[发明专利]燃气涡轮发动机和其操作方法

权利要求书

1.一种操作燃气涡轮发动机的方法，所述方法包括：

在压缩机中压缩空气流；

通过在燃烧器中燃烧离开所述压缩机的压缩空气流来产生后燃烧气体；

使所述后燃烧气体在第一涡轮中膨胀；

将离开所述第一涡轮的膨胀的燃烧气体分流成第一流和第二流；

在再热燃烧器中燃烧所述膨胀的燃烧气体的所述第一流；以及

利用所述膨胀的燃烧气体的所述第二流来冷却所述再热燃烧器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将冷却了所述再热燃烧器之后的所述膨胀的燃烧气体的所述第二流与所述再热燃烧器的所述膨胀的燃烧气体的燃烧过的第一流相混合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括使混合物在第二涡轮中膨胀，所述混合物包括所述膨胀的燃烧气体的第二流和所述再热燃烧器的所述燃烧过的第一流。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨胀的燃烧气体的所述第二流为离开所述第一涡轮的所述膨胀的燃烧气体的质量的大约20％至大约45％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却包括通过冲击冷却、泻流冷却和薄膜冷却中的至少一种而利用所述膨胀的燃烧气体的所述第二流来冷却所述再热燃烧器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在冷却所述再热燃烧器之前将所述膨胀的燃烧气体的所述第二流与冷却剂相混合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，冷却包括通过冲击冷却、泻流冷却和薄膜冷却中的至少一种而利用混合物来冷却所述再热燃烧器，所述混合物包括所述膨胀的燃烧气体的所述第二流和所述冷却剂。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷却剂包括从所述压缩机中提取的空气。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷却剂包括蒸汽。

10.一种燃气涡轮发动机，包括：

压缩机，用于压缩空气；

燃烧器，用于通过燃烧离开所述压缩机的压缩空气而产生后燃烧气体；

第一涡轮，用于使所述后燃烧气体膨胀；

分流区域，用于将离开所述第一涡轮的膨胀的燃烧气体分流成第一流和第二流；以及

再热燃烧器，用于燃烧所述膨胀的燃烧气体的所述第一流，其中，利用所述膨胀的燃烧气体的所述第二流来冷却所述再热燃烧器。

11.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述分流区域包括一个或更多空气动力学形状的分流器，该分流器配置成以如下方式分流所述膨胀的燃烧气体：所述膨胀的燃烧气体的所述第二流流过所述再热燃烧器的内部衬套和外部衬套中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述再热燃烧器的内部衬套和外部衬套中的至少一个包括注入孔，以用于使所述膨胀的燃烧气体的所述第二流在冷却了所述再热燃烧器之后进入所述再热燃烧器中，并且与燃烧过的第一流相混合。

13.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括第二涡轮，以用于使来自所述再热燃烧器的燃烧过的第一流和膨胀的燃烧气体的所述第二流的混合物膨胀。

14.根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括联接所述第一涡轮和所述第二涡轮的轴。

15.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述一个或更多空气动力学形状的分流器定位于所述再热燃烧器的上游。

16.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述一个或更多空气动力学形状的分流器被机械地联接至所述再热燃烧器。

17.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述一个或更多空气动力学形状的分流器配置成基于所述燃气涡轮发动机的操作点而分流所述膨胀的燃烧气体。

18.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括至少一个伺服马达，以用于促动所述一个或更多空气动力学形状的分流器来分流所述膨胀的燃烧气体。