[發(fā)明專利]渦輪機械入口加熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010144005.3
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101839174A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華;D·W·小鮑爾;V·I·波尼亞文;D·S·拜爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C3/34
• 分類號: F02C3/34;F02C7/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的主題涉及渦輪機械，且更具體地，涉及用于燃氣渦輪機的入口加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在一些燃氣渦輪機應(yīng)用中，存在燃氣渦輪機壓力比達到壓縮機的操作壓力比限度而導(dǎo)致壓縮機喘振(surge)的燃氣渦輪機設(shè)備操作的情況。壓縮機壓力比典型地大于渦輪機壓力比，因為渦輪機易受燃燒器中壓力損失的影響。為了提供壓縮機壓力比保護，將壓縮機排放空氣排出并使其回流至壓縮機入口。稱為進氣加熱(IBH)控制(inlet?bleedheat?control)的該操作方法通過將更冷的周圍空氣與熱的壓縮機排放空氣的排出部分混合而提高壓縮機入口的入口溫度。

按照慣例，為了在小范圍內(nèi)維持壓縮機入口溫度，在排出空氣和壓縮機入口之間布置大量垂直的歧管。當垂直的歧管在水平平面中提供混合時，在排出空氣內(nèi)保持溫度梯度，使得難以在小范圍內(nèi)維持壓縮機入口溫度。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，渦輪機械包括壓縮機和入口系統(tǒng)；壓縮機具有壓縮機入口和壓縮機抽出出口，入口系統(tǒng)流體地連接到壓縮機入口和壓縮機抽出出口上。該入口系統(tǒng)包括氣室，氣室具有通過中間部分延伸到第二末端部分的第一末端部分。該第一末端部分限定用來接納周圍空氣的入口，而該第二末端部分為壓縮機入口空氣限定出口。該入口系統(tǒng)還包括加熱系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)具有水平地延伸通過氣室的中間部分且以垂直關(guān)系布置的多個導(dǎo)管。該多個導(dǎo)管的每一個均包括第一末端部、第二末端部以及中間部，且第一末端部和第二末端部中的至少一個流體地連接到壓縮機抽出出口上。來自壓縮機抽出出口的被加熱的空氣穿過多個導(dǎo)管，并且提高穿過氣室且進入壓縮機入口的周圍空氣的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，加熱到渦輪機械的入口空氣的一種方法包括將周圍空氣引入氣室的第一末端部分；使周圍空氣越過水平地延伸通過氣室的中間部分且以垂直關(guān)系布置的多個導(dǎo)管；將被加熱的壓縮機抽出空氣引入多個導(dǎo)管；以及將來自被加熱的壓縮機抽出空氣的熱傳遞至穿過氣室的周圍空氣。

通過結(jié)合附圖的以下描述，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點及特征將變得更明顯。

附圖說明

在本說明書的結(jié)論處在權(quán)利要求書中特別指出且清楚地要求保護被認為是本發(fā)明的主題。通過結(jié)合附圖的如下具體實施方式，本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點是明顯的，其中：

圖1是根據(jù)一個示例性實施例的包括入口加熱系統(tǒng)的渦輪機械的結(jié)構(gòu)圖圖示；且

圖2是圖1的入口加熱系統(tǒng)的示意性圖示。

作為參考附圖的實例，具體實施方式解釋了本發(fā)明的實施例，以及優(yōu)點和特征。

部件列表

2渦輪機械系統(tǒng)

4氣動渦輪機械

6壓縮機

8壓縮機入口

9入口引導(dǎo)葉片(IGV)

10入口氣室

12渦輪

14排氣擴壓器

20抽出歧管

40入口系統(tǒng)

43百葉窗式入口

45入口過濾器罩

49氣室

54第一末端部分

55第二末端部分

56中間部分

62入口消音器

66入口加熱系統(tǒng)

80第一導(dǎo)管

81第一末端部

82第二末端部

83中間部

85第一多個開口

86第二多個開口

90第二導(dǎo)管

91第一末端部

92第二末端部

93中間部

95第一多個開口

96第二多個開口

100被加熱空氣的垂直幕

110抽出空氣輸送導(dǎo)管

112第一末端

113第二末端

116連接構(gòu)件

119閥構(gòu)件

122單向閥

125反向流

具體實施方式

參考圖1，根據(jù)一個示例性實施例構(gòu)造的渦輪機械系統(tǒng)一般地以2顯示。渦輪機械系統(tǒng)2包括具有壓縮機6的氣動渦輪機械4，壓縮機6設(shè)有壓縮機入口8。壓縮機入口8顯示成包括布置在入口氣室10的下游的多個入口引導(dǎo)葉片9。氣動渦輪機械4還顯示成包括流體地連接到排氣擴壓器14的渦輪12。如在該示例性實施例中，顯示壓縮機6通過壓縮機抽出出口或歧管20可操作地連結(jié)到渦輪12上。