[發明專利]一種燃氣輪機及提高其響應速度的方法

在審

• 申請號: 202011235698.7
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112282939A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張正秋;徐克鵬;陳春峰;王文三;蔣旭旭;陳江龍;楊瓏;張磊
• 申請（專利權）人: 北京全四維動力科技有限公司
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00;F02C7/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

本公開提供一種燃氣輪機及提高其響應速度的方法，其燃氣輪機包括：壓氣機、透平、燃燒室和加熱裝置；壓氣機包括：壓氣機轉子以及套設在壓氣機轉子上的壓氣機氣缸；透平包括：透平轉子以及套設在透平轉子上的透平氣缸；燃燒室位于壓氣機與透平之間，燃燒室輸入端與壓氣機輸出端相連，燃燒室輸出端與透平輸入端相連；加熱裝置包覆并固連于壓氣機氣缸及透平氣缸的外表面上。本公開通過對燃氣輪機布置加熱裝置，從而較為準確的控制燃氣輪機氣缸溫度，保證氣缸熱脹變形達到預定值。

技術領域

本公開涉及燃氣輪機的技術領域，尤其涉及一種燃氣輪機及提高其響應速度的方法。

背景技術

燃氣輪機在能源、電力、軍事系統中承擔著越來越重要的角色，相對于傳統蒸汽輪機，燃氣輪機的響應速度有較大提高，可較快啟動，且能快速的提供電力或者機械驅動力，滿足用戶動力需求的及時性。因此，燃氣輪機在飛機、輪船、發電機大型驅動裝置的應用領域中得到了快速發展。

隨著電力系統和軍事裝備的發展需求，對燃氣輪機快速響應能力的要求進一步提高。但是燃氣輪機氣缸及轉子受其各自熱容量的影響，轉子熱脹變形速度比氣缸熱脹變形速度快，導致二者受熱后的變形協調量不一致，易引起氣缸及轉子間的轉靜碰摩，進而危害燃氣輪機的安全運行。

此外，為使燃氣輪機氣缸及轉子變形協調量盡量保持一致，常用方法是延長燃氣輪機氣缸的加熱時間，但是該方法使燃氣輪機響應速度及啟動速度變慢，不能滿足用戶對動力需求的及時性要求。

因此，提高氣缸和轉子變形協調能力，可以提高啟動階段轉靜間隙，從而提高轉子系統轉速升高的速率，提高燃氣輪機快速響應能力。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種燃氣輪機及提高其響應速度的方法，以解決現有技術中上述技術問題中的至少之一。

(二)技術方案

本公開提供了一種燃氣輪機及提高其響應速度的方法，至少解決了以上部分問題。

為達到上述目的，本公開提供了一種燃氣輪機，包括：

壓氣機，包括：

壓氣機轉子，以及

壓氣機氣缸，套設在所述壓氣機轉子上；

透平，包括：

透平轉子，以及

透平氣缸，套設在所述透平轉子上；

燃燒室，位于所述壓氣機與所述透平之間，所述燃燒室輸入端與所述壓氣機輸出端相連，所述燃燒室輸出端與所述透平輸入端相連；以及

加熱裝置，包覆并固連于所述壓氣機氣缸及所述透平氣缸的外表面上；

工作介質從大氣中被所述壓氣機吸入，在所述壓氣機氣缸及所述壓氣機轉子之間流動，并被壓縮增壓；所述工作介質進入所述燃燒室，與燃料混合后經點燃進行燃燒，點燃后的工作介質進入所述透平中并在所述透平氣缸及所述透平轉子之間流動，所述點燃后的工作介質對外做功后的廢氣經所述透平出口排出所述燃氣輪機。

在本公開的一些實施例中，所述加熱裝置包括：

電源；

功率調節裝置，所述功率調節裝置的一端與所述電源的一端相連，用于調節所述燃氣輪機加熱裝置的用電功率，從而調節所述加熱裝置的加熱溫度；

電加熱絲，所述電加熱絲的一端與所述功率調節裝置另一端通過所述導線相連，所述電加熱絲的另一端與所述電源的另一端通過所述導線相連，形成閉環電路。

在本公開的一些實施例中，所述電加熱絲的材料為鐵鉻鋁合金或鎳鉻合金。