间冷回热燃气轮机发展现状

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1、2010年第36■篇3期V01．36No．3Jun．2010问冷回热燃气轮机发展现状张忠文1。曲文浩1。郑培英2，王媛媛2(1．海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110043；2．沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：概述了国内外闻冷回热燃气轮机的发晨现状；结合国内情况，提出了发展大功率舰船用燃气轮机的建议。关键词：间冷回热；舰船i燃气轮机；循环；间冷TheDevelopmentStateofIntercooledRecuperatedGasTurbineZFIANGZhong—wc

2、nl，quWen—ha01，ZHENGPei—yi．g，WANGYuan—yual32(1．NavalConsumerRepresentativeinShcnyang，Shenyang10043，China；2．ShenyangAeroengineResearchInsdtute，Shenyang110015，China)Abstract：Thedevelopmentstateoftheintercooledrecuperatedgasturbine讥theworldWaSoverviewed．T

3、akingthedomesticsituationintoaccount,thesuggestionofdeveJl0口ingthe张忠文(1964)，男，高级工程师，从，．，‘事航空发动机和舰船用燃气轮机故障^i#-pow87gas‘“巾inef077删谢”8558‘伽propos8吐诊断、测试维护与全寿命管理工作。Keywords：ICR(intercooledrecuperated)；vessel；gasturbine；cycle；jntercool收稿日期：2010—04-10置创造了条件

4、。本文综合阐述了国内外间冷回热循环燃气轮机的发展现状。1引言2国外发展现状燃气轮机广闭的应用前景激12．1间冷循环燃气轮机发了人们对燃气警机循环(即布!燃气轮机问冷循环是在低压孽婴掌琴?，篓研妻堂浓罡堂趣．，!压气机与高压压气机之间安装1孽譬先进循环得到了褡人研究或{个高冷换氯器，≤及低釜最≤机推广。：中流出的空气的温度降低蛰J接近间冷回热循环(ICR-Intercooling；环境温度，以此降低高压压气机Rec⋯upe。rat．ed)燃气轮罂芋在简单循；所需功率。其系统如图1所示。外燃气轮机基础

5、上增加，胜缩空：气中间冷却器、排气回热器等部件：的燃气轮机，其突出优点是在设计：工况及低工况下均具有较高的热：效率，弥补了简单循环燃气轮机：在低工况下热效率低的缺点，从：而为军民用舰船采用全燃动力装：南图1中可见，从外界进入低压压气机的空气，经压缩后，其压力和温度均得到提高；进入中间冷却器，与低温介质进行热交换，使其温度降低；冷却后，再进入高压压气机进行压缩，使其压力进一步增大，温度也上升；进入燃烧室与燃料进行掺混、燃烧，形成高温高压的燃气；随后，进入涡轮膨胀作功，带动压气机及其辅助系统；燃气驱动

6、动力涡轮，并带动负荷运转；最后，离开动力涡轮的燃气通过排气装置排人大气。美国GE公司推出的以航空发动机技术为主导，轻、重型技术完美结合的间冷式重型燃气轮机LMSl00，功率为10万kW，效率为46％，可用于50Hz和60Hz张害文警：橱冷回热燃号轮卸发展瑗钛电站；为3支点、3转子结构，总压比为42，涡轮进口温度为1380oC。如图2所示。在1个性能先进的超级核心机基础上，选配合适的低压系统，采用先进的间冷循环设计后，在额定工况下的效率达46％以上，在低工况热效率下的效率仍能保持39％以上。图2LM

7、Sl00重型燃气轮机2-2ICR燃气轮机将间冷循环和回热循环结合在一起就构成了ICR。ICR是在简单循环的基础上，在高、低压气机之间增加1个间冷器，在排气出口增加1个回热器。采用间冷器，降低了空气进入高压压气机时的温度，高压压气机的压缩耗功因此减少，整个机组的比功率得到提高；高压压气机的出口温度也相应降低，这样，回热器两侧空气和燃气的温度差增大，回热器效率也得到提高。其循环系统如图3所示。图3ICR系统采用ICR不仅能够较大幅度提高燃气轮机在额定工况下的效率、功率等总体性能，而且使机组在大部分功率

8、工况下的经济性得到显著改善。此外，采用紧凑而高效的回热器使燃气轮机具有较低的排气噪声和红外特征。美国海军投入巨资研发的WR一21间冷回热燃气轮机(如图4所示)代表了ICR燃气轮机的最先进水平。图4WR一21间冷回热燃气轮机WR一21燃气轮机的油耗曲线特别平坦，在50％～110％负荷范围内，其油耗接近中、高速柴油机的水平；在30％工况时的效率仍为41．16％，油耗为206．7胛·h；降低了全寿命期费用，改善了维修性和可靠性；降低了排放温度；可单独取代常规的柴／燃动力装置，有效节省了空