[发明专利]用于排气扩压器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及用于燃气轮机的排气扩压器(exhaustdiffuser)。更具体而言，本发明描述了一种调整排气扩压器中的支柱(strut)的弯曲度以改进燃气轮机效率的系统和方法。

背景技术

燃气轮机广泛地用于工业和商业操作中。典型的燃气轮机包括在前部的轴向压缩机、中部附近的一个或多个燃烧器以及在后部的涡轮机。压缩机包括多级旋转叶片和固定叶片。周围空气进入压缩机，且旋转叶片和固定叶片渐进地给予工作流体(空气)动能以使之到高能量状态。工作流体从压缩机出来且流动到燃烧器，在燃烧器中其与燃料混合并点燃以生成具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体从燃烧器出来且流到涡轮机，在涡轮机中，它们膨胀以做功。涡轮机下游的排气扩压器将从涡轮机的最后一级出来的流动动能转换成增加的静态压力形式的势能。这可通过传导流动穿过增加面积的管而达成，在此期间，最小化总压力损失的产生。排气扩压器通常包括一个或多个空气动力翼面，该空气动力翼面包围支承轴承的结构支柱。

燃烧气体在燃气轮机的负载范围上以大范围入口涡流条件进入排气扩压器。变化的涡流条件使得燃烧气体以变化的入射角在支柱上拦截和流动，导致显著的空气动力损失。此外，在扩压器入口处的高涡流具有由于从支柱的漩涡脱落而造成扩压器内机械激发的可能性。因此，需要能根据现有的燃烧气体涡流条件来调整扩压器支柱以提高燃气轮机的空气动力性能。

发明内容

本发明的方面和优点在下文的描述中陈述，或者可从该描述显然，或者可通过实践本发明而学习。

本发明的一实施例是一种排气扩压器，其包括护罩和壁，该壁与护罩在径向分开以限定护罩与壁之间的流体通路。支柱在护罩与壁之间延伸，且支柱包括第一表面，第一表面具有可调整的弯曲度。

本发明的另一实施例是一种排气扩压器，其包括护罩和壁，壁与护罩在径向分开以限定护罩与壁之间的流体通路。支柱在护罩与壁之间延伸，且支柱包括第一侧弯曲度、第二侧弯曲度、和用于调整第一侧弯曲度或第二侧弯曲度其中至少一个的装置。

本技术还包括一种用于调整具有第一侧弯曲度和第二侧弯曲度的支柱上的气流的方法。该方法包括确定气流与支柱之间的入射角和调整支柱的第一侧弯曲度。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更了解这些实施例和其它实施例的特点和方面。

附图说明

在说明书的其余部分中参考附图向本领域技术人员更特定地描述了全面并可实施的本发明的公开内容，在附图中：

图1示出根据本发明的一实施例的排气扩压器的简化截面图；

图2示出沿着线2-2所截取的图1所示排气扩压器的截面图；

图3示出根据本发明的一实施例的支柱的简化截面图；

图4示出对于燃烧气体的特定入射角，图3所示支柱的简化截面图；

图5示出根据本发明的一替代实施例的支柱的简化截面图；以及

图6示出对于燃烧气体的特定入射角，图5所示支柱的简化截面图。