[发明专利]燃气涡轮感应系统、对应感应加热器以及用于感应加热部件的方法

说明书

感应加热器与燃气涡轮发动机（100）一起使用以便加热燃气涡轮发动机（100）的静态部件（22）。静态部件（22）的加热被执行成使得静态部件（22）和旋转部件（24）之间的余隙空间在稳态条件和瞬态条件期间保持恒定。

技术领域

公开的实施例大体涉及涡轮发动机，并且具体地涉及在起动期间向发动机部件施加感应加热。

背景技术

燃气涡轮的性能和可操作性在很大程度上取决于旋转部件相对于相邻静态密封表面的余隙。在设计阶段，需要相对于余隙区域进行折中，以便优化稳态性能和瞬态可操作性。例如，如果在仅考虑基本负载稳态操作时最小化余隙，则在瞬态条件期间，余隙将可能是次优的，从而限制可操作性。

图1示出了燃气涡轮发动机100。燃气涡轮发动机100具有是涡轮20的一部分的静态部件22和旋转部件24。为了防止在瞬态操作条件期间静态部件22和旋转部件24的接触，可操作性限制被置于燃气涡轮发动机100的整个开始-关闭循环上。这些可操作性限制可以包括加速速率的修改和部件的锁定。

图2图示了在燃气涡轮发动机100的操作期间在静态部件22和旋转部件24之间的余隙的变化。在燃气涡轮发动机100操作期间存在稳态条件和瞬态条件。在稳态条件期间，温度保持合理地稳定。在瞬态条件期间，温度以快速的速率变化。图2中指出的稳态条件是起动、稳态和关闭。图2中指出的瞬态条件是点火，加速、减速和冷却。

仍然参考图2，以微米测量的余隙在起动期间和关闭之后在其最大处，这是稳态条件。在点火、加速和稳态操作期间，余隙减小。这是由于燃气涡轮发动机的点火和起动所引起的增加的温度。余隙在减速、冷却和关闭期间增加。为了防止在瞬态条件（即当余隙正变化的那些时刻）期间静态和旋转部件的接触，可操作性限制被置于燃气涡轮发动机100的整个开始-关闭循环上。例如，这些限制包括加速速率和在关闭或失败的起动后的锁定时段，凭此燃气涡轮发动机100由于这些考虑在冷却下来之前不能重新启动。

优选的是能够考虑到静态部件和旋转部件之间的余隙的变化以便改进燃气涡轮发动机的设计和性能。

发明内容

简要地描述，本公开的方面涉及燃气涡轮发动机部件的感应加热。

本公开的一方面可以是用于感应加热燃气涡轮发动机的部件的系统。燃气涡轮发动机可以具有：纵长地延伸通过燃气涡轮发动机的中心的纵向轴线；定位成接近燃气涡轮发动机的静态部件的感应加热器；定位成从静态部件径向向内的旋转部件，其中，在旋转部件和静态部件之间存在余隙空间；并且其中，感应加热器适于加热静态部件以便在燃气涡轮发动机的操作期间在静态部件和旋转部件之间维持基本相同的余隙空间。

本公开的另一个方面可以是用于燃气涡轮发动机的感应加热器。感应加热器可以具有：适于围绕燃气涡轮发动机的静态部件的线圈，其中，燃气涡轮发动机具有纵长地延伸通过燃气涡轮发动机的中心的纵向轴线，其中，旋转部件定位成从静态部件径向向内，其中，在旋转部件和静态部件之间存在余隙空间；以及用于传输电力通过围绕静态部件的线圈的电部件，电力的传输加热静态部件以便在燃气涡轮发动机的操作期间在静态部件和旋转部件之间维持基本相同的余隙空间。

本发明的又一方面可以是用于感应加热燃气涡轮发动机的部件的方法。方法可以包括：感应加热燃气涡轮部件，其中，燃气涡轮发动机具有纵长地延伸通过燃气涡轮发动机的中心的纵向轴线，其中，所述燃气涡轮发动机具有定位成从静态部件径向向内的旋转部件，其中，在旋转部件和静态部件之间存在余隙空间；以及开始和停止感应加热静态部件以便在燃气涡轮发动机的操作期间在静态部件和旋转部件之间维持基本相同的余隙空间。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的横截面图。

图2是图示了在旋转部件和静态部件之间的燃气涡轮发动机内的余隙的变化的图表。

图3是图示了用于在燃气涡轮发动机的操作期间实施感应加热的系统的图释。