[实用新型]用于控制来自燃气涡轮机的压缩器部段的冷却流动的系统

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及一种燃气涡轮机。更特别地，本实用新型包括一种用于控制从燃气涡轮机的压缩器部段到达涡轮机部段的压缩冷却介质的冷却流动的系统。

背景技术

燃气涡轮机大体上包括轴流式压缩器、在压缩器的下游的燃烧部段以及在燃烧部段的下游的涡轮机部段。压缩器大体上包括壳体和布置在壳体的上游端的入口。燃烧部段大体上包括在环形阵列中围绕轴向延伸轴布置的多个燃烧器，所述轴至少部分地延伸通过燃气涡轮机。涡轮机部段大体上包括至少部分地周向地围绕轴的外壳体。涡轮机部段还包括多排或多级静止轮叶，所述静止轮叶从外壳体的内表面径向向内延伸从而周向地围绕轴。每排静止轮叶由从轴径向向外延伸的一排涡轮机叶片轴向地分离。

在操作中，诸如空气的工作流体通过压缩器的入口被摄入并且当它朝着燃烧部段流动通过压缩器时逐渐被压缩。压缩空气的初级部分被路由到燃烧部段的每个燃烧器以便冷却各种热气体路径部件和/或与用于燃烧的燃料混合。

压缩空气的次级部分从在燃烧部段的上游的压缩器通过延伸通过压缩器壳体的一个或多个提取口被提取。压缩空气的次级部分从压缩器通过一个或多个流体管道和/或联接器被路由到限定于燃气涡轮机的涡轮机部段内的各种冷却回路中。压缩空气的次级部分用作冷却介质以冷却涡轮机部段的各种部件，例如一排或多排静止轮叶。

一般而言，一个或多个流动控制阀、例如调节阀布置在提取口和涡轮机部段之间以控制从压缩器流动到涡轮机部段中的压缩空气的次级部分的流率。在燃气涡轮机的基本负荷或峰值负荷操作期间，当涡轮机部段的冷却要求最高时，流动控制阀设置成允许压缩空气的流率比当燃气涡轮机在部分负荷下或在无负荷状态下操作时更高。在部分负荷操作期间，当涡轮机部段的冷却要求减小时，流动控制阀约束或限制压缩空气流动到涡轮机部段中以改善压缩器和/或燃气涡轮机总效率。用于控制到达涡轮机部段的压缩空气的流率的该类型的系统的一个问题在于流动控制阀需要测量和反馈控制，由此潜在地损害燃气涡轮机的总体可靠性。

在替代燃气涡轮机配置中，流动控制阀不调节或致动以减小流率。因此，在部分负荷操作期间过量压缩空气被路由到涡轮机部段中，由此减小压缩器和/或燃气涡轮机的总效率。因此，一种用于在燃气涡轮机的部分负荷操作期间减小从压缩器流动到涡轮机部段的压缩空气的流率的改进系统将是有用的。

实用新型内容

本实用新型的方面和优点在以下描述中进行阐述，或者可以从该描述显而易见，或者可以通过本实用新型的实施而获悉。

本实用新型的一个实施例是一种用于控制燃气涡轮机的压缩器部段和涡轮机部段之间的压缩冷却介质的流率的系统。所述系统大体上包括限定于所述燃气涡轮机的所述压缩器部段和所述涡轮机部段之间的流动路径以及布置在所述流动路径内的热致动可变流动阀。所述可变流动阀限定开口，所述开口基于流动通过其中的压缩冷却介质的温度在尺寸上变化。

本实用新型的另一实施例是一种用于控制燃气涡轮机的压缩器部段和涡轮机部段之间的压缩冷却介质的流率的系统。所述系统包括所述压缩器部段的提取口、所述涡轮机部段的入口以及限定于所述提取口和所述入口之间的流动路径。热致动可变流动阀布置在所述提取口和所述入口之间的所述流动路径内。所述可变流动阀限定开口，所述开口基于流动通过其中的冷却介质的温度在尺寸上变化。

本实用新型的另一实施例包括一种燃气涡轮机，所述燃气涡轮机具有压缩器部段，所述压缩器部段具有壳体和延伸通过所述壳体的提取口。所述提取口限定用于将压缩冷却介质路由通过所述壳体的流动路径。燃烧部段布置在所述压缩器部段的下游。涡轮机部段布置在所述燃烧部段的下游。所述涡轮机部段包括涡轮机壳体和入口。所述涡轮机壳体至少部分地限定所述涡轮机部段内的冷却回路。所述入口限定通过所述涡轮机壳体并且进入所述冷却回路的流动路径。流动路径限定于所述压缩器部段的所述提取口和所述涡轮机壳体的所述入口之间。热致动可变流动阀布置在所述流动路径内。所述可变流动阀限定开口，所述开口基于流动通过其中的压缩冷却介质的温度在打开位置和至少部分闭合位置之间调节。

通过浏览说明书，本领域的普通技术人员将更好地领会这样的实施例以及其它实施例的特征和方面。

附图说明

更特别地在包括参考附图的说明书的剩余部分中阐述了包括对于本领域的技术人员来说是本实用新型的最佳模式的本实用新型的完整和能够实现的公开，其中：

图1示出示例性燃气涡轮机的横截面侧视图；