燃气涡轮发动机以及消除其热弯曲的系统、方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃气涡轮发动机以及消除其热弯曲的系统、方法。其中，消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统包括：冷却气流流路，经过燃气涡轮发动机的转子叶盘；加热气流流路，经过燃气涡轮发动机的静子机匣；气体供给部，与所述冷却气流流路、加热气流流路流体地连接，向所述冷却气流流路、加热气流流路输送冷却气流、加热气流；监测部，包括位于静子机匣、转子叶盘以及转静子形成的腔体结构的感测点；控制部，与所述气体供给部、所述监测部电性连接。采用所述系统可避免燃气涡轮发动机停车后短时起动发生热弯曲导致转静子碰磨以及篦齿蜂窝封严处卡滞的现象。严处卡滞的现象。严处卡滞的现象。

【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮发动机以及消除其热弯曲的系统、方法


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮发动机领域，尤其涉及一种燃气涡轮发动机以及消除其热弯曲的系统、方法。

技术介绍

[0002]在燃气涡轮发动机停止运行后，由于发动机上下以及内外冷却状态不一，下侧结构冷却的快、收缩的快，上侧结构冷却的慢、收缩的慢，停车后发动机转子会发生热弯曲的现象；外侧机匣结构冷却的较快、收缩的快，内侧转子叶盘结构冷却的慢、收缩的慢，转静子在叶尖和机匣涂层处会有碰磨的风险、在篦齿和蜂窝封严处会有卡滞的风险，卡滞瞬间产生的力也会损伤轴承。对于燃气涡轮发动机停机后短时间重新起动运转的需求，燃气涡轮发动机存在转静子碰磨、轴承损伤的风险。
[0003]现有技术中，为了消除热弯曲，采用的方案是发动机再次启动前需进行一定时长的冷运转，以加速冷却转子，消除热弯曲，但如此需要等待较长时间，很难实现短时间重新起动发动机运转的需求。
[0004]为避免上述现象和降低上述风险发生，本专利专利技术了一种消除燃气涡轮发动机的热弯曲的系统以及方法，避免燃气涡轮发动机停车后短时起动发生热弯曲导致转静子碰磨以及篦齿蜂窝封严处卡滞的现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种燃气涡轮发动机。
[0007]本专利技术的目的在于提供一种消除燃气涡轮发动机热弯曲的方法。
[0008]根据本专利技术一个方面的一种消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统，包括：r/>[0009]冷却气流流路，经过燃气涡轮发动机的转子叶盘；加热气流流路，经过燃气涡轮发动机的静子机匣；气体供给部，与所述冷却气流流路、加热气流流路流体地连接，向所述冷却气流流路、加热气流流路输送气流；监测部，包括位于静子机匣、转子叶盘以及转静子形成的腔体结构的感测点；控制部，与所述气体供给部、所述监测部电性连接。
[0010]在所述的系统的一个或多个具体实施方式中，所述监测部的感测点包括温度、压力、振动以及转子叶片与机匣的叶尖间隙感测点。
[0011]在所述的系统的一个或多个具体实施方式中，所述系统具有第一状态、第二状态，在所述第一状态，所述燃气涡轮发动机处于运行状态，所述系统为常关状态；在所述第二状态，所述燃气涡轮发动机断油停止运行，所述系统为开启状态，所述控制部控制所述气体供给部对所述冷却气流流路、加热气流流路的气流供给。
[0012]在所述的系统的一个或多个具体实施方式中，所述气体供给部与燃气涡轮发动机的风扇外涵流体连接，以对气体供给部提供气源，所述气体供给部具有气泵，所述气泵从风扇外涵抽取气体。
[0013]在所述的系统的一个或多个具体实施方式中，所述气体供给部还具有制冷组件、加热组件，对所述气泵抽取的气体进行制冷、加热，以输出所述冷却气流流路、加热气流流路。
[0014]在所述的系统的一个或多个具体实施方式中，所述气体供给部为电动系统，气体供给部的电源组件包括发电机以及电池，发电机由燃气涡轮发动机驱动发电，发电机输出电能至所述电池存储，所述电池与所述气体供给部电性连接，对所述气体供给部提供电能。
[0015]根据本专利技术一个方面的一种燃气涡轮发动机，包括压气机、涡轮以及如上所述的消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统，所述冷却气流流路经过所述压气机、所述涡轮的转子叶盘，所述加热气流流路经过所述压气机、所述涡轮的静子机匣。
[0016]根据本专利技术一个方面的一种消除燃气涡轮发动机热弯曲的方法，包括：S1.在燃气涡轮发动机停车后或者短时停车起动后，监测燃气涡轮发动机静子机匣、转子叶盘以及转静子形成的腔体结构的温度、压力、振动，以及转子叶片与机匣的叶尖间隙；S2.根据S1的监测结果，对比发生热弯曲时对应温度、压力、振动，判断输出是否发生转子热弯曲以及发生转子弯曲的位置；S3.若S2输出发生转子热弯曲的结果，则开启冷却气流流路和/或加热气流流路，对转子叶盘冷却和/或对静子机匣加热，直至所述S2判断输出未发生转子热弯曲的结果。
[0017]在所述的方法的一个或多个具体实施方式中，在所述S2中，发生热弯曲时对应温度、压力、振动通过燃气涡轮发动机试验得到，存储于燃气涡轮发动机的控制部。
[0018]在所述的方法的一个或多个具体实施方式中，在所述S1中，监测燃气涡轮发动机静子机匣、转子叶盘以及转静子形成的腔体结构的温度、压力、振动以及转子叶片与机匣的叶尖间隙，通过在燃气涡轮发动机的所述静子机匣、所述转子叶盘以及所述腔体结构布置测点得到。
[0019]本专利技术的有益效果包括但不限于：
[0020]通过系统中各部分的协同作用，使得燃气涡轮发动机在停车后或短时停车起动时，使转静子同步冷却下来，实现燃气涡轮发动机的短时间重新起动的需求，避免因转子发生严重的热弯曲而导致发动机短时重启带来的发动机高低压轴强度下降、转静子碰磨、轴承损伤等会导致发动机重大故障问题的发生。
附图说明
[0021]本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施方式的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本专利技术实际要求的保护范围构成限制，其中：
[0022]图1为一实施方式的燃气涡轮发动机的示意图；
[0023]图2为一实施方式的消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统在燃气涡轮发动机中的示意图；
[0024]图3是一实施方式的消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统的框图；
[0025]图4是一实施方式的消除燃气涡轮发动机热弯曲的方法的流程图。
[0026]附图标记：
[0027]100
‑
燃气涡轮发动机，101
‑
风扇，20
‑
外涵道，30
‑
内涵道，103
‑
燃烧室；
[0028]102
‑
压气机，1020
‑
压气机转子叶盘，1021
‑
压气机静子机匣；
[0029]104
‑
涡轮，1040
‑
高压涡轮转子叶盘，1041
‑
高压涡轮静子机匣，1042低压涡轮静子机匣，1043
‑
低压涡轮转子叶盘；
[0030]105
‑
中介机匣，106
‑
涡轮级间机匣，107
‑
低压涡轮后机匣；
[0031]108
‑
转子叶片与静子叶片之间的结构；
[0032]10
‑
消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统；
[0033]1‑
冷却气流流路，1001
‑
进气段；
[0034]2‑
加热气流流路；
[0035]3‑
气体供给部，301
‑
气泵；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除燃气涡轮发动机热弯曲的系统，其特征在于，包括：冷却气流流路，经过燃气涡轮发动机的转子叶盘；加热气流流路，经过燃气涡轮发动机的静子机匣；气体供给部，与所述冷却气流流路、加热气流流路流体地连接，向所述冷却气流流路、加热气流流路输送气流；监测部，包括位于静子机匣、转子叶盘以及转静子形成的腔体结构的感测点；控制部，与所述气体供给部、所述监测部电性连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测部的感测点包括温度、压力、振动以及转子叶片与机匣的叶尖间隙感测点。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统具有第一状态、第二状态，在所述第一状态，所述燃气涡轮发动机处于运行状态，所述系统为常关状态；在所述第二状态，所述燃气涡轮发动机断油停止运行，所述系统为开启状态，所述控制部控制所述气体供给部对所述冷却气流流路、加热气流流路的气流供给。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体供给部与燃气涡轮发动机的风扇外涵流体连接，以对气体供给部提供气源，所述气体供给部具有气泵，所述气泵从风扇外涵抽取气体。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述气体供给部还具有制冷组件、加热组件，对所述气泵抽取的气体进行制冷、加热，以输出所述冷却气流流路、加热气流流路。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体供给部为电动系统，气体供给部的电源组件包括发电机以及电池，发电机由燃气涡轮发动机驱动发电，发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，杜玉洁，邵宇轩，张宝岭，陶金，董彦成，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：