用于燃气涡轮机的主动间隙控制系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103089339A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103089339103089339A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201210428945.4(22)申请日2012.10.31(30)优先权数据13/285,2092011.10.31US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人M.I.阿拉(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人肖日松谭祐祥(51)Int.Cl.F01D11/24(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称用于燃气涡轮机的主动间隙控制系统和方法(57)摘要本发明公开一种用于燃气涡轮机的主动间隙控制系统和方法。所述燃气涡轮机具有多级压缩机以及涡轮机叶片在涡轮机壳内旋转的涡轮机。所述方法包括：选择从中抽取压缩空气的第一压缩机级；管输来自所述第一压缩机级的所述压缩空气到所述涡轮机壳；输送来自所述第一压缩机级的所述压缩空气以使所述涡轮机壳热收缩；选择从中抽取压缩空气的第二压缩机级，并且取消选择所述第一压缩机级；管输来自所述第二压缩机级的所述压缩空气到所述涡轮机壳；以及输送来自所述第二压缩机级的所述压缩空气以使所述涡轮机壳热膨胀。CN103089339ACN10389ACN103089339A权利要求书1/2页1.一种用于具有多级压缩机和涡轮机的燃气涡轮机的间隙控制系统，所述系统包括：第一压缩气体通道，所述第一压缩气体通道经连接以从所述压缩机的一个级抽取压缩气体；第二压缩气体通道，所述第二压缩气体通道经连接以从所述压缩机的另一个级抽取压缩气体；阀组件，用于调节通过所述第一和第二压缩气体通道的所述压缩气体的流动，其中所述阀组件经致动以选择性地从第一和第二气体通道中的所选一个通道输送抽取的压缩气体；以及第三压缩气体通道，所述第三压缩气体通道将所述抽取的压缩气体从所述阀传输到所述涡轮机的壳体。2.根据权利要求1所述的间隙控制系统，其中连接到所述第一压缩气体通道的所述级是所述压缩机的末级。3.根据权利要求1所述的间隙控制系统，进一步包括热交换器，其连接到所述第一和第二压缩气体通道中的至少一个，其中所述热交换器向所述压缩气体增加热能。4.根据权利要求3所述的间隙控制系统，其中所述气体通道中的每个通道均具有所述热交换器中的相应一个热交换器。5.根据权利要求1所述的间隙控制系统，进一步包括控制器，其中所述控制器从所述燃气涡轮机接收关于所述燃气涡轮机的运行模式的数据，并且所述控制器基于所述运行模式，致动所述阀以引导气体从所述压缩气体通道中的一个通道通过所述阀。6.一种针对燃气涡轮机提供间隙控制的方法，所述燃气涡轮机具有多级压缩机以及涡轮机桨叶在涡轮机壳内旋转的涡轮机，所述方法包括：选择从中抽取压缩空气的第一压缩机级；管输来自所述第一压缩机级的所述压缩空气到所述涡轮机壳；输送来自所述第一压缩机级的所述压缩空气以使所述涡轮机壳热收缩；选择从中抽取压缩空气的第二压缩机级，并且取消选择所述第一压缩机级；管输来自所述第二压缩机级的所述压缩空气到所述涡轮机壳；以及输送来自所述第二压缩机级的所述压缩空气以使涡轮机壳热膨胀。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二压缩机级是所述压缩机中的压缩机末级，并且来自所述压缩机末级的所述压缩空气是压缩机排气。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一压缩机级是所述压缩机的中间部分中的压缩机级。9.根据权利要求6所述的方法，其中通过致动与所抽取的压缩空气流体连通的阀，来选择所述第二压缩机级而不选择所述第一压缩机级。10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在所述压缩空气从所述压缩机抽取出之后、并且在所述压缩空气进入所述涡轮机壳之前，向所述压缩空气增加热能。11.根据权利要求10所述的方法，其中在确定环境空气温度低于阈值温度的基础上，增加所述热能。12.根据权利要求6所述的方法，其中管输来自所述第二压缩机级的所述压缩气体到所述涡轮机壳的步骤发生在所述燃气涡轮机的开机和停机运行模式中的至少一个模式期2CN103089339A权利要求书2/2页间。13.根据权利要求6所述的方法，其中管输来自所述第一压缩机级的所述压缩气体到所述涡轮机壳的步骤发生在所述燃气涡轮机的负载或基本负载运行模式期间。14.一种针对燃气涡轮机提供间隙控制的方法，所述燃气涡轮机具有多级压缩机以及涡轮机桨叶在涡轮机壳内旋转的涡轮机，所述方法包括：在所述燃气涡轮机的开机或停机模式期间，选择从中抽取压缩空气的第一压缩机级，管输来自所述第一压缩机级的所述压缩空气到所述涡轮机壳，并且输送来自所述第一压缩机级的所述压缩空气以使所述涡轮机壳热膨胀；在所述燃气涡轮机的负载或