燃气涡轮发动机的一个示例可以包括第一压气机和通过第一轴连接至第一压气机的第一涡轮。发动机可以包括布置在第一涡轮的下游的再热燃烧器和布置在再热燃烧器的下游的第二涡轮。发动机可以进一步包括通过第二轴连接至第二涡轮且布置在第一压气机的上游的第二压气机。第一、第二涡轮可以相互断开连接，并且第一、第二压气机可以相互断开连接。第二压气机可以具有包括到第一压气机的流量的出口，使得第一、第二涡轮提供轴工作拆分。再热燃烧器可以配置成接收燃料并产生再热出口温度，以便基于第二压气机的多个参数控制第二涡轮的表观容量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】多轴发动机中通过使用再热燃烧器的滿轮容量控制 巧关申请的香叉引用 本申请要求2013年3月5日提交的美国临时专利申请号61/773, 100和 61/773, 103的优先权，运些申请的全部内容被合并于此。
公开了一种改进的燃气满轮发动机，并且更特别地是，控制具有再热燃烧器并调 度再热燃烧器中的燃料流量的燃气满轮发动机的核屯、参数的方法和设备。核屯、参数可W指 示出燃气满轮基体中存在的任何物理量，诸如压气机压力比、压气机流量、发动机入口流量 和发动机压力比等。
技术介绍
在包括飞机发动机、发电厂和管道压缩任务应用在内的很多应用中使用多轴燃气 满轮。当运些燃气满轮在超过它们的设计功率的范围操作时，压气机在超过它们的预期操 作条件的范围下操作，并且处理泄放阀化andlingbleedvalve)被用来使压气机操作点恢 复至合理值。然而，运些处理泄放阀会使循环效率有所降低。 因此期望提供可W在不用降低循环效率的情况下使压气机操作点恢复至预定合 理值的多轴燃气满轮发动机。【附图说明】 虽然权利要求不限于具体图示，但各种方面的理解通过其各种示例的讨论而最好 地获得。现在参见附图，详细地示出了示例性图示。尽管附图代表图示，但附图并不一定按 比例绘制并且某些特征可能被夸大W更好地图示出并说明示例的创新方面。此外，运里所 描述的示例性图示不意在穷举性的或W其他方式限制或约束为附图中示出和在W下详细 描述中公开的确切形式和配置。通过参照如下的附图详细地描述了示例性图示： 图1图示出具有气体发生器、动力满轮和集成在气体发生器与动力满轮之间的再 热燃烧器的示例性气体满轮发动机的分解立体图； 图2图示出图1的燃气满轮发动机的示意图； 图3图示出具有气体发生器、动力满轮、低压力漉支承保持件模块、集成在气体发 生器与动力满轮之间的再热燃烧器和被连接至动力满轮的低压力满轮的低压力压气机的 另一示例性燃气满轮发动机的分解立体图； 图4图示出具有布置在IP满轮与动力满轮之间的再热燃烧器并进一步具有被连 接至负载与LP压气机两者的动力满轮的图3的燃气满轮发动机的又另一示例的示意图； 图5图示出包括布置在HP满轮与IP满轮之间的再热燃烧器的再一示例性燃气满 轮发动机的示意图； 图6图示出用于图5的燃气满轮发动机的示例性控制方法； 图7图示出与使用图6的控制方法来调度用于图5的再热燃烧器的燃料有关的示 例性中间压力压气机工作线； 图8图示出通过使用图6的控制方法来调度用于图5的再热燃烧器的燃料而产生 的示例性发动机热效率；图9图示出用于图5的燃气满轮发动机的操作再热燃烧器并调度用于再热燃烧器 的燃料的示例性方法的流程图；和 图10图示出包括布置在HP满轮与IP满轮之间的再热燃烧器的再一示例性燃气 满轮发动机的示意图。【具体实施方式】 现在参见下面的讨论并且还参见附图，详细地示出了说明性途径。尽管附图代表 一些可能的途径，但附图并不一定按比例绘制并且某些特征可能被夸大、去除或部分截面 W更好地图示出并说明本公开。此外，运里阐述的描述并不意在穷举性的或W其他方式将 权利要求限制或约束为附图中示出和在W下详细描述中公开的确切形式和配置。 燃气满轮发动机的一个示例可W包括第一压气机和通过第一轴被连接至第一压 气机的第一满轮。发动机可W包括布置在第一满轮的下游的再热燃烧器和布置在再热燃 烧器的下游的第二满轮。发动机可W进一步包括通过第二轴被连接至第二满轮且布置在 第一压气机的上游的第二压气机。第一、第二满轮可W相互断开连接，并且第一、第二压气 机可W相互断开连接。第二压气机可W具有包括到第一压气机的流量的出口，使得第一、 第二满轮提供轴工作拆分（shaftworksplit)。再热燃烧器可W被配置成接收燃料并产 生再热出口溫度，W便基于第二压气机的多个参数来控制第二满轮的表观容量（a卵arent capacity)。在运方面，该示例性实施例可W包括相互断开连接的两个满轮和单独驱动的压 气机，W便控制相对于彼此被顺次定位的两个压气机之间的工作拆分并因此控制可W包括 压气机压力比和发动机入口流量的核屯、发动机参数。 参见图10, 一个示例性燃气满轮发动机1000可W包括高压力轴组件1022 ("HP轴 组件"）和中间压力轴组件1〇16( "IP轴组件")。IP轴组件1016可W包括IP满轮1002和 IP压气机1018,它们通过中间压力轴1041 ( "IP轴"）相互连接。此外，HP轴组件1022可 W包括HP满轮1024和HP压气机1026,它们通过高压力轴1040 ( "HP轴"）相互连接。发 动机1000可W进一步包括通过低压力轴1〇42( "LP轴"）被连接至负载1030的较低压力 满轮1034( "LP满轮")。负载3030的示例可W包括发电机、推进风扇、管道压缩机、累或螺 旋奖。 HP轴1040、IP轴1041和LP轴1042未相互连接而是相互流体联接。特别地，IP 压气机出口流量是HP压气机入口流量。HP满轮出口流量是IP满轮入口流量，并且IP满轮 出口流量是LP满轮入口流量。在该实施例中，再热燃烧器1004置于HP满轮1024与IP满 轮1002之间，W便主动控制两个压气机1018、1026之间的总压缩工作的工作拆分。 布置在再热燃烧器1004的下游的IP满轮1002 ("下游满轮"）的表观容量Qi(修 正流量）可W通过调度到再热燃烧器1004的燃料来控制。IP满轮1002的下游满轮入口真 实容量〇2 (修正流量）可W通过用于给定满轮的W下等式1来表达，并且IP满轮1002的 下游满轮入口真实容量Q2(修正流量）当满轮被充满（chock)时横跨满轮操作期间是相当 平稳的且废气组分基本没变化。[002引（等式 1)Q,二W2/T2/P2 重新整理等式1 : (等式。言2 =QaP2 //寸2[00幼 HP满轮1024的表观容量Qi(修正流量）或出口真实容量（修正流量）可W通过 W下等式3来表达。VTi/Pi 在运方面，Qi将不仅仅是下游满轮几何形状的函数，因为它布置在被充满的区域 与如下的组成部件之间，在该组成部件处再热燃烧器1004增加了导致溫度升高的不可忽 略不计的热。 现在，假定燃烧器中的冷却空气提取或返回，并且考虑到由燃料流量引入的附加 质量流量： (等式4)Wi=W2-W燃料-W冷却空气 将等式4并入等式3,可W如下地限定出等式5 : (等式 5)Qi二、化化 (等式 6)Qi二(Wzn/Ti/巧.)一(W；终抖VTi/Pi) - (\^冷却愛气VTi/Pi) 将等式2代入等式6,我们得到： (等式 7)每1 = ((QAA化KTi化)-(W巧dVTi化)-(W冷冲适气VVP.,.) (等式8)化二(Q地化)(v寸I八化分一 (W.咕料、/Ti化)-(W夺 (等式9)Qi二化 比率Ti/%与溫度升高成正比，并因此与再热燃烧器中的燃料流量成正比，并因此 等式9可W简化成：[003引（等式10)Qi=[(Qjiy(w^巧巧W- (W巧料V-Ti) - (W冷却空气、化如/Pi 通过检查等式10,因此可W看出：对于由下游满轮实际硬件确定的固定的下游满 轮真实容量〇2(修正流量），在表观容量Qi(修本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机，包括：第一压气机；通过第一轴连接至所述第一压气机的第一涡轮；在所述第一涡轮的下游的再热燃烧器；在所述再热燃烧器的下游的第二涡轮；和通过第二轴连接至所述第二涡轮并布置在所述第一压气机的上游的第二压气机；其中所述第一涡轮和所述第二涡轮相互断开连接，并且所述第一压气机和所述第二压气机相互断开连接，并且所述第二压气机具有包括到所述第一压气机的流量的出口，使得所述第一涡轮和所述第二涡轮提供轴工作拆分；其中所述再热燃烧器被配置成接收燃料并产生再热出口温度以便基于所述第二压气机的多个参数来控制所述第二涡轮的表观容量。
【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：JF·莱贝尔，
申请(专利权)人：工业涡轮英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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