[发明专利]用于增加气体涡轮发动机的功率的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及气体涡轮发动机，并具体地针对增加气体涡轮发动机的功率。

背景技术

气体涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮区段。压缩机区段包括入口引导叶片，并且涡轮区段包括第三级功率涡轮喷嘴。燃料系统通常提供燃料到燃烧器。控制系统可控制入口引导叶片的角度和通过燃料系统输送到燃烧器的燃料量。

授予J.Savage的美国专利No.5,931,636公开一种可变面积涡轮喷嘴。可变面积涡轮喷嘴包括多个周向相邻的喷嘴分段。每个喷嘴分段包括外带和内带，其中多个第一叶片分段固定结合在外带和内带之间。多个第二叶片分段结合相应一个第一叶片分段，以在其之间限定相应的叶片，叶片被间隔开以限定使燃烧气体引导经过其中的具有最小流动面积的相应喉部。第二叶片分段能够枢转以选择性地改变喉部面积。

本发明针对克服发明人发现或现有技术已知的一个或多个问题。

发明内容

公开一种用于维护气体涡轮发动机以增加气体涡轮发动机的功率输出的方法。气体涡轮发动机包括控制系统、入口引导叶片和第三级功率涡轮喷嘴。控制系统包括入口引导叶片模块，每个入口引导叶片能够围绕其轴线转动。第三级功率涡轮喷嘴包括具有外护罩、内护罩和在外护罩和内护罩之间延伸的翼面的喷嘴分段。该方法方包括使每个入口引导叶片的操作范围增加到至少62度。该方法还包括使第三级功率涡轮喷嘴的总流动面积调整2％-12％，并且总流动面积包括第三级功率涡轮喷嘴中的相邻翼面之间的流动面积。

附图说明

图1是示例性气体涡轮发动机的示意图示。

图2是图1的涡轮的一部分的横截面图。

图3是用于图2的功率涡轮区段的第三级涡轮喷嘴分段的透视图。

图4是用于维护图1的气体涡轮发动机以增加气体涡轮发动机的功率输出的方法的流程图。

图5是说明用于图1的被维护气体涡轮发动机的实施方式的功率输出与环境温度的性能图。

具体实施方式

这里公开的系统和方法包括气体涡轮发动机，其包括具有可变入口引导叶片的压缩机、燃烧器和具有包括涡轮喷嘴和涡轮转子组件的多级的涡轮。气体涡轮发动机还包括控制系统，控制系统可以尤其用来控制入口引导叶片的转动角度和输送到燃烧器的燃料量。在实施方式中，控制系统被调整以增加操作过程中可用的入口引导叶片的转动量，并且第三级涡轮喷嘴分段的流动面积对于标准日常操作来说增加，以增加气体涡轮发动机的功率。用于冷天操作的类似的调整也可以进行，以增加气体涡轮发动机的功率。

图1是示例性气体涡轮发动机的示意图。一些表面被省去或夸大(这里和其他附图)以便说明的清晰和便利。同样，本发明可参考前后方向。通常，“前”和“后”的所有指代与主要空气的流动方向(即燃烧过程中使用的空气)相关，除非另外明确。例如，前是相对于主要空气流动的“上游”，而后是相对于主要空气流动的“下游”。

另外，本发明可总体参照气体涡轮发动机的转动中心轴线95，其可以总体通过其一个或多个轴(通过多个轴承组件150支承)的纵向轴线限定。中心轴线95可以是多种其他发动机同心部件共有或共享的。对于径向、轴向和周向的所有指代和测量均参照中心轴线95，除非另外明确，并且例如“内部”和“外部”的术语总体指示远离的较小或较大径向距离，其中径向96可以在垂直于中心轴线95的任何方向上，并从中心轴线95向外辐射。

气体涡轮发动机100包括入口110、压缩机200、燃烧器300、涡轮400、排气装置500和功率输出联接器600。

压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(定子)250和入口引导叶片255。如所述，压缩机转子组件210是轴向流动转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220包括周向分布有压缩机转子叶片的压缩机转子盘。定子250轴向跟随每个压缩机盘组件220。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被认为是压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。

入口引导叶片255轴向地位于压缩机级之前。入口引导叶片255是可变引导叶片。入口引导叶片255可分别围绕入口引导叶片255的轴线转动。与入口引导叶片255一起，几个第一级的定子250也可以是可变引导叶片。在所示实施方式中，压缩机200包括三级定子250，包括轴向定位在入口引导叶片255的后部的可变引导叶片，三级定子是压缩机200的前三级。