[發明專利]控制渦輪機的部分負荷性能的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310047414.5
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103244273A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: R.J.里德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00;F02C7/18;F02C9/18;F02C9/00
• 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

1.一種渦輪機，其包括：

壓縮機，所述壓縮機吸入流體并且壓縮流體；

燃燒部段，所述燃燒部段燃燒燃料以通過加熱來自所述壓縮機的流體生成經加熱的流體；

渦輪部段，所述渦輪部段將經加熱的流體轉換為功；以及

旁通回路，所述旁通回路通過接收來自所述壓縮機的經壓縮的流體生成旁通流，根據所述渦輪機的操作模式選擇性地加熱所述旁通流，并且將所述旁通流輸出到所述渦輪部段。

2.根據權利要求1所述的渦輪機，其特征在于，當所述渦輪機在部分負荷模式下操作時所述旁通回路加熱所述旁通流，并且當所述渦輪機在峰值負荷模式下操作時所述旁通回路不加熱所述旁通流。

3.根據權利要求1所述的渦輪機，其特征在于，所述渦輪機還包括：

排出部段，所述排出部段輸出經加熱的來自所述渦輪部段的流體，

其中所述旁通回路通過使所述旁通流穿過所述排出部段而加熱所述旁通流。

4.根據權利要求3所述的渦輪機，其特征在于，所述旁通回路包括閥以將來自所述壓縮機的所述旁通流選擇性地輸出到所述排出部段和所述渦輪部段中的一個。

5.根據權利要求4所述的渦輪機，其特征在于，當所述渦輪機在部分負荷模式下操作時所述閥將所述旁通流輸出到所述排出部段，并且當所述渦輪機在峰值負荷模式下操作時所述閥將所述旁通流輸出到所述渦輪部段。

6.根據權利要求4所述的渦輪機，其特征在于，所述旁通回路還包括：

第一管路，所述第一管路將來自所述壓縮機的所述旁通流輸送到所述閥；

第二管路，所述第二管路將來自所述閥的所述旁通流輸送到所述渦輪部段；

第三管路，所述第三管路將來自所述閥的所述旁通流輸送到所述排出部段；以及

第四管路，所述第四管路將來自所述排出部段的所述旁通流輸送到所述渦輪部段。

7.根據權利要求6所述的渦輪機，其特征在于，所述第二管路和所述第四管路彼此連接。

8.根據權利要求3所述的渦輪機，其特征在于，所述排出部段包括熱交換器、將來自所述閥的所述旁通流輸送到所述熱交換器的入口、以及將來自所述熱交換器的所述旁通流輸送到所述渦輪部段的出口。

9.根據權利要求1所述的渦輪機，其特征在于，所述渦輪部段包括多個輪葉，所述多個輪葉將經加熱的流體引導到葉片的多個環形級，并且

所述旁通回路將所述旁通流輸出到所述渦輪部段的所述多個輪葉。

10.一種發電系統，其包括：

渦輪機，所述渦輪機具有吸入并且壓縮流體的壓縮機、加熱來自所述壓縮機的流體的燃燒部段、用由所述燃燒部段加熱的流體驅動軸的渦輪部段、從所述渦輪部段噴射流體的排出部段、以及旁通回路，所述旁通回路通過接收由所述壓縮機壓縮的流體的一部分生成旁通流并且將所述旁通流選擇性地引導到所述渦輪部段和所述排出部段；以及

渦輪機控制單元，所述渦輪機控制單元確定所述渦輪機的操作模式，并且根據所確定的操作模式控制所述旁通回路，以將所述旁通流輸送到所述渦輪部段和所述排出部段中的一個。

11.根據權利要求10所述的發電系統，其特征在于，所述渦輪機控制單元控制所述渦輪機的所述旁通回路以當所述渦輪機在峰值負荷操作模式下操作時將所述旁通流直接輸送到所述渦輪部段，并且當所述渦輪機在部分負荷操作模式下操作時將所述旁通流輸送到所述排出部段。

12.根據權利要求11所述的發電系統，其特征在于，所述渦輪機控制單元接收輸入指令以在預定操作模式下操作所述渦輪機，分析所述輸入指令以確定所述渦輪機的操作模式，以及輸出控制信號以控制所述燃燒部段中的燃燒的水平、并且當所述渦輪機在峰值負荷操作模式下操作時將所述旁通流直接輸送到所述渦輪部段、并且當所述渦輪機在部分負荷操作模式下操作時將所述旁通流輸送到所述排出部段。

13.根據權利要求10所述的發電系統，其特征在于，所述渦輪機的旁通回路包括從所述排出部段到所述渦輪部段的管路，以將來自所述排出部段的所述旁通流引導到所述渦輪部段。

14.根據權利要求10所述的發電系統，其特征在于，所述渦輪機的所述排出部段包括熱交換器，并且

所述旁通回路將所述旁通流從所述旁通回路輸送到所述熱交換器并且從所述熱交換器輸送到所述渦輪部段。