[发明专利]用于燃气涡轮的温度启动阀

说明书

技术领域

本文所公开的主题大体上涉及燃气涡轮，且特别地，涉及用于减轻燃气涡轮中的高温区的系统。更特定而言，本主题涉及温度启动阀，其用于安装在燃气涡轮中以便选择性地使空气流到高温区。

背景技术

燃气涡轮在商业操作中广泛地用于动力生产。常规燃气涡轮包括多个燃烧器，这些燃烧器绕发动机轴线安置成环形阵列。压缩机向每个燃烧器供应压缩空气，其中压缩空气与燃料混合并焚烧。热燃烧气体从每个燃烧器流动到发动机的涡轮部段，其中从燃烧气体提取能量做功。

众所周知，燃气涡轮的热力学效率随着操作温度(即，燃烧气体温度)升高而增加。温度越高，燃烧气体包含的能量就越多，且随着燃烧气体在涡轮中膨胀，做功越多。但是，随着温度升高以改进燃气涡轮的效率，变得需要向涡轮构件提供冷却空气来维持这些构件的温度在可接受水平。因此，在更高操作条件温度，所需冷却空气的量相对较高。相比而言，在低温操作条件期间，某些涡轮构件需要更少冷却空气。此外，所需冷却量对于不同发动机可变化，例如，由于第一级叶片泄漏、热气体摄取或周围环境条件。

尽管这些不同的操作条件和发动机与发动机间的差异，现有技术通常并不提供调节递送到涡轮构件的空气流动的系统。因此，由于发动机必须被设计成提供最大温度操作，在较低温度操作期间提供过量冷却空气，这倾向于在这种操作周期中降低发动机效率。

因此，需要一种在燃气涡轮中仅根据需要向涡轮构件提供冷却空气de系统，例如，在较高温度操作期间。这种系统将在较低温度操作期间产生改进的效率且增加输出，而较高温度操作期间不损坏涡轮构件。

发明内容

本主题的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述变得明显，或者可通过实践本主题而学习。

在一方面，本主题提供一种用于调节通过燃气涡轮中的压力边界(pressure boundary)供应的空气量的系统，该系统包括位于压力边界上的通路和安装在通路内的温度启动阀(temperature activated valve)。该温度启动阀被配置成在预定温度阈值启动。具体而言，当温度启动阀处的局部温度(local temperature)到达或超过预定温度阈值时温度启动阀从关闭位置启动到打开位置以允许冷却空气通过该通路流动。

在另一方面，本主题提供一种用于调节通过燃气涡轮中的压力边界供应的冷却空气和反摄取(anti-ingestion)空气的量的系统，该系统包括至少一个温度启动的热阀、多个温度启动的反摄取阀和位于燃气涡轮中压力边界上的多个通路。热阀安装在通路之一内且被配置成在预定温度阈值启动。具体而言，热阀通常处于关闭位置且基于热阀处的局部温度而启动到打开位置以允许冷却空气通过该通路流动。此外，反摄取阀安装在其余通路内，在每个通路中一个反摄取阀，且反摄取阀被配置成在升高的预定温度阈值启动。每个反摄取阀最初处于关闭位置且基于在每个反摄取阀处的局部温度持久地启动到打开位置以允许反摄取空气通过通路流动。

参考下文的描述和所附权利要求，本主题的这些和其它特点、方面和优点将会更好地理解。附图合并在本说明书中并构成说明书的部分，附图示出本主题的实施例且与描述一起用于解释本主题的原理。

附图说明

本主题的对于本领域技术人员来说的全面并可实施的公开内容(包括其最佳实施方式)在说明书中陈述，说明书参照了附图，在附图中：

图1提供燃气涡轮的一部分的截面图；

图2提供根据本主题的方面用于调节通过压力边界流动的空气量的系统的实施例的截面图；

图3提供根据本主题的方面处于关闭位置的温度启动阀的一实施例的截面图；

图4提供根据本主题的方面处于打开位置的图3所示实施例的截面图；

图5提供根据本主题的方面处于关闭位置的温度启动阀的另一实施例的截面图；

图6提供根据本主题的方面处于打开位置的图5所示实施例的截面图；

图7提供根据本主题的方面用于调节通过压力边界流动的空气量的系统的另一实施例的截面图；

图8提供根据本主题的方面处于持久打开位置的温度启动阀的一实施例的截面图；并且

图9提供根据本主题的方面用于调节通过压力边界流动的冷却空气量和反摄取空气量的系统的实施例的截面图。

构件：                  附图标记：

压缩机部段              10

压缩机排放壳体          12

燃烧器部段              14