[发明专利]用于改善涡轮压缩机性能的方法

说明书

公开了一种用于改装燃气涡轮发动机以改善热天性能的方法和装置。方法可以包括从多个压缩机级去除第一选择定子叶片排，第一选择定子叶片排具有第一入口涡流角并且包括第一多个固定定子叶片。第一多个固定定子叶片的每个定子叶片可以具有第一定子叶片角。方法也可以包括提供第一改进定子叶片排以替换第一选择定子叶片排。第一改进定子叶片排可以具有第二多个固定定子叶片，每个具有小于第一定子叶片角的第二定子叶片角。方法也可以包括用第一改进定子叶片排替换第一选择定子叶片排以产生与第一选择定子叶片排相比增加的压力比和流速。

技术领域

本公开一般涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地涉及在某些条件下增强压缩并因此增强燃气涡轮发动机的功率。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮部段。压缩机部段包括入口导叶并且涡轮部段包括第三级动力涡轮喷嘴。燃料系统通常向燃烧器提供燃料。控制系统可以控制入口导叶的角度和由燃料系统输送到燃烧器的燃料量。

当涡轮压缩机和固定发动机操作线(由给定的热段流量设定)在较热的环境条件下运行时，空气动力学入口校正速度(或声学旋转速度)可以降低至其设计速度。这可以迫使压缩机的前级更接近其特性的失速侧操作，而后级可以被迫更靠近其流动特性的阻塞侧操作。这可以呈现次优操作特性和降低的功率输出。

本公开旨在克服发明人发现的或本领域已知的一个或多个问题。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于改装燃气涡轮发动机以改善热天性能的方法。所述燃气涡轮发动机可以具有多个压缩机级，所述多个压缩机级的每个压缩机级具有转子叶片排和定子叶片排。所述方法可以包括从所述多个压缩机级去除第一选择定子叶片排。所述第一选择定子叶片排可以具有第一入口涡流角并且包括第一多个固定定子叶片。所述第一多个固定定子叶片的每个定子叶片可以具有以所述燃气涡轮发动机的中心轴线为基准的第一定子叶片角。所述方法也可以包括提供第一改进定子叶片排以替换所述第一选择定子叶片排。所述第一改进定子叶片排可以具有第二多个固定定子叶片。所述第二多个固定定子叶片的每个定子叶片可以具有小于所述第一定子叶片角的第二定子叶片角。所述方法也可以包括安装所述第一改进定子叶片排以代替所述第一选择定子叶片排。与所述第一选择定子叶片排相比，所述第一改进定子叶片排可以具有小于所述第一入口涡流角的第二入口涡流角以产生增加的压力比和增加的流速。

本公开的另一方面提供了一种用于增加燃气涡轮发动机的压缩机的效率的改进定子叶片组件。所述压缩机可以具有选择用于替换的第一定子叶片组件。所述第一定子叶片组件可以具有第一多个固定定子叶片。所述第一多个固定定子叶片的每个固定定子叶片可以具有相对于所述燃气涡轮发动机的中心轴线的第一叶片角。所述改进定子叶片组件可以具有改进定子组件环，所述改进定子组件环具有由形成圆柱形回转表面的内表面围绕的中心轴线。所述改进定子叶片组件也可以具有围绕所述改进定子组件环的内周边形成的多个穿孔。所述改进定子叶片组件也可以具有用于插入所述多个穿孔中的第二多个定子叶片，其中所述第二多个定子叶片的每个定子叶片在插入所述多个穿孔中时具有小于所述第一叶片角的第二叶片角。当所述改进定子叶片组件用于代替所述第一定子叶片组件时，所述压缩机可以产生增加的功率比和增加的流速。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。

图2是图1的涡轮机的定子环组件的透视图。

图3是图2的定子环组件的一部分的透视图。

图4是图3的组件环上部分的一部分的分解图。

图5是图3的组件环的一部分的详细平面图。

图6是用于维修图1的燃气涡轮发动机以增强燃气涡轮发动机的功率输出的方法的流程图。

具体实施方式