[发明专利]燃气涡轮机以及操作燃气涡轮机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机和操作燃气涡轮机的方法。具体地，本发明涉及如下燃气涡轮机和操作燃气涡轮机的方法，其中，在转子和定子部分之间形成环形间隙，该环形间隙被设计成可以降低在环形间隙中被导引的压缩空气的损失。

背景技术

已知燃气涡轮机包括：由轴承可转动地支撑的转子或涡轮轴；压缩机部分，其包括安装在转子处以压缩空气的转子叶片、用于燃烧燃料和压缩空气混合物的燃烧器以及将包含在所燃烧的燃料和压缩空气混合物中的能量转化为机械能以驱动转子的涡轮部分。燃气涡轮机可以例如用于通过利用机械能驱动发电机来产生电能。

具体地，被燃气涡轮机的压缩机部分压缩的空气可以不仅沿导向燃烧器的压缩机空气通道流动，还沿燃气涡轮机的转子和定子部分之间的间隙流动。因此，要密封燃气涡轮机的转子和定子部分之间的间隙，以减少被引入该间隙中的压缩空气的量（其中压缩空气的一部分是以某种不期望的方式被引入该间隙中的）。然而，已经发现常规密封的密封性能不符合要求。过量的压缩空气可以从压缩机空气通道泄漏到燃气涡轮机的转子和定子部分之间的间隙中。由此降低了燃气涡轮机的效率。

US 4,993,917公开了一种具有干法气体密封的气体压缩机，其中，邻近压缩机排放端的主干法气体密封的直径大于在压缩机入口端的相应密封的直径，从而使得作用在干法气体密封的各自转动部分上的加压气体迫使轴朝向压缩机排放端并因此抵消了推进器上的动力。

EP 2 053 201 A2公开了一种流体静力密封组件和相应的压缩机组件以及燃气涡轮发动机，其中主气体流的一部分通过叶片下游的内直径泄放孔被馈送到位于导流片径向内侧的高压腔中。

EP 0 532 303 Al公开了一种用于改进发动机冷却的系统和方法，其中，用于腔内支撑结构的冷却空气是由经过迷宫密封的来自压缩机排放空气的泄漏获得，其中通过由一系列转动式迷宫齿径向形成的一系列环形限制件对未被引向燃烧器的压缩机排放空气部分进行节流控制。

US 2003/0131602 Al公开了一种具有轴向加载浮动刷式密封的涡轮机发电设施，其中，筒形构件内的腔被供应以通过迷宫密封泄漏的来自压缩机最后一级的受控量的冷却空气。

WO 02/01046 Al公开了一种用于燃气涡轮机的密封系统，其中，利用支撑垫的通风管将空气馈送到内筒中，从而产生空气流，该空气流始于压缩机的中间级并且流向内筒。

WO 02/48525 A2公开了一种向燃气涡轮机馈送冷却空气的系统，其中，冷却空气来自高压源并且被输送到径向加速器，该径向加速器引起空气沿转子表面的圆周运动的方向的切向加速度。冷却空气被释放到具有相应减小的出口半径的中空转子中。

US 2005/0058533 Al公开了一种用于压缩机的密封装置，该压缩机包括用于将压缩空气供应到被限定在压缩机轮和压缩机外壳之间的泄漏路径中的压缩空气供应管道，该泄漏路径从主气体流动路径导向压缩机的轴承区域，以足够确保空气和气态燃料不能从主气体流动路径通过泄漏路径流到轴承区域的压力来供应该压缩空气。

可能需要这样一种燃气涡轮机，其提供了较高的效率，特别是提供了对从压缩机空气通道泄漏的压缩空气的较高密封能力。此外，可能需要一种操作涡轮机的方法以便提高燃气涡轮机的效率，特别是更有效地密封燃气涡轮机转子和定子部分之间的间隙。

发明内容