[发明专利]一种变布雷顿循环燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机，尤其涉及一种变布雷顿循环燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是一种动力装置，主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。燃气轮机可分为简单循 环和复杂循环。简单循环的燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮等主要部件组成。复杂循 环燃气轮机是在简单循环燃气轮机的基础上添加一些其他部件，比如在低压压气机和高压压 气机之间增添间冷器的间冷循环，可有效降低压气机耗功等。由于燃气轮机的单机功率高， 比功率质量小，机动性好，振动噪声小，运行平稳，长寿命等优点得到了普遍地承认和广泛 地应用。

对于船用燃气轮机来说，其在寿命期90％以上的时间里都处于部分负荷工况下运行。由 于非设计点运行时热力参数的改变，进而导致其耗油率急剧升高。并且，在低负荷工况下压 气机也面临着工作稳定性问题，此时必须使防喘振装置工作，以保证燃气轮机工作运行的稳 定性。

现有的中间级放气或旁通调节防喘措施虽然可以在广泛的范围内调节燃气轮机的参数， 但却使装置结构复杂化，特别是旁通并入调节系统时更是这样。放气和旁通一般都带来附加 损失，放气损失可达15％～20％，从而恶化了船用燃气轮机装置的经济性，因此希望尽可能不 采用放气防喘。

目前，在燃气轮机装置中，广泛采用进口导叶可调和第一级导叶可调。为了扩大稳定工 作范围，有的燃气轮机发动机不仅把第一级做成可转，而且把第二、第三和更多级也做成可 转导叶。从经济性方面看，采用可转导叶比放气防喘要好，但结构上比较复杂，且复杂程度 与防喘性能呈正相关。此外，可转导叶方法只能近似改善沿叶高的某一半径上的流动情况， 如照顾到平均半径时，就不能很满意地照顾到叶尖和叶根。

由于现有技术的不足，一直以来，人们希望有一种具有优良低工况稳定性及性能的燃气 轮机。此外，人们对具有针对极端工况(比如沙漠地区、高温季节、寒冷季节或极地等)的 良好的工作适应性的燃气轮机也有很大需求，而在这方面也尚未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供能大幅提高燃气轮机的低工况稳定性及性能，还具有良好的极端 工况适应性的一种变布雷顿循环燃气轮机。

本发明的目的是这样实现的：，沿气流方向依次设置低压压气机、高压压气机、燃烧室、 高压涡轮、低压涡轮和动力涡轮，所述低压压气机和低压涡轮同轴设置，高压压气机和高压 涡轮同轴设置，动力涡轮通过齿轮箱与负载相连，其特征是：低压压气机的进口导叶和前一 级或前多级导叶设置为可转导叶，且动力涡轮第一级或前两级导叶为可转导叶。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.还包括进气管，且进气管与低压压气机相连。

2.还包括排气管，且排气管与动力涡轮相连。

3.低压压气机和高压压气机之间还设置有间冷器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在充分考虑压气机、涡轮可变几何对燃 气轮机整机性能影响的基础上，通过优化压气机、涡轮可变几何的级数及调节规律，不但能 明显改善燃气轮机在低工况下的工作稳定性和性能，而且还能提高燃气轮机的极端工况适应 性。此外，本发明的结构也相对较简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一种结构形式。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明所要解决的技术目的是，联合可变几何压气机和可变几何涡轮，通过可变几何涡 轮，改善燃气轮机低工况性能，并通过可变几何涡轮转动，改变燃气轮机运行线，并结合压 气机可转导叶转动避免压气机在低负荷下喘振，从而大幅提高燃气轮机的低工况性能及工作 稳定性。本发明还要解决的技术问题在于在确保防喘性能的前提下采用少量的压气机可转导 叶排数，从而确保压气机结构简单化。

实施方式1：