[发明专利]用于燃气涡轮机入口的热管理的系统和方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及燃气涡轮机，并且更具体地涉及用于管理涡轮机构件温度的方法及系统。

背景技术

在结冰的状况下，且尤其是在存在结冰状况和降水的情形下，燃气涡轮机和其它涡轮机容易受损。例如，冰积聚在燃气涡轮机入口部分中及其周围，如在过滤器外壳和入口导叶上，可妨碍涡轮机构件的正常工作。此外，冰块可吸入到涡轮机中并冲击内部构件，造成损坏构件和可能出现故障的风险。

用于消除或防止积冰的现有技术使用蒸汽或压缩机排出空气来加热入口部分。例如，一种技术包括将来自于热回收蒸汽发生器的蒸汽输送至安置在入口组件中的过滤器外壳前方的盘管。另一种技术包括使压缩机排出空气流入入口外壳中，以加热入口空气。这些技术十分昂贵，且不利于总体涡轮机循环效率。因此，所需要的是用于管理燃气涡轮机中的热能的改进系统及方法，其在不牺牲效率的情况下对燃气涡轮机入口提供有效的热管理。

发明内容

一种根据本发明示例性实施例构造的热管理系统，包括：涡轮机组件，其包括入口外壳、与入口外壳流体连通的压缩机、与压缩机流体连通的动力涡轮，以及与动力涡轮流体连通的排气组件；以及至少一根热管，其具有设置成与入口外壳热连通的第一部分和设置成与排气组件热连通的第二部分，该至少一根热管构造成用以将热能从排气组件传递至进入入口外壳的进气与入口外壳的至少一个构件中的至少一者。

本发明的其它示例性实施例包括一种涡轮机械的热管理方法。该方法包括：经由入口外壳和经由压缩机来将进气引入涡轮机组件中；使进气与燃料相结合，并点燃燃料以产生排气；将来自于排气的热能传递到至少一根热管中，该至少一根热管具有设置成与入口外壳热连通的第一部分和设置成与排气热连通的第二部分；以及将来自于至少一根热管的热能传递至进入入口外壳的进气与入口外壳的至少一个构件中的至少一者。

通过本发明示例性实施例的技术实现了另外的特征和优点。本发明的其它实施例和方面在本文中进行了详细描述，且视作为要求得到专利保护的本发明的一部分。参看说明和附图，以更好地理解具有其优点和特征的本发明。

附图说明

图1为包括根据本发明示例性实施例的热管理系统的燃气涡轮机的侧视图；

图2为热管理系统的另一个示例性实施例；以及

图3为提供用于加热燃气涡轮机中的入口空气的示例性方法的流程图。

零件清单

10 燃气涡轮机组件

12 入口外壳

14 压缩机

16 动力涡轮

18 转子

20 燃烧室

22 燃料源

24 气体产物

24 排气管路

28 热回收蒸汽发生器(HRSG)

30 热管

32 第一部分

34 第二部分

36 过滤器

38 消声器

40 蒸汽通道

42 泄放阀

44 风机

47 可选的阀

46 传递结构

60 流体导管

62 气体通道

64 其它通道

66 热管部分

68 热管集管

70，72 阀

50    方法

51-54 步骤

具体实施方式

参看图1，根据本发明示例性实施例构造的燃气涡轮机组件总体上标示为10。燃气涡轮机组件10包括入口外壳12、压缩机14，以及经由转子18联接到压缩机14上的动力涡轮16。燃烧室20与压缩机14和动力涡轮16二者流体连通，且还与燃料源22连通。来自于燃料源22的燃料和来自于压缩机14的压缩空气在燃烧室20中混合并点燃。燃烧的热气体产物24流向从热气体24中获取功的动力涡轮16，且之后流向排气管路26。在一个实施例中，涡轮机组件10包括热回收蒸汽发生器(HRSG)28，其从热排气24中回收热量并产生例如可用于发电系统中的蒸汽涡轮机的蒸汽。