[发明专利]一种空气冷却加湿装置、方法及湿空气透平循环系统

说明书

本发明涉及一种空气冷却加湿装置、方法及湿空气透平循环系统，属于湿空气透平循环技术领域，该装置包括壳体；壳体的侧壁上设有进气口；在壳体内设有N根通气管；N根通气管水平设置；N根通气管的左端口通过第一管板连接在一起，右端口通过第二管板连接在一起,通气管的上方设有布液器，布液器的上方设有除雾器；第一管束板与壳体内壁相对接之间形成第一区域，第二管束板与壳体之间相对接形成第二区域，进气口设置在第一区域的外壁面上，气体从所述进气口进入壳体内以S形路径在第一区域、通气管以及第二区域之间流动从第二区域或第一区域的底部流出，且顺着第一区域和第二区域之间向上流动。该装置解决了现有HAT循环系统换热过程过于复杂的问题。

技术领域

本发明属于湿空气透平循环技术领域，具体是涉及一种空气冷却加湿装置、方法及湿空气透平循环系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

湿空气透平(HAT)循环是未来燃气轮机循环的重要发展方向之一，HAT循环中包含复杂的换热网络，其中空气冷却湿化器是其独有的部件，也是其区别于简单或回热燃气轮机循环的关键过程之一。由于传热传质所需接触面积庞大，空气湿化器的热容量和容积远高于压气机、透平和燃烧室，从而成为影响湿化燃气轮机循环运行灵活性的关键因素，并使得压气机喘振风险增加，而空气冷却湿化器的紧凑化设计又会带来高压损，进而对循环热效率产生负面影响，同时空气冷却湿化过程的实现需建立闭环水回路，由此引入间冷器、后冷器、省煤器、回热器等多个热交换单元及流体输送装置，从而使得循环系统流程复杂、占地面积大且运行调节难度大，上述问题随机组功率等级增加更为突出。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种空气冷却加湿装置、方法及湿空气透平循环系统。

本发明实施例提供了一种空气冷却加湿装置，包括壳体；壳体的侧壁上设有进气口；在所述壳体内设有N根通气管；N根通气管水平设置；N根通气管的左端口通过第一管板连接在一起，右端口通过第二管板连接在一起,通气管的上方设有布液器，布液器的上方设有除雾器；第一管束板与壳体内壁相对接之间形成第一区域，第二管束板与壳体之间相对接形成第二区域，所述进气口设置在第一区域的外壁面上，气体从所述进气口进入壳体内以S形路径在第一区域、通气管以及第二区域之间流动从第二区域或第一区域的底部流出，且顺着第一区域和第二区域之间向上流动。

进一步地，第一区域以及第二区域顶部设有顶板。

进一步地，第一区域内在高度方向间隔设有多个第一水平板，第一水平板分别与壳体的内壁及第一管板密封连接，所述第二区域内在该高度方向也设有多个第二水平板，第二水平板分别与壳体的内壁及第二管板密封连接，第一水平板与第二水平板不在同一高度。

进一步地，所述N根通气管分成M排，第一水平板与第二水平板之间通气管的排数相同。

进一步地，第一管板与第二管板的两侧均通过隔板相连接，第一管板、第二管板以及隔板之间形成第三区域，通气管设置在第三区域内。

进一步地，所述壳体为圆柱形，第一管板、第二管板以及隔板形成矩形壳体。

进一步地，壳体的底部设有补水口和出水口，壳体的顶部设有出气口。

本发明实施例还提供了基于上述任一项所述的一种空气冷却加湿装置的使用方法，该方法包括如下过程：

高温的气体从所述壳体上的进气口进入壳体内的第一区域内，然后在第一区域、通气管以及第二区域之间以S形路线流动，且最终从第二区域或者第一区域的底部流出实现气体冷却过程；

冷却后的气体再顺着第一区域和第二区域之间的空间向上流动，此时布液器喷水实现湿化过程，当湿化到饱和湿度，被除雾器除去多余水雾后从壳体上出气口排出。

本发明实施例还提供了一种湿空气透平循环系统，该系统包括上述任一项所述一种空气冷却装置。