[發明專利]位于燃氣輪機發動機中的外部冷卻流體噴射系統

無效

• 申請號: 201380057715.4
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN104769222A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: K-M.撒姆;李經邦;V.P.勞雷洛;A.M.切哈布;D.A.肯普;J.A.福斯納;Y.尹;B.K.休爾塔尼恩;W.蔡
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D21/00;F01D25/12;F01D25/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

1.一種燃氣輪機發動機，包括：

壓縮器部分，在所述壓縮器部分中壓縮進入所述發動機的空氣；

燃燒部分，在所述燃燒部分中，燃料與來自所述壓縮器部分的壓縮空氣的至少一部分混合，并燃燒以產生熱燃燒氣體；

渦輪部分，在所述渦輪部分中，來自所述燃燒部分的熱燃燒氣體膨脹以從中提取能量，其中，所提取的能量的至少一部分用于在包括全負荷操作的第一發動機操作模式期間使渦輪轉子旋轉；

轉子室，與所述渦輪部件內的要冷卻結構連通；

至少一個轉子冷卻管，在所述第一發動機操作模式期間將從所述發動機提取的冷卻空氣噴射進所述轉子室中；以及

冷卻流體噴射系統，包括：

外部冷卻流體源，所述外部冷卻流體僅在包括低于全負荷操作的第二發動機操作模式期間噴射進所述轉子室中；

所述至少一個轉子冷卻管，用于在所述第二發動機操作模式期間將來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體噴射進所述轉子室中；

管道系統，提供所述外部冷卻流體源與所述至少一個轉子冷卻管之間的流體連通；

鼓風系統，用于將來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體傳輸通過所述管道系統和所述至少一個轉子冷卻管而進入所述轉子室；以及

閥系統：

所述閥系統在所述第一發動機操作模式期間閉合，以防止來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體通過所述鼓風系統傳輸通過所述管道系統；以及

所述閥系統在所述第二發動機操作模式期間打開，以允許來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體通過所述鼓風系統傳輸通過所述管道系統。

2.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，其中，所述外部冷卻流體源包括至少一個環境空氣入口。

3.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，還包括位于所述外部冷卻流體源和所述轉子室之間的過濾器，用于從在所述第二發動機操作模式期間噴射進所述轉子室中的冷卻流體中過濾顆粒。

4.如權利要求3所述的燃氣輪機發動機，其中，所述過濾器安置成固定到所述鼓風系統。

5.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，還包括控制器，基于發動機外殼的頂壁部分與所述發動機外殼的底壁部分之間的溫差打開和閉合所述閥系統。

6.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，其中，所述閥系統：

在關閉操作開始時通過控制器打開以使所述發動機轉換為停機狀態和回轉狀態之一；以及

在啟動操作開始時通過所述控制器閉合以使所述發動機轉換為所述第一發動機操作模式。

7.如權利要求6所述的燃氣輪機發動機，其中，在所述停機狀態或所述回轉狀態期間，所述渦輪轉子沒有通過從燃燒氣體提取的能量旋轉。

8.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，其中，在所述第一發動機操作模式期間由所述至少一個轉子冷卻管噴射進所述轉子室中的冷卻空氣包括從與所述燃燒部分相關聯的燃燒器殼體提取的殼體空氣。

9.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，其中，所述轉子室至少部分位于所述燃燒部分中。

10.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，其中，在所述第二發動機操作模式期間，所述鼓風系統的操作與旋轉冷卻操作交替，其中，在旋轉冷卻操作期間：

所述鼓風系統關閉；以及

所述轉子的轉速增加到預定速度，而不會燃燒所述燃燒部分中的空氣和燃料。

11.如權利要求10所述的燃氣輪機發動機，其中，在執行旋轉冷卻操作之后，所述鼓風系統的操作運行，以將來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體傳輸通過所述管道系統和所述至少一個轉子冷卻管而進入所述轉子室中。

12.如權利要求12所述的燃氣輪機發動機，其中，所述旋轉冷卻操作執行一預定時間。

13.如權利要求1所述的燃氣輪機發動機，還包括冷卻器，用于在冷卻流體經由所述至少一個轉子冷卻管噴射進所述轉子室之前冷卻來自所述外部冷卻流體源的冷卻流體。