專利名稱：熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示范性實(shí)施例涉及熱回收系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地涉及用于渦輪機(jī)系統(tǒng)的熱回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)特別是那些結(jié)合燃?xì)夂驼羝啓C(jī)聯(lián)合系統(tǒng)使用的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生大量的熱。為了減少熱量，大部分發(fā)電機(jī)設(shè)置有冷卻系統(tǒng)。在一些情形中，空氣冷卻便已足夠。在其它情形中，特別是在較大的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，采用水作為冷卻介質(zhì)。更具體而言，引導(dǎo)水經(jīng)過(guò)例如定子繞組，以從發(fā)電機(jī)俘獲熱并將其帶走。水然后經(jīng)過(guò)冷卻^^，以在再次經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)之前去除所吸收的熱。盡管有效，但從水中俘獲的熱流失，從而導(dǎo)致發(fā)電設(shè)施的整體效率較低。此外，使水經(jīng)過(guò)冷卻塔所需的額外功進(jìn)一步造成發(fā)電設(shè)施效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，熱回收系統(tǒng)包括除熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。除熱系統(tǒng)與至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件流體相連。除熱系統(tǒng)4吏冷卻流體經(jīng)過(guò)該至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件以吸熱。制冷系統(tǒng)與除熱系統(tǒng)可才喿作地連接。制冷系統(tǒng)從經(jīng)過(guò)該至少 一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件的冷卻流體吸耳又熱以產(chǎn)生冷卻效果。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)示范性實(shí)施例，運(yùn)行熱回收系統(tǒng)的方法包括引導(dǎo)流體流經(jīng)過(guò)至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件。流體從該至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件吸熱以形成受熱流體。該方法還包括使受熱流體經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)乂人受熱流體吸取熱以產(chǎn)生冷卻效果。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于渦輪機(jī)系統(tǒng)的熱回收系
統(tǒng)的示意圖；以及
圖2是圖1的熱回收系統(tǒng)的除熱系統(tǒng)部分和制冷系統(tǒng)部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1,才艮據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例構(gòu)建的渦4侖;機(jī)系統(tǒng)總 體上以2表示。渦輪機(jī)系統(tǒng)2包括具有壓縮機(jī)進(jìn)口 5的壓縮機(jī)4，其 經(jīng)由軸8與渦輪6可操作地連接。渦輪6又經(jīng)由軸14與發(fā)電機(jī)12可 操作地聯(lián)接。根據(jù)所示的示范性實(shí)施例，渦輪機(jī)系統(tǒng)2設(shè)置有具有除 熱系統(tǒng)24和制冷系統(tǒng)28的熱回收系統(tǒng)20。如以下將更為全面地說(shuō)明， 熱回收系統(tǒng)20從渦輪機(jī)系統(tǒng)2的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件(例如但不限于發(fā)電 機(jī)12)回收通常散失到周圍環(huán)境中的熱。熱在制冷系統(tǒng)28中被重新利 用，以提供對(duì)渦輪機(jī)系統(tǒng)構(gòu)件的附加冷卻，這些構(gòu)件例如但不限于壓 縮機(jī)進(jìn)口 5或其它工作流體流(未示出)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，附加 冷卻也可用作對(duì)于其它系統(tǒng)/結(jié)構(gòu)的環(huán)境(climate)控制。
如圖2中最佳地示出，除熱系統(tǒng)24與發(fā)電機(jī)12流體相連。除熱 系統(tǒng)24包括第一冷卻回路42,其引導(dǎo)流體經(jīng)過(guò)例如發(fā)電機(jī)12的定子 部分(未示出)。在這一點(diǎn)上，應(yīng)理解用語(yǔ)"流體，，應(yīng)當(dāng)解釋為既包括 液體也包括氣體。經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)12的流體從定子吸熱以保持期望的運(yùn) 行溫度。更具體而言，經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)12的流體吸熱并轉(zhuǎn)化為受熱流體。 受熱流體由制冷系統(tǒng)28以下文將更全面地說(shuō)明的方式加以利用。
如圖2中進(jìn)一步地示出，制冷系統(tǒng)28采取包括冷凝器46、制冷 劑發(fā)生器47、吸收器49和蒸發(fā)器53的蒸氣吸收系統(tǒng)(VA)44的形式。 蒸發(fā)器53與冷卻旋管55流體相連。蒸氣吸收系統(tǒng)44包括與冷凝器 46、吸收器49和冷卻塔(未示出)流體連接的第二冷卻回路60。更具體 而言，第二冷卻回路60容納從受熱流體中吸收熱的流體，該受熱流體通過(guò)吸收除熱系統(tǒng)24中的熱而形成。冷卻流體然后流經(jīng)冷凝器46并經(jīng)過(guò)管道62流向冷卻塔。從冷卻塔流出的流體經(jīng)過(guò)另外的管道63并在重新進(jìn)入冷凝器46之前回到吸收器49中，以/人除熱系統(tǒng)24內(nèi)存在的受熱流體中帶走額外的熱。
同時(shí)，蒸氣吸收機(jī)44借助于吸收循環(huán)運(yùn)行產(chǎn)生傳送到冷卻旋管55的冷卻流體流。氣流流過(guò)冷卻旋管55。氣流將熱散失到冷卻流體中以形成冷卻氣流。冷卻氣流然后被引向壓縮機(jī)進(jìn)口 5，或者作為備選地被引向其它渦輪機(jī)構(gòu)件和/或相關(guān)結(jié)構(gòu)。更具體而言，蒸發(fā)器53經(jīng)由第三冷卻回路69與冷卻旋管66流體相連。第三冷卻回路69容納在蒸發(fā)器53和冷卻旋管66之間流通的流體。經(jīng)過(guò)冷卻旋管66的空氣穿過(guò)第三冷卻回路69，并且將熱散失到第三冷卻回路69中的冷卻流體。因此，以第一溫度進(jìn)入冷卻旋管66的空氣以較低的第二溫度離開。第三冷卻回路69中的冷卻流體經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器53,以便與制冷劑交換從經(jīng)過(guò)冷卻旋管66的氣流所俘獲的熱。
基于以上所述，顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明的熱回收系統(tǒng)利用通常/人渦輪機(jī)系統(tǒng)2散失的熱來(lái)提供冷卻空氣到其它的渦輪機(jī)系統(tǒng)構(gòu)件。這樣，渦輪機(jī)效率得以提高。已證實(shí)，通過(guò)引導(dǎo)空氣經(jīng)過(guò)與制冷系統(tǒng)連接的冷卻旋管，其中該制冷系統(tǒng)由從渦輪機(jī)系統(tǒng)構(gòu)件所散失的熱供以動(dòng)力，由渦輪機(jī)系統(tǒng)2所實(shí)現(xiàn)的渦輪機(jī)系統(tǒng)輸出大約增加13兆瓦。該增加的輸出造成大約0.1%的效率增益。因此，通常散失的熱被回收并被重新利用，以提高發(fā)電設(shè)施的效率。
一般而言，此書面描述使用了包括最佳方式在內(nèi)的實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例沒(méi)有不同于權(quán)利要求文字語(yǔ)言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱回收系統(tǒng)(20)，包括與至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件(12)流體相連的除熱系統(tǒng)(24)，所述除熱系統(tǒng)(24)使冷卻流體經(jīng)過(guò)所述至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件(12)以吸熱；以及與所述除熱系統(tǒng)(24)可操作地連接的制冷系統(tǒng)(28)，所述制冷系統(tǒng)(28)從經(jīng)過(guò)所述至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件(12)的冷卻流體吸取熱以產(chǎn)生冷卻效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收系統(tǒng)(20),其特征在于，所述至少一個(gè)發(fā)熱構(gòu)件(12)包括發(fā)電機(jī)。
3. 沖艮據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述制冷系統(tǒng)(28)為蒸氣吸收系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱回收系統(tǒng)(20),其特征在于，所述熱回收系統(tǒng)還包括渦輪機(jī)系統(tǒng)(2),所述渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)包括具有進(jìn)口 (5)的壓縮機(jī)(9),所述制冷系統(tǒng)(28)與所述渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)可操作地聯(lián)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱回收系統(tǒng)(20),其特征在于，所述渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)包括具有進(jìn)口 (5)的壓縮機(jī)(4),所述冷卻效果用來(lái)冷卻傳送到所述壓縮機(jī)(4)的所述進(jìn)口 (5)的氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱回收系統(tǒng)。具體而言，一種用于渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)的熱回收系統(tǒng)(20)，包括除熱系統(tǒng)(20)和制冷系統(tǒng)(28)。除熱系統(tǒng)與渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)的至少一個(gè)構(gòu)件(12)流體相連。除熱系統(tǒng)使冷卻流體經(jīng)過(guò)該至少一個(gè)構(gòu)件(12)以吸熱。制冷系統(tǒng)(28)與除熱系統(tǒng)(20)可操作地連接。制冷系統(tǒng)(28)從經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)系統(tǒng)(2)的該至少一個(gè)構(gòu)件(12)的冷卻流體吸取熱以產(chǎn)生冷卻效果。
文檔編號(hào)H02K9/00GK101640449SQ20091016582
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者A·K·沙馬, P·N·戈文丹, S·V·錢德拉波斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司