的叶片。由燃气涡轮发动机产生的废气(exhaustgas)可包括某些副产品，诸如氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)、碳氧化物(COX)和未燃烧的碳氢化合物。
技术实现思路
在一个实施例中，一种燃气涡轮机系统包括排气处理系统(exhaustprocessingsystem)，排气处理系统流体联接至燃气涡轮发动机的涡轮机的出口，排气处理系统构造成接收具有由燃气涡轮发动机产生的具有燃烧产物的废气，并且构造成在废气离开燃气涡轮机系统之前处理废气；排气处理系统的排气路径(exhaustpath)构造成使废气流经排气处理系统。所述系统还包括氨注入系统(ammoniainjectionsystem)以及热管(heatpipe)，氨注入系统具有氨源(sourceofammonia)并构造成将汽化的氨引入排气路径；热管具有第一部分和第二部分，第一部分定位于排气路径内，第二部分定位成与用于氨注入系统中的热交换流体(heatexchangefluid)的流动路径呈热交换关系。热管构造成将热能从排气路径中的废气传递至热交换流体以使热交换流体能够使氨汽化而同时冷却废气以使排气处理系统能够更有效地处理废气。进一步地，所述热管的所述第二部分沿着通向所述氨注入系统的氨蒸发器的环境空气流动路径定位。更进一步地，所述氨蒸发器构造成接收经加热的环境空气的流并将所述经加热的环境空气放置成与氨水(aqueousammonia)进行热交换以产生汽化的氨(vaporizedammonia)。所述的系统进一步包括流控制装置，所述流控制装置沿所述环境空气流动路径定位并构造成控制经过(over)所述热管的所述第二部分的环境空气的流。所述的系统进一步包括控制器，所述控制器通信地(communicatively)联接至所述流控制装置并构造成调整所述流控制装置以调整所述经加热的环境空气的温度。所述的系统进一步包括喷氨格栅，所述喷氨格栅沿所述排气路径定位并流体联接至所述氨蒸发器，其中，所述喷氨格栅构造成从所述氨蒸发器接收所述汽化的氨并构造成将所述汽化的氨注入所述排气路径内。更进一步地，所述热管的所述第一部分定位于所述喷氨格栅的下游。进一步地，所述热管的所述第一部分定位于所述排气处理系统的选择性催化还原(SCR)催化剂的上游，所述选择性催化还原催化剂构造成减小所述废气中氮氧化物(NOX)的浓度。进一步地，所述热管是使各自的第一部分均定位于所述排气路径内的多个热管中的一个热管。进一步地，不是所述多个热管中的全部所述热管都使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系。进一步地，所述多个热管中的第一组热管使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系，并且其中所述多个热管中的第二组热管使各自的第二部分与所述热交换流体的另外的流动路径呈单独的(separate)热交换关系，其中，所述另外的流动路径与所述流动路径分离并布置成关于(withrespectto)所述流动路径平行。进一步地，所述多个热管中的所有热管使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系。进一步地，所述热管构造成使用包含于所述热管内的流体的相变使所述热能从所述废气中传递并传递至所述热交换流体。进一步地，所述热管具有蒸汽腔(vaporcavity)、包围所述蒸汽腔的芯体(wick)以及流体，其中，所述热管构造成在所述第一部分处从所述废气接收热能并构造成使用所述热能来使所述流体蒸发以使所述流体从所述芯体中移动并进入所述蒸汽腔内以由此蒸发冷却(evaporativelycool)所述第一部分，并且其中，所述热管构造成在所述第二部分处将热能传递至所述热交换流体以使所述流体冷却并由所述芯体再吸收。进一步地，所述氨源是保存氨水的储存罐，其中，所述热交换流体的所述流动路径构造成使所述氨水流动，所述热交换流体是所述氨水中的水使得所述热管构造成直接使所述氨蒸发。在另一实施例中，热管具有第一部分和第二部分，第一部分定位于燃气涡轮机排气处理系统的排气路径内，第二部分定位成与热交换流体的流动路径呈热交换关系。热交换流体的流动路径包括氨蒸发器，氨蒸发器构造成使从氨源接收的氨蒸发。热管构造成使热能从排气路径中的废气传递至热交换流体以使热交换流体能够使氨汽化而同时冷却废气以使燃气涡轮机排气处理系统能够更有效地处理废气。进一步地，所述热管构造成使用包含于所述热管内的流体的相变使所述热能从所述废气中传递并传递至所述热交换流体。所述的系统进一步包括多个热管，所述多个热管包含所述一个热管，其中，所述燃气涡轮机排气处理系统包括选择性催化还原催化剂，所述选择性催化还原催化剂构造成减小所述废气内的NOX的浓度，并且所述多个热管构造成将所述废气的温度从第一温度降低至第二温度，其中，所述选择性催化还原催化剂在所述第二温度下比在所述第一温度下具有更好的催化活性。进一步地，所述氨源包括氨水源，并且所述热交换流体是空气，或者是所述氨水中的水。在又一实施例中，一种燃气涡轮机系统包括燃气涡轮发动机和排气处理系统，燃气涡轮发动机构造成使燃料和氧化剂的混合物燃烧并构造成释放由燃烧产生的废气；排气处理系统具有排气管道，排气管道流体连接至燃气涡轮发动机的涡轮机的出口，排气管道构造成接收由燃气涡轮发动机释放的废气。排气处理系统构造成使用选择性催化还原(SCR)催化剂处理废气以在废气离开燃气涡轮机系统之前减少废气中的NOX。排气处理系统的排气路径构造成使废气流经排气处理系统。氨注入系统具有构造成从氨源中接收氨水的氨蒸发器并使氨水中的氨汽化以使氨注入系统能够将汽化的氨引入至排气路径内。多个热管构造成从排气管道中的废气中接收热能以在废气到达SCR催化剂之前冷却废气，并将热能传递至用于氨蒸发器中的热交换流体以使氨汽化。附图说明当参考附图阅读下述详细说明时，本技术的这些及其它特征、方面和优点将得到更好地理解，其中附图中自始至终相同的符号表示相同的部件，其中：图1示出了具有排气处理系统的燃气涡轮机系统的实施例的图解概述，其中排气处理系统使用热管进行废气冷却和氨蒸发；图2示出了图1的燃气涡轮机系统的实施例的侧视平面图，其中热管具有定位于排气管道中的第一部分和定位于环境空气热交换器中的第二部分；图3示出了图1的排气处理系统的实施例的示意性侧视平面图，其中排气处理控制系统控制环境空气的流和氨水的流以实现适于在排气处理系统中使用的氨蒸发水平；图4示出了根据本公开内容的多个构型的热管的热交换构型的实施例的横截面平面图；以及图5示出了图1的排气处理系统的另一实施例的示意性侧视平面图，其中热管被用于直接使氨汽化。具体实施方式下文将描述本技术的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，可能在说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括：排气处理系统，所述排气处理系统流体联接至燃气涡轮发动机的涡轮机的出口，所述排气处理系统构造成接收具有由所述燃气涡轮发动机产生的具有燃烧产物的废气，并且构造成在所述废气离开所述燃气涡轮机系统之前处理所述废气；所述排气处理系统的排气路径，所述排气处理系统的所述排气路径构造成使所述废气流经所述排气处理系统；氨注入系统，所述氨注入系统具有氨源并构造成将汽化的氨引入所述排气路径；以及热管，所述热管具有第一部分和第二部分，所述第一部分定位于所述排气路径内，所述第二部分定位成与用于所述氨注入系统中的热交换流体的流动路径呈热交换关系，并且其中，所述热管构造成将热能从所述排气路径中的废气传递至所述热交换流体以使所述热交换流体能够使所述氨汽化而同时冷却所述废气。

【技术特征摘要】
2016.06.09 US 15/1785681.一种燃气涡轮机系统，所述燃气涡轮机系统包括：排气处理系统，所述排气处理系统流体联接至燃气涡轮发动机的涡轮机的出口，所述排气处理系统构造成接收具有由所述燃气涡轮发动机产生的具有燃烧产物的废气，并且构造成在所述废气离开所述燃气涡轮机系统之前处理所述废气；所述排气处理系统的排气路径，所述排气处理系统的所述排气路径构造成使所述废气流经所述排气处理系统；氨注入系统，所述氨注入系统具有氨源并构造成将汽化的氨引入所述排气路径；以及热管，所述热管具有第一部分和第二部分，所述第一部分定位于所述排气路径内，所述第二部分定位成与用于所述氨注入系统中的热交换流体的流动路径呈热交换关系，并且其中，所述热管构造成将热能从所述排气路径中的废气传递至所述热交换流体以使所述热交换流体能够使所述氨汽化而同时冷却所述废气。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热管的所述第二部分沿着通向所述氨注入系统的氨蒸发器的环境空气流动路径定位。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述氨蒸发器构造成接收经加热的环境空气的流并将所述经加热的环境空气放置成与氨水进行热交换以产生汽化的氨。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括流控制装置，所述流控制装置沿所述环境空气流动路径定位并构造成控制经过所述热管的所述第二部分的环境空气的流。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器通信地联接至所述流控制装置并构造成调整所述流控制装置以调整所述经加热的环境空气的温度。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括喷氨格栅，所述喷氨格栅沿所述排气路径定位并流体联接至所述氨蒸发器，其中，所述喷氨格栅构造成从所述氨蒸发器接收所述汽化的氨并构造成将所述汽化的氨注入所述排气路径内。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热管的所述第一部分定位于所述喷氨格栅的下游。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热管的所述第一部分定位于所述排气处理系统的选择性催化还原催化剂的上游，所述选择性催化还原催化剂构造成减小所述废气中氮氧化物的浓度。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热管是使各自的第一部分均定位于所述排气路径内的多个热管中的一个热管。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，不是所述多个热管中的全部所述热管都使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系。11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个热管中的第一组热管使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系，并且其中所述多个热管中的第二组热管使各自的第二部分与所述热交换流体的另外的流动路径呈单独的热交换关系，其中，所述另外的流动路径与所述流动路径分离并布置成关于所述流动路径平行。12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个热管中的所有热管使各自的第二部分定位成与所述热交换流体的所述流动路径呈所述热交换关系。13.根据权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国,US