[發明專利]用于燃氣渦輪機的主動間隙控制系統和方法

有效

• 申請號: 201210428945.4
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103089339A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: M.I.阿拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/24
• 分類號: F01D11/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

1.一種用于具有多級壓縮機和渦輪機的燃氣渦輪機的間隙控制系統，所述系統包括：

第一壓縮氣體通道，所述第一壓縮氣體通道經連接以從所述壓縮機的一個級抽取壓縮氣體；

第二壓縮氣體通道，所述第二壓縮氣體通道經連接以從所述壓縮機的另一個級抽取壓縮氣體；

閥組件，用于調節通過所述第一和第二壓縮氣體通道的所述壓縮氣體的流動，其中所述閥組件經致動以選擇性地從第一和第二氣體通道中的所選一個通道輸送抽取的壓縮氣體；以及

第三壓縮氣體通道，所述第三壓縮氣體通道將所述抽取的壓縮氣體從所述閥傳輸到所述渦輪機的殼體。

2.根據權利要求1所述的間隙控制系統，其中連接到所述第一壓縮氣體通道的所述級是所述壓縮機的末級。

3.根據權利要求1所述的間隙控制系統，進一步包括熱交換器，其連接到所述第一和第二壓縮氣體通道中的至少一個，其中所述熱交換器向所述壓縮氣體增加熱能。

4.根據權利要求3所述的間隙控制系統，其中所述氣體通道中的每個通道均具有所述熱交換器中的相應一個熱交換器。

5.根據權利要求1所述的間隙控制系統，進一步包括控制器，其中所述控制器從所述燃氣渦輪機接收關于所述燃氣渦輪機的運行模式的數據，并且所述控制器基于所述運行模式，致動所述閥以引導氣體從所述壓縮氣體通道中的一個通道通過所述閥。

6.一種針對燃氣渦輪機提供間隙控制的方法，所述燃氣渦輪機具有多級壓縮機以及渦輪機槳葉在渦輪機殼內旋轉的渦輪機，所述方法包括：

選擇從中抽取壓縮空氣的第一壓縮機級；

管輸來自所述第一壓縮機級的所述壓縮空氣到所述渦輪機殼；

輸送來自所述第一壓縮機級的所述壓縮空氣以使所述渦輪機殼熱收縮；

選擇從中抽取壓縮空氣的第二壓縮機級，并且取消選擇所述第一壓縮機級；

管輸來自所述第二壓縮機級的所述壓縮空氣到所述渦輪機殼；以及輸送來自所述第二壓縮機級的所述壓縮空氣以使渦輪機殼熱膨脹。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述第二壓縮機級是所述壓縮機中的壓縮機末級，并且來自所述壓縮機末級的所述壓縮空氣是壓縮機排氣。

8.根據權利要求6所述的方法，其中所述第一壓縮機級是所述壓縮機的中間部分中的壓縮機級。

9.根據權利要求6所述的方法，其中通過致動與所抽取的壓縮空氣流體連通的閥，來選擇所述第二壓縮機級而不選擇所述第一壓縮機級。

10.根據權利要求6所述的方法，進一步包括在所述壓縮空氣從所述壓縮機抽取出之后、并且在所述壓縮空氣進入所述渦輪機殼之前，向所述壓縮空氣增加熱能。

11.根據權利要求10所述的方法，其中在確定環境空氣溫度低于閾值溫度的基礎上，增加所述熱能。

12.根據權利要求6所述的方法，其中管輸來自所述第二壓縮機級的所述壓縮氣體到所述渦輪機殼的步驟發生在所述燃氣渦輪機的開機和停機運行模式中的至少一個模式期間。

13.根據權利要求6所述的方法，其中管輸來自所述第一壓縮機級的所述壓縮氣體到所述渦輪機殼的步驟發生在所述燃氣渦輪機的負載或基本負載運行模式期間。

14.一種針對燃氣渦輪機提供間隙控制的方法，所述燃氣渦輪機具有多級壓縮機以及渦輪機槳葉在渦輪機殼內旋轉的渦輪機，所述方法包括：

在所述燃氣渦輪機的開機或停機模式期間，選擇從中抽取壓縮空氣的第一壓縮機級，管輸來自所述第一壓縮機級的所述壓縮空氣到所述渦輪機殼，并且輸送來自所述第一壓縮機級的所述壓縮空氣以使所述渦輪機殼熱膨脹；

在所述燃氣渦輪機的負載或基本負載模式期間，選擇從中抽取壓縮空氣的第一壓縮機級，選擇從中抽取壓縮空氣的第二壓縮機級、并且取消選擇所述第一壓縮機級，管輸來自所述第二壓縮機級的所述壓縮空氣到所述渦輪機殼，并且輸送來自所述第二壓縮機級的所述壓縮空氣以使所述渦輪機殼熱收縮；以及

通過致動閥組件來對所述第一壓縮機級或所述第二壓縮機級進行選擇。

15.根據權利要求14所述的方法，其中所述第二壓縮機級是所述壓縮機中的壓縮機末級，并且來自所述壓縮機末級的所述壓縮空氣是壓縮機排氣。