一种燃气轮机分叉排气管及其设计方法、使用方法与流程

本发明属于燃气轮机，涉及一种燃气轮机分叉排气管及其设计方法、使用方法。

背景技术：

1、现有技术中，燃气轮机的后输出排气通道往往采用蜗壳收集，然后再通过径向管道进行排气，其排气结构不能有效满足两侧烟气同时排放的需求；并且在高温、高速环境下易造成气流分离、热能损失、噪声大和排气不畅等问题。因此，急需要一种新型的燃气轮机分叉排气管来解决这些问题。

2、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种燃气轮机分叉排气管及其设计方法、使用方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种燃气轮机分叉排气管，包括分叉排气管，所述分叉排气管设有与燃气轮机排气口相连的承力机匣，所述承力机匣分别连接管面呈圆滑流线型的左排气管和右排气管，所述左排气管和右排气管相互对称设置，所述左排气管与右排气管的当量扩张角的范围均为0-7度；

4、所述左排气管和右排气管在竖直方向上均设有第一排气口、且水平方向均设有用于连接余热利用装置的第二排气口。

5、具体的，所述第一排气口与第二排气口的横截面相互垂直。

6、具体的，每个所述第二排气口的中心点均与燃气轮机排气口的中心点处于同一个水平线。

7、具体的，每个所述第一排气口均设有排气调节阀。

8、具体的，所述第一排气口设有第一法兰盘，所述第二排气口设有第二法兰盘，所述第一法兰盘与第二法兰盘相互垂直。

9、另一方面，由上所述，本发明提供一种燃气轮机分叉排气管的设计方法，具体方法如下：

10、步骤1、根据燃气轮机动力涡轮实际外形、使用时的排气流量以及对余热的利用情况，建立燃气轮机分叉排气管的模型，即将燃气轮机分叉排气管设计为异形分叉排气管，并保证管道型面流线圆滑；

11、步骤2、利用软件fluent模拟燃气轮机分叉排气管对烟气进行排放，并调节燃气轮机分叉排气管的当量扩张角的范围为0-7度，使其满足排放要求；

12、步骤3、在左排气管和右排气管上分别设计第一排气口、第二排气口。

13、具体的，步骤2中，模拟烟气进行排放时，在模型中截取当量长度均布的多个关键截面，并保证每两个截面之间的当量扩张角的范围均为0-7度。

14、再一方面，由上所述，本发明提供一种燃气轮机分叉排气管的使用方法，具体使用方法如下：

15、将分叉排气管的承力机匣安装至燃气轮机的排气口处，烟气经燃气轮机排气口进入分叉排气管，分别经过左排气管和右排气管后均形成两路烟气，第一路烟气从第一排气口排出大气，同时第二路烟气从第二排气口进入余热利用装置，从而实现对烟气的余热再利用。

16、具体的，所述第一排气口还设有用于调节烟气流量、且平衡排气压力的排气调节阀。

17、具体的，所述余热利用装置包括但不限于供暖系统、锅炉系统。

18、与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

19、本发明的燃气轮机分叉排气管，具有结构简单、性能稳定、高效环保等特点。它能有效满足两侧烟气同时排放的需求，采用了量扩张角小于7度、且具有圆滑流线型面的分叉排气管，降低了排气噪声、热能损失和排放阻力，加强了分叉排气管的结构强度和刚度，圆滑流线型管面提高了燃气轮机的整体性能和效率。此外，在高温环境下，本分叉排气管仍能保持良好的排放效果和耐久性。

技术特征：

1.一种燃气轮机分叉排气管，其特征在于，包括分叉排气管，所述分叉排气管设有与燃气轮机排气口相连的承力机匣(1)，所述承力机匣(1)分别连接管面呈圆滑流线型的左排气管(2)和右排气管(3)，所述左排气管(2)和右排气管(3)相互对称设置，所述左排气管(2)与右排气管(3)的当量扩张角的范围均为0-7度；

2.根据权利要求1所述燃气轮机分叉排气管，其特征在于，每个所述第一排气口(4)均设有排气调节阀。

3.根据权利要求1所述燃气轮机分叉排气管，其特征在于，所述第一排气口(4)设有第一法兰盘(6)，所述第二排气口(5)设有第二法兰盘(7)，所述第一法兰盘(6)与第二法兰盘(7)相互垂直。

4.基于权利要求1-3任一所述燃气轮机分叉排气管的设计方法，其特征在于，具体方法如下：

5.根据权利要求4所述燃气轮机分叉排气管的设计方法，其特征在于，步骤2中，模拟烟气进行排放时，在模型中截取当量长度均布的多个关键截面，并保证每两个截面之间的当量扩张角的范围均为0-7度。

6.根据权利要求1-3任一所述燃气轮机分叉排气管的使用方法，其特征在于，具体使用方法如下：

7.根据权利要求6所述燃气轮机分叉排气管的使用方法，其特征在于，所述第一排气口(4)还设有用于调节烟气流量、且平衡排气压力的排气调节阀。

8.根据权利要求6所述燃气轮机分叉排气管的使用方法，其特征在于，所述余热利用装置包括但不限于供暖系统、锅炉系统。

技术总结本发明属于燃气轮机技术领域，涉及一种燃气轮机分叉排气管及其设计方法、使用方法。本发明的燃气轮机分叉排气管，具有结构简单、性能稳定、高效环保等特点。它能有效满足两侧烟气同时排放的需求，采用了量扩张角小于7度、且具有圆滑流线型面的分叉排气管，降低了排气噪声、热能损失和排放阻力，加强了分叉排气管的结构强度、刚度和耐热性能，提高了燃气轮机的整体性能和效率。此外，在高温环境下，本分叉排气管仍能保持良好的排放效果和耐久性。技术研发人员：李云,区庆培,桂幸民,宋满祥,彭桂英,王卫国,万航雁,赵宇,曹世宏受保护的技术使用者：中国人民解放军32181部队技术研发日：技术公布日：2024/8/27