燃气涡轮发动机制造技术

本申请提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括压缩机、涡轮、从压缩机至涡轮的抽取部，以及与抽取部连通的抽取冷却系统。抽取冷却系统可包括蒸发冷却介质。

【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮发动机
本申请和所得的专利大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及使用合成蒸发介质用于热气体路径构件等的有效冷却的压缩机抽取冷却系统。
技术介绍
在燃气涡轮发动机中，热燃烧气体大体上从燃烧器流动并且沿热气体路径流入涡轮中来产生有用功。由于较高温度的燃烧流大体上导致燃气涡轮发动机的性能、效率和总体功率输出的提高，故经受较高温度的燃烧流的构件必须冷却，以允许燃气涡轮发动机在此类升高温度处操作而无损坏或缩短的寿命。因此，来自压缩机的总空气流的一部分可抽取成冷却各种热气体路径构件等。然而，抽取的空气流可不在燃烧过程中用于产生有用功。因此，这些抽取流的充分管理和控制可提高燃气涡轮发动机的总体性能和效率，同时允许燃气涡轮发动机在升高温度处操作。
技术实现思路
本申请和所得的专利因此提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括压缩机、涡轮、从压缩机至涡轮的抽取部，以及与抽取部连通的抽取冷却系统。抽取冷却系统可包括其中的蒸发冷却介质。本申请及所得的专利还提供了一种冷却燃气涡轮发动机中的涡轮的方法。该方法可包括以下步骤：从压缩机取得抽取物、使抽取物穿过抽取冷却系统、关于抽取物和抽取冷却系统中的蒸发冷却介质中的水流交换热，以及使抽取物流动至涡轮。本申请和所得的专利还提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括压缩机、涡轮、从压缩机至涡轮的抽取部，以及与抽取部连通的抽取冷却系统。抽取冷却系统可包括蒸发冷却介质中的水流。在审阅连同若干附图进行时的以下详细描述和所附权利要求时，本申请和所得专利的这些及其它特征和改进将对本领域技术人员而言变得显而易见。附图说明图1为如可在本文中描述的具有压缩机抽取冷却系统的燃气涡轮发动机的示意图。图2为具有抽取线内的蒸发冷却介质的图1的抽取冷却系统的局部截面视图。图3为如可在本文中描述的具有包绕抽取线的蒸发冷却介质的抽取冷却系统的备选实施例的局部截面视图。具体实施方式现在参照附图，其中相似的标记遍及若干视图表示相似的元件，图1示出了如可在本文中使用的燃气涡轮发动机100的示意图。燃气涡轮发动机100可包括压缩机110。压缩机110压缩空气120的进入流。压缩机110将空气120的压缩流输送至燃烧器130。燃烧器130使空气120的压缩流与燃料140的加压流混合，并且点燃混合物来产生燃烧气体流150。尽管仅示出了单个燃烧器130，但是燃气涡轮发动机100可包括以周向阵列或其它定位的任何数量的燃烧器130。燃烧气体流150继而输送至涡轮160。燃烧气体流150驱动涡轮160以便产生机械功。在涡轮160中产生的机械功经由轴170驱动压缩机110，以及外部负载如发电机等。扩散器180和排气管190可定位在涡轮40下游用于排放燃烧气体150或用于其它目的。燃气涡轮发动机100可使用天然气、液体燃料、各种类型的合成气和/或其它类型的燃料和它们的混合物。燃气涡轮发动机100可为由GeneralElectric公司(Schenectady,NewYork)提供的许多不同燃气涡轮发动机中的任一种，其包括但不限于如Frame6,7或9系列重载燃气涡轮发动机等的那些。燃气涡轮发动机10可具有不同构造，并且可使用其它类型的构件。其它类型的燃气涡轮发动机也可在本文中使用。多个燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮和其它类型的发电装备也可在本文中一起使用。燃气涡轮发动机100可为联合循环系统(未示出)的部分。大体上在典型的联合循环系统中描述，来自涡轮160的热排出气体流可与余热回收蒸汽发生器或其它类型的换热装置连通。余热回收蒸汽发生器继而可与多级蒸汽涡轮等连通，以便驱动负载。负载可为由燃气涡轮发动机100或又一负载或其它类型的装置驱动的相同负载。也可在本文中使用其它构件和其它构造。燃气涡轮发动机100可包括抽取冷却系统200。抽取冷却系统200可使用来自压缩机110的许多空气抽取部210来冷却涡轮160或其它热气体路径构件。具体而言，压缩机110可在其中包括许多压缩机级220。同样地，涡轮160也可在其中具有任何数量的涡轮级230。因此，燃气涡轮发动机100可使用许多空气抽取部210来将冷却空气从压缩机110提供至涡轮160。在该实例中，第一抽取线240可从压缩机110的第九级250延伸至涡轮160的第三级260。第一抽取线控制阀270可定位在其上。同样地，燃气涡轮发动机100可具有从压缩机110的第十三级290延伸至涡轮160的第二级300的第二抽取线280。第二抽取线控制阀310可定位在其上。第三抽取线320可从第二抽取线280的下游或别处延伸。第三抽取线320可用于冷却其它类型的燃气涡轮构件。在该实例中，第三抽取线320可用于冷却排气管190。第三抽取线控制阀330可定位在其上。其它类型的空气抽取部可在本文中以任何数量和任何构造使用。抽取冷却系统210可包括绕着抽取线240,280,320中的一个或更多个定位，或定位在别处的蒸发介质冷却系统340。蒸发介质冷却系统340可使用合成蒸发冷却介质350来冷却抽取部210的流。合成蒸发冷却介质350可由具有或不具有亲水性表面增强物的非织造合成纤维热形成。例如，非织造合成纤维可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、尼龙、聚酯、聚丙烯等。亲水性表面增强物可包括在高处理温度下施加强碱处理、碱性介质中的聚乙烯醇，等。可在本文中使用其它材料和处理。合成蒸发冷却介质350可为可润湿的，以便通过其表面区域接受、吸收、流动和分配水或其它类型的换热介质的流。抽取冷却系统210可在其中包括具有水370或其它类型的换热介质的流的水源360。水源360可经由冷却线380和一个或更多个冷却泵390与合成蒸发冷却介质350连通。可在本文中使用其它类型的流体移动装置。可选地，可使用排出管400。可在本文中使用其它构件和其它构造。在图2中所示的实例中，合成蒸发冷却介质350可定位在抽取线240,280,320中的一个内。来自水源360的水370流可流动穿过冷却线380至合成蒸发冷却介质350的顶部，并且可从底部排入排出管400或其它中。合成蒸发冷却介质350促进热抽取空气流与水370或其它换热介质的流之间的换热。作为备选，由于水370流可在抽取空气流中大部分地蒸发，故可不需要排出管400。在图3的实例中，合成蒸发冷却介质350可围绕抽取线240,280,320的外侧缠绕。可在本文中使用其它构件和其它构造。压缩机抽取部210可具有适合的缓冲器、鼓风机等，以及内部挡板，以最小化背压，以便实现总体气体温度均匀性。可在本文中使用许多控制阀、控制传感器、温度传感器和其它类型的控制器和传感器。抽取冷却系统200的总体操作可由总体燃气涡轮控制器(例如，"GESpeedtronic"控制器或类似装置)或专用控制器按照优化逻辑控制。("Speedtronic"是GeneralElectric公司(Schenectady,NewYork)的商标。)可在本文中使用其它构件和其它构造。在使用中，抽取物210从压缩机110在大约700华氏度(大约371摄氏度)下被放出，并且用于冷却可处于大约1400华氏度(大约760摄氏度)的热气体路径构件。抽取冷却系统200的使用冷却抽取物210，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气涡轮发动机，其包括：压缩机；涡轮；从所述压缩机至所述涡轮的抽取部；以及与所述抽取部连通的抽取冷却系统；其中所述抽取冷却系统包括蒸发冷却介质。

【技术特征摘要】
2017.03.20 US 15/4638271.一种燃气涡轮发动机，其包括：压缩机；涡轮；从所述压缩机至所述涡轮的抽取部；以及与所述抽取部连通的抽取冷却系统；其中所述抽取冷却系统包括蒸发冷却介质。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述蒸发冷却介质包括合成蒸发冷却介质。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述蒸发冷却介质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、尼龙、聚酯或聚丙烯。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述抽取冷却系统包括与所述蒸发冷却介质连通的水流。5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述抽取部包括从所述压缩机延伸的抽取线。6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述蒸发冷却介质定位在所述抽取线内。7.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述蒸发冷却介质全部或部分地包绕所述抽取线。8.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述抽取线包括其上的阀。9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述抽取冷却系统包括所述蒸发冷却介质下游的排出管。10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述抽取冷却系统包...

【专利技术属性】
技术研发人员：NG帕梅什瓦，张华，CC弗雷斯，VI彭亚文，BA基佩尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国,US