專利名稱：：用于渦輪機的熱管中間冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的示例性實施例涉及渦輪機領(lǐng)域，更具體地，涉及用于渦輪機的熱管中間冷卻器。
背景技術(shù)：
：渦輪機包括操作地連接到渦輪上的壓縮機，繼而驅(qū)動另一機器，諸如發(fā)電機。壓縮機壓縮輸送至燃燒器以和燃料混合并點燃以形成高溫、高壓燃燒產(chǎn)物的輸入氣流。高溫、高壓燃燒產(chǎn)物用于驅(qū)動渦輪。在一些情況下，離開壓縮機的壓縮氣流;陂重新壓縮以達到一定的燃燒效率。然而，重新壓縮壓縮氣流提高氣流溫度至所希望的限制以上。因此，在重新壓縮之前，氣流通過中間冷卻器。中間冷卻器降低壓縮氣流的溫度，使得在重新壓縮中，重新壓縮氣流的溫度在所希望的限制內(nèi)。傳統(tǒng)的中間冷卻器是需要相當大的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和資本成本的大系統(tǒng)。中間冷卻器使用水作為冷卻液。水通過熱交換器部件循環(huán)以從壓縮氣流中去除熱量。然后，水被導(dǎo)向通過冷卻塔以在重新被引入熱交換器之前去除任何附帶'的熱量。使用水作為冷卻液有若干缺點。水具有有限的載熱能力，需要很大量，并必須在可接受用于中間冷卻器之前經(jīng)歷昂貴的提純/凈化過程。大量的水減'隄了熱反應(yīng)，因而，造成了渦輪的斜坡上升和下降(turn-down)。而且，現(xiàn)有的中間冷卻器是需要泵、風(fēng)扇和復(fù)雜控制的復(fù)雜系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容根椐本發(fā)明的示例性實施例，渦輪機包括具有入口部分和出口部分的壓縮機。壓縮機壓縮在入口部分4妄收的空氣以形成通過出口部分3的壓縮氣流。渦輪機還包括操作地連接到壓縮機下游的中間冷卻器。該中間冷卻器包括多個構(gòu)造成從壓縮氣流中吸收熱量的熱管。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，從渦輪機產(chǎn)生的壓縮氣流中吸收熱量的方法包括傳遞氣流至壓縮機。該壓縮機作用于氣流以產(chǎn)生第一溫度的壓縮氣流。此方法還包括/人壓縮才幾導(dǎo)向第一溫度的壓縮氣流至具有多個熱管的中間冷卻器，以及傳遞壓縮氣流經(jīng)過多個熱管。熱管從壓縮氣流中吸收熱量以建立低于第一溫度的第二溫度的壓縮氣流。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例，操作地連接到壓縮機下游的中間冷卻器包括多個構(gòu)造成從壓縮氣流中吸收熱量并傳遞壓縮氣流到渦輪的熱管。本發(fā)明的示例性實施例提供一種不需要大量水和相關(guān)所需基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而運轉(zhuǎn)以降低壓縮氣流的溫度的中間冷卻器。也就是說，通過使用具有高熱量傳輸率并需要很少或不需要工作冷卻液的熱管，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的中間冷卻器提供用于降低壓縮空氣溫度的有成本效益的、可靠的和筒單的系統(tǒng)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的包括熱管中間冷卻器的渦輪機系統(tǒng)的示意圖；以及圖2是根據(jù)太勞胡"-化''w*^"她容士,vn)入i。突"加A-的透視圖。部件列表2渦專侖才幾系統(tǒng)4第一壓縮機6壓縮機入口7壓縮才幾出口9中間冷卻器4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式首先參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的渦4侖機系統(tǒng)總體地顯示為2。渦輪機系統(tǒng)2包括具有壓縮機入口6和壓縮機出口7的壓縮機4。如下文將更充分地論述，壓縮機出口7流通地連接到中間冷卻器9上。中間冷卻器9構(gòu)造成在壓縮空氣被引入第二壓縮機20之前降低來自壓縮機4的壓縮空氣的溫度，第二壓縮機20在壓縮空氣被輸送至燃燒器(未示出)之前進一步地壓縮空氣。壓縮機20經(jīng)由壓縮機/渦輪軸33操作地聯(lián)接到渦輪30上。在顯示的示例性實施例中，渦輪30通過渦輪/發(fā)電機軸43操作地聯(lián)接到發(fā)電機40上?，F(xiàn)在參考圖2,描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例構(gòu)建的中間冷卻器9。如顯示的，中間冷卻器9包括主體53，其限定具有入口55、出口56和內(nèi)部腔58的壓力容器。中間冷卻器9^皮顯示為安置在支撐結(jié)構(gòu)60上。根據(jù)所顯示的示例性實施例，中間冷卻器9包括都以66來表示的多個熱管，此多個熱管構(gòu)造成從來自壓縮機4的壓縮氣流中吸收熱量。在此處應(yīng)該理解，術(shù)語"熱管"應(yīng)解釋成表示密封管或由具有高熱導(dǎo)率的材料，諸如，但不限于，銅或鋁制成的管。真空泵用于從密封管的內(nèi)部排出所有流體(氣體和液體兩者)，之后管^皮填充一部分體積的工作流體或冷卻液，諸如，但不限于，水、乙醇、丙酮、鈉或汞。部分真空接近或低于工作流體的蒸汽壓力，使得一些流體為液相，一些為氣相。多個熱管各包括延伸至內(nèi)部腔58中的第一端部分72，其通向第二端部分73，第二端部分73布置在壓力容器的外部，通過中間的或熱交換區(qū)域74。熱交換區(qū)域74實際上包括第一熱交換部分77，例如，各熱管66的位于內(nèi)部腔58中的部分，和第二熱交換部分78，例如，各熱管66的位于內(nèi)部腔58外的部分。通過此布置，壓縮空氣中附帶的熱量^支第一熱交換部分77吸收。熱量迅速地通過中間區(qū)域74傳導(dǎo)至第二熱交換部分78。例如風(fēng)扇84產(chǎn)生的對流氣流，通過第二熱交換部分78以去除熱量。在此處應(yīng)該意識到，本發(fā)明的示例性實施例提供了一種簡單的、有成本效益的從壓縮氣流中去除熱量的系統(tǒng)。熱管的使用提供了一種不需要大量水作為冷卻液的易用、易維護和低成本的系統(tǒng)。同樣地，本發(fā)明的示例性實施例允許渦輪對負荷變化響應(yīng)更快。大體上，此書面說明使用實例來公開發(fā)明，包括最佳才莫式，并且還使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何結(jié)合在其中的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。這樣的其它實例將在本發(fā)明的示例性實施例的范圍內(nèi)，如果其具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果其包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)不同的等效的結(jié)構(gòu)元件。權(quán)利要求1.一種渦輪機(2)，包括包括入口部分(6)和出口部分(7)的壓縮機(4)，所述壓縮機(4)壓縮在所述入口部分(6)接收的空氣以形成通過所述出口部分(7)的壓縮氣流；和操作地連接到所述壓縮機(4)的下游的中間冷卻器(9)，所述中間冷卻器(9)包括多個構(gòu)造成從所述壓縮氣流中吸收熱量的熱管(66)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(2)，其特征在于，所述中間冷卻器(9)包括壓力容器(53),所述多個熱管(66)各包括延伸至所述壓力容器(53)中的第一端部分(72)和從所述壓力容器(53)突出的第二端部分(73)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機(2)，其特征在于，還包括至少一個對準所述中間冷卻器(9)的風(fēng)扇(84)，所述至少一個風(fēng)扇(84)引導(dǎo)強迫氣流通過各所述多個熱管(66)的所述第二端部分(73)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(2)，其特征在于，所述多個熱管(66)的至少一部分是包括至少是液相和氣相中的一種的冷卻液的密封熱管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(2),其特征在于，所述多個熱管(66)各包括外部表面和內(nèi)部表面，所述多個熱管(66)的至少一部分在內(nèi)部表面上包括導(dǎo)熱涂層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(2),其特征在于，還包括布置在所述中間冷卻器(9)下游的另一個壓縮機(20)，所述另一個壓縮機(20)進一步地壓縮通過所述中間冷卻器(9)的所述壓縮氣流。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機，其特征在于，所述中間冷卻器(9)不包括水作為冷卻液。全文摘要本發(fā)明涉及用于渦輪機的熱管中間冷卻器。具體而言，一種渦輪機(2)包括具有入口部分(6)和出口部分(7)的壓縮機(4)。壓縮機(4)壓縮在入口部分(6)接收的空氣以形成通過出口部分(7)的壓縮氣流。渦輪機(2)還包括操作地連接到壓縮機(4)的下游的中間冷卻器(9)。中間冷卻器(9)包括多個構(gòu)造成從壓縮氣流中吸收熱量的熱管(66)。文檔編號F02C7/141GK101660452SQ200910165349公開日2010年3月3日申請日期2009年7月29日優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日發(fā)明者D·W·小鮑爾,J·拉納辛哈,華張申請人:通用電氣公司