[發明專利]用于冷卻燃氣輪機中轉子的注氣系統和冷卻該轉子的方法

無效

• 申請號: 201380058295.1
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104781506A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: K-M.薩姆;李經邦;B.H.特爾波斯;D.M.西姆科
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D25/12;F01D21/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳俊

1.一種燃氣輪機，包括：

壓縮機段，在該壓縮機段中，吸入發動機中的空氣被壓縮；

燃燒段，在該燃燒段中，燃料與來自于壓縮機段的壓縮空氣的至少一部分混合并燃燒，以產生高溫燃燒氣體；

渦輪段，在該渦輪段中，來自于燃燒段的高溫燃燒氣體膨脹，以從中提取能量，其中，在包括滿載運轉的第一發動機運轉模式期間，所提取的能量的至少一部分用于轉動渦輪機轉子；

與渦輪段內的待冷卻結構相通的轉子室；

至少一個轉子冷卻管，在第一發動機運轉模式期間，所述轉子冷卻管把從發動機抽取的主氣道空氣注入轉子室中；和

注氣系統，該注氣系統包括：

至少一個出氣口，僅在包括非滿載運轉的第二發動機運轉模式期間通過所述出氣口從發動機抽取輔助氣道空氣；

所述至少一個轉子冷卻管，在第二發動機運轉模式期間，用于把從所述至少一個出氣口抽取的輔助氣道空氣注入所述轉子室中；

管道系統，提供所述至少一個出氣口和所述至少一個轉子冷卻管之間的流體通道；

風機系統，用于通過所述至少一個出氣口從發動機抽取輔助氣道空氣，并通過所述管道系統和所述至少一個轉子冷卻管把抽取的輔助氣道空氣輸送至所述轉子室中；和

閥門系統：

在第一發動機運轉模式期間，該閥門系統處于關閉狀態，以阻止所述風機系統從發動機抽取并通過所述管道系統輸送輔助氣道空氣；以及

在第二發動機運轉模式期間，該閥門系統處于打開狀態，以允許所述風機系統從發動機抽取并通過所述管道系統輸送輔助氣道空氣。

2.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中，所述至少一個出氣口處于所述燃燒段周圍的一部分發動機外殼中。

3.如權利要求2所述的燃氣輪機，其中，所述一部分發動機外殼限定燃燒室殼體，并且通過所述至少一個出氣口抽取的輔助氣道空氣包括來自于該燃燒室殼體的殼體空氣。

4.如權利要求3所述的燃氣輪機，其中，在第一發動機運轉模式期間，所述殼體空氣的至少一部分與燃料燃燒，以產生高溫燃燒氣體。

5.如權利要求3所述的燃氣輪機，其中，所述至少一個出氣口處于所述一部分發動機外殼的底壁段中。

6.如權利要求3所述的燃氣輪機，其中，在第一發動機運轉模式期間通過所述至少一個轉子冷卻管注入所述轉子室中的主氣道空氣包括來自于燃燒室殼體的殼體空氣，并且通過所述至少一個出氣口抽出。

7.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中，所述閥門系統由控制器根據發動機外殼的頂壁段與發動機外殼的底壁段之間的溫差打開和關閉。

8.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中，所述閥門系統：

在開始關機操作以便把發動機轉為關閉狀態和盤車狀態之一時，該閥門系統被控制器打開；并且

在開始啟動操作以便把發動機轉為第一發動機運轉模式時，該閥門系統被所述控制器關閉。

9.如權利要求8所述的燃氣輪機，其中，在關閉狀態或盤車狀態期間，渦輪機轉子不被來自于燃燒氣體的能量轉動。

10.如權利要求1所述的燃氣輪機，其中，所述轉子室至少部分地位于所述燃燒段中。