[发明专利]用于减轻焦化的燃气涡轮发动机反向抽吸

说明书

一种涡轮发动机，包括：核心罩，核心在核心罩内，该核心包括具有抽吸端口的压缩机；罩下空间；冷却管道，该冷却管道至少部分地在罩下空间中且具有入口和出口，入口与冷却空气源连通，出口与压缩机抽吸端口连通；阀组件，该阀组件在冷却管道中；以及冷却吹送器，该冷却吹送器可操作成使气流从冷却管道的入口朝冷却管道的出口移动并进入压缩机抽吸端口。一种冷却发动机的方法，该发动机具有核心罩和压缩机、燃烧器和涡轮，该方法包括：操作发动机；使发动机停机；在发动机停机之后或期间，操作发动机罩内部的冷却吹送器，以迫使空气通过压缩机抽吸端口穿过压缩机。

技术领域

该发明总体上涉及冷却燃气涡轮发动机，且更具体地涉及用于降低停机后发动机温度的方法和设备。

背景技术

在正常操作期间，通过将热量从构件传递到一个或多个散热器的多个冷却过程，将燃气涡轮发动机构件的温度保持在可允许的极限内。发动机停机后，大多数冷却系统将不再操作。某些发动机构件中的残余热量(即“回渗”)可使其它发动机构件的温度升高到允许范围之外。

特别令人关注的是，当碳氢燃料(液体或气体)在氧气存在下暴露于高温下时，在包括燃料喷嘴在内的燃料传送构件中会形成碳(或“焦炭”)沉积物。

缓解焦化的一些已知方法包括在发动机停机后旋转转子(即“机动”)或使用由辅助功率单元(“APU”)、地面功率单元(“GPU”)或空调单元在停机之后提供的强制空气来吹扫发动机。

这些方法的一个问题是它们需要的资源(如电功率、燃料、外部设备和/或后勤支持)可能不可用或不切实际。

发明内容

该问题通过可在燃气涡轮发动机内部的冷却设备解决。该设备迫使冷却空气通过发动机的抽吸(bleed)端口。

根据本文所述的技术的一个方面，一种燃气涡轮发动机包括：核心罩，核心包含在核心罩内，包括与下游燃烧器和涡轮流体连通的压缩机，该压缩机包括压缩机抽吸端口，其中罩下空间限定于核心罩与核心之间；冷却管道，其至少部分地设置在罩下空间中且具有入口和出口，其中入口与冷却空气源流体连通，且出口与压缩机抽吸端口流体连通；阀组件，其包括设置在冷却管道中的至少一个阀；以及冷却吹送器，其设置在发动机内，且可操作成使气流从冷却管道的入口朝冷却管道的出口移动并进入压缩机抽吸端口。

根据本文描述的技术的另一方面，一种方法包括：使用发动机，发动机包括罩、罩下空间、与下游燃烧器和涡轮流体连通的压缩机，其中压缩机包括压缩机抽吸端口；在发动机操作时，基本防止从抽吸端口到罩下空间的气流；在发动机停机时，允许从罩下空间到压缩机的气流，且操作位于罩内部的冷却吹送器，以促使空气从罩下空间流入压缩机抽吸端口。

根据本文描述的技术的另一方面，一种方法包括：使用发动机，该发动机包括核心罩、罩下空间以及与下游燃烧器和涡轮流体连通的压缩机，该压缩机具有压缩机抽吸端口；操作发动机；使发动机停机；在发动机停机之后或期间，操作核心罩内部的冷却吹送器，以迫使空气从冷却空气源通过压缩机抽吸端口穿过发动机的流径的至少一部分。

技术方案1. 一种燃气涡轮发动机，包括：

核心罩，

核心，所述核心包含在所述核心罩内，包括与下游燃烧器和涡轮流体连通的压缩机，所述压缩机包括压缩机抽吸端口，其中罩下空间限定于所述核心罩和所述核心之间；

冷却管道，所述冷却管道至少部分地设置在所述罩下空间中且具有入口和出口，其中所述入口与冷却空气源流体连通，且所述出口与所述压缩机抽吸端口流体连通；

阀组件，所述阀组件包括设置在所述冷却管道中的至少一个阀；以及

冷却吹送器，所述冷却吹送器设置在所述发动机内，且可操作成使气流从所述冷却管道的入口朝所述冷却管道的出口移动并进入所述压缩机抽吸端口。

技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中旁通管道设置在所述压缩机的上游，且所述冷却管道的入口与所述旁通管道流体连通。