[发明专利]燃气轮机中的导叶架温度控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，其中，该系统控制供送至燃气轮机的涡轮段中的多级导叶架的冷却空气的一个或多个部分的温度。

背景技术

在燃气轮机运转过程中，空气在压缩段中增压，然后在燃烧段中与燃料混合并燃烧，以产生高温燃烧气体。燃烧段中的一个或多个燃烧室向燃气轮机的涡轮段供送高温燃烧气体，高温燃烧气体在涡轮段中膨胀，以从中吸取能量，从而提供输出功率，该输出功率又用于发电。由于燃气轮机内的工作温度很高(尤其是在燃烧室和涡轮段中)，因此燃气轮机的各个部件由冷却流体冷却，例如使用从压缩段排出的空气冷却。

发明内容

根据本发明，提供一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。所述导叶架温度控制系统包括向转子供送转子冷却空气的转子冷却空气源、第一导叶架冷却空气源、第二导叶架冷却空气源、以及空气温度控制系统。第一导叶架冷却空气源把从压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至支撑燃气轮机的涡轮段中的多排导叶的导叶架的第一段。第二导叶架冷却空气源把从压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至导叶架的第二段。在由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向上，第二段与第一段间隔布置。所述空气温度控制系统用于控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度。

根据本发明的第二方面，提供一种在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。所述导叶架温度控制系统包括向转子供送转子冷却空气的转子冷却空气源、第一导叶架冷却空气源、第二导叶架冷却空气源、第三导叶架冷却空气源、以及空气温度控制系统。第一导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于上游的一部分压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至相对于由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向位于下游的导叶架段，其中，所述导叶架支撑涡轮段内的多排导叶。第二导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于下游的一部分压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于上游的导叶架段。第三导叶架冷却空气源把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于中间的一部分压缩段抽取的第三部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于中间的导叶架段。所述空气温度控制系统包括用于控制第一、第二和/或第三部分导叶架冷却空气的温度的换热器，使得第一、第二和/或第三部分导叶架冷却空气的温度相对于预定位置处的转子冷却空气的温度保持在预定温差范围内。

根据本发明的第三方面，提供一种操作燃气轮机的方法，所述燃气轮机包括包含多个压缩机级的压缩段、燃烧段、包含多个涡轮机级的涡轮段、以及可转动的转子。向转子提供转子冷却空气。把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于上游的一部分压缩段抽取的第一部分导叶架冷却空气供送至相对于由高温工作气流流过涡轮段的方向限定的轴向位于下游的导叶架段，其中，所述导叶架支撑涡轮段内的多排导叶。把从相对于压缩空气流过压缩段的方向位于下游的一部分压缩段抽取的第二部分导叶架冷却空气供送至在轴向上位于上游的导叶架段。控制第一和第二部分导叶架冷却空气之中的至少一个的温度，使得第一和第二部分导叶架冷却空气之中的所述至少一个相对于预定位置处的转子冷却空气的温度保持在预定温差范围内。

附图说明

虽然本说明书所附的权利要求书具体、明确地提出了本发明的权利要求，但是通过参照附图做出的以下说明，能够更好地理解本发明。在附图中，相似的标号标示相似的元件，其中：

图1是包含本发明的一个实施例的导叶架温度控制系统的燃气轮机的示意图；

图2A、2B和2C是图1的相应部分的放大图；

图3是本发明的另一个实施例的在燃气轮机中使用的导叶架温度控制系统的示意图。

具体实施方式

在以下优选实施例的详细说明中，将参照构成本说明书的一部分的附图以示例性方式而非限定性方式说明可实施本发明的优选实施例。应理解，也可以利用其它实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的前提下做出各种变化。