动力设备及操作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102953817A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102953817A(43)申请公布日2013.03.06(21)申请号201210307323.6(22)申请日2012.08.27(30)优先权数据13/217,6582011.08.25US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人L.A.维奇曼D.D.斯努克S.D.德拉珀N.D.厄勒S.A.里滕豪斯(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人肖日松傅永霄(51)Int.Cl.F02C3/34(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1313页页附图附图22页(54)发明名称动力设备及操作方法(57)摘要本发明涉及动力设备及操作方法。至少一个主空气压缩机(12)形成压缩环境气流(26)。压缩环境气流(26)在压力下输送到涡轮燃烧器(32)，该压力大于或基本上等于作为再循环气流(50)的至少第一部分从涡轮压缩机(30)输送到涡轮燃烧器(32)的输出压力。燃料流(28)被输送到涡轮燃烧器(32)，并且可燃混合物形成并燃烧，从而形成再循环气流(50)。产生至少基本上等于使涡轮压缩机(30)旋转所需的功率的涡轮功率。再循环气流(50)的至少一部分再循环通过再循环回路(52)。再循环气流(50)的过量部分被泄放，或者涡轮压缩机排气(44)的一部分绕开涡轮燃烧器(32)，或者两者兼有。CN10295387ACN102953817A权利要求书1/2页1.一种用于在恒速无负载下操作动力设备(10)的方法，包括：利用至少一个主空气压缩机(12)压缩环境空气，以形成具有压缩环境气体流率的压缩环境气流(26)；将所述压缩环境气流(26)的至少第一部分在压力下从所述至少一个主空气压缩机(12)输送到涡轮燃烧器(32)，所述压力大于或基本上等于作为具有再循环气体流率的再循环气流(50)的至少第一部分从涡轮压缩机(30)输送到所述涡轮燃烧器(32)的输出压力；以燃料流率将燃料流(28)输送到所述涡轮燃烧器(32)，其中所述燃料流率、所述压缩环境气体流率以及所述再循环气体流率足以维持燃烧；使所述压缩环境气流(26)的至少第一部分在所述涡轮燃烧器(32)中与所述再循环气流(50)的至少第一部分和所述燃料流(28)混合而形成可燃混合物；使所述可燃混合物在所述涡轮燃烧器(32)中燃烧，以形成所述再循环气流(50)；使用所述再循环气流(50)驱动连接到所述涡轮燃烧器(32)的涡轮(34)，使得所述涡轮(34)和涡轮压缩机(30)旋转，并且产生至少基本上等于使所述涡轮压缩机(30)旋转所需的功率的涡轮功率；使所述再循环气流(50)的至少一部分再循环通过再循环回路(52)，其中所述再循环气流(50)的至少一部分从所述涡轮(34)再循环到所述涡轮压缩机(30)；以及在所述涡轮压缩机(30)的输出部与通往所述涡轮压缩机(30)的输入部之间泄放所述再循环气流(50)的过量部分，或者使涡轮压缩机排气(44)的至少一部分作为具有旁通流率的旁通流绕开所述涡轮燃烧器(32)，或者两者兼有。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括输送次级流通过次级流动路径(31)，其中所述次级流动路径(31)将所述再循环气流(50)的至少第二部分从所述涡轮压缩机(30)输送到所述涡轮(34)以冷却和密封所述涡轮(34)，并且随后输送到所述再循环回路(52)中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述旁通流率，使得从所述涡轮压缩机(30)输送到所述涡轮燃烧器(32)的输出压力小于或等于从所述至少一个主空气压缩机(12)输送到所述涡轮燃烧器(32)的所述压缩环境气流(26)的至少第一部分的压力。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过机械地连接到所述涡轮(34)和所述涡轮压缩机(30)的涡轮轴(22)的旋转来驱动所述至少一个主空气压缩机(12)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述涡轮功率基本上等于使所述涡轮压缩机(30)旋转所需的功率和驱动所述至少一个主空气压缩机(12)所需的功率。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如果有则在所述至少一个主空气压缩机(12)的输出部与所述涡轮燃烧器(32)的输入部之间泄放所述压缩环境气流(26)的至少第一部分的过量部分。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旁通流流体连接至抽气阀(45)，并且所述旁通流的至少一部分被输送到第二过程。8.一种用于操作动力设备(10)的方法，包括：利用至少一个主空气压缩机(12)压缩环境空气，以形成具有压缩环境气体流2CN102953817A权利要求书2/2页率的压缩环境气流(26)；将所述压缩环境气流(26)