一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，包括第一冷却空气源、第二冷却空气源、以及空气温度控制系统。第一冷却空气源把从燃气轮机的压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至支撑燃气轮机的涡轮段中的多排导叶的导叶架的第一段。第二冷却空气源把从压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至导叶架的第二段，所述导叶架的第二段在由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向上与第一段间隔布置。所述空气温度控制系统控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，其中，该系统控制供送至燃气轮机的涡轮段中的多级导叶架的冷却空气的一个或多个部分的温度。
技术介绍
在燃气轮机运转过程中，空气在压缩段中增压，然后在燃烧段中与燃料混合并燃烧，以产生高温燃烧气体。燃烧段中的一个或多个燃烧室向燃气轮机的涡轮段供送高温燃烧气体，高温燃烧气体在涡轮段中膨胀，以从中吸取能量，从而提供输出功率，该输出功率又用于发电。由于燃气轮机内的工作温度很高(尤其是在燃烧室和涡轮段中)，因此燃气轮机的各个部件由冷却流体冷却，例如使用从压缩段排出的空气冷却。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。所述导叶架温度控制系统包括向转子供送转子冷却空气的转子冷却空气源、第一导叶架冷却空气源、第二导叶架冷却空气源、以及空气温度控制系统。第一导叶架冷却空气源把从压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至支撑燃气轮机的涡轮段中的多排导叶的导叶架的第一段。第二导叶架冷却空气源把从压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至导叶架的第二段。在由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向上，第二段与第一段间隔布置。所述空气温度控制系统用于控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度。根据本专利技术的第二方面，提供一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。所述导叶架温度控制系统包括向转子供送转子冷却空气的转子冷却空气源、第一导叶架冷却空气源、第二导叶架冷却空气源、第三导叶架冷却空气源、以及空气温度控制系统。第一导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于上游的一部分压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至相对于由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向位于下游的导叶架段，其中，所述导叶架支撑涡轮段内的多排导叶。第二导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于下游的一部分压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于上游的导叶架段。第三导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于中间的一部分压缩段抽取的第三部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于中间的导叶架段。所述空气温度控制系统包括用于控制第一、第二和/或第三部分导叶架冷却空气的温度的换热器，使得第一、第二和/或第三部分导叶架冷却空气的温度相对于预定位置处的转子冷却空气的温度保持在预定温差范围内。根据本专利技术的第三方面，提供一种操作燃气轮机的方法，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。向转子提供转子冷却空气。把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于上游的一部分压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至相对于由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向位于下游的导叶架段，其中，所述导叶架支撑涡轮段内的多排导叶。把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于下游的一部分压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于上游的导叶架段。控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度，使得第一和第二部分导叶架冷却空气之中的所述至少一个相对于预定位置处的转子冷却空气的温度保持在预定温差范围内。【附图说明】虽然本说明书所附的权利要求书具体、明确地提出了本专利技术的权利要求，但是通过参照附图做出的以下说明，能够更好地理解本专利技术。在附图中，相似的标号标示相似的元件，其中:图1是包含本专利技术的一个实施例的导叶架温度控制系统的燃气轮机的示意图；图2A、2B和2C是图1的相应部分的放大图；图3是本专利技术的另一个实施例的在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统的示意图。【具体实施方式】在以下优选实施例的详细说明中，将参照构成本说明书的一部分的附图以示例性方式而非限定性方式说明可实施本专利技术的优选实施例。应理解，也可以利用其它实施例，并且在不脱离本专利技术的精神和范围的前提下做出各种变化。请参考图1，其中示出了根据本专利技术构造的燃气轮机10。燃气轮机10包括压缩段12、包含多个燃烧室16的燃烧段14 (在图1中仅示出了一个燃烧室16)、以及涡轮段18。应说明的是，本专利技术的燃气轮机优选包括燃烧室16的环形阵列，该环形阵列围绕限定燃气轮机10内的轴向的燃气轮机10的纵轴La布置，其中，所述轴向限定压缩空气Ca流过压缩段12的方向以及高温工作气体He流过涡轮段18的方向。这种构造通常称为“筒环形燃烧系统”。压缩段12对所进入空气进行引导和加压，所进入空气的至少一部分被导向燃烧室壳体20，以便向燃烧室16输送。可从压缩段12抽取增压空气的其它部分，以冷却燃气轮机10内的各个部件，如下文所详述。在所示的示例性发动机构造中，压缩段12包含十三个级12A-12M，参见图2A和2B。每个级12A-M包含一排压缩机转动叶片，这排转动叶片结合至涡轮机转子26，涡轮机转子26平行于转轴28延伸(参见图1和图2A)，转轴28沿纵轴La轴向穿过燃气轮机10，每个级12A-M还包括一排固定导叶。图1所示的示例性燃气轮机10还包含在轴向上位于第一级12A之前的一排入口导叶Iev，参见图2A。在进入燃烧室16时，来自于压缩段12的压缩空气与燃料混合并点燃，以产生高温燃烧气体(在此又称高温工作气体)，该高温燃烧气体以紊流形式在各个燃烧室16内高速流动。然后，每个燃烧室16内的燃烧气体通过相应的过渡气道30流至涡轮段18，在涡轮段18中，燃烧气体膨胀，并从中提取能量。参见图2C。从燃烧气体提取的一部分能量用于使涡轮转子26转动，因而使各排压缩机轮叶转动。请参考图2C，在所示的示例性发动机构造中，涡轮段18包括四个级18A-D。每个级18A-D包含由从导叶32A-D径向向外布置的导叶架34支撑的一排固定导叶32A-D、以及结合至涡轮机转子28的一排转动轮叶36A-D。对于每排导叶32A-D，导叶架34可包含一个独立的部分34A-D，如图2C所示，或者，导叶架34可包含较少的部分，其中，每个部分支撑至少一排导叶32A-D，而且，导叶架34的部分34A-D可包括连续的圆筒形构件，或者，它们可由多个外周段形成，在相邻外周段之间形成有大致沿轴向延伸的狭缝。现在说明根据本专利技术的一个方面的向燃气轮机10内的部件供送冷却空气的导叶架温度控制系统40。如上所述，可从压缩段12抽取各部分增压空气，以冷却燃气轮机10内的各个部件。例如，根据将在下文中更详细说明的本专利技术的一个方面，从包含导叶架温度控制系统40 (参见图2B)的第一导叶架冷却空气源42的上游段或上游级或者压缩段12抽取第一部分压缩空气，以供送至与涡轮段18的下游级对应的导叶架34的下游段。从包含导叶架温度控制系统40 (参见图2B)的第二导叶架冷却空气源48的下游段或下游级或者压缩段12抽取第二部分压缩空气，以供送至与涡轮段18的上游级对应的导叶架34的上游段。从包含导叶架温度控制系统40(参见图2B)的第三导叶架冷却空气源54的中间段或中间级或者压缩段12抽取第三部分压缩空气，以供送至与涡轮段18的中间级对应的导叶架34的中间段。具体而言，在所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子，所述导叶架温度控制系统包括：转子冷却空气源，向转子供送转子冷却空气；第一导叶架冷却空气源，向导叶架的第一段供送从压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气，所述导叶架支撑涡轮段内的多排导叶；第二导叶架冷却空气源，向导叶架的第二段供送从压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气，在由高温工作气体流过涡轮段的方向所限定的轴向上，所述第二段与所述第一段间隔开；和空气温度控制系统，用于控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：VP劳雷洛，KM撒姆，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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