制系统100可如以上描述的那样安装在燃气涡轮发动机10内。压缩机间隙控制系统100同样可与其它类型的涡轮机系统一起使用。
[0119]压缩机间隙控制系统100可包括压缩机壳体热交换器110。壳体热交换器110可为在入口 26周围将热传递到压缩机20的壳体24(或相反)的任何类型的热交换器。可在任何级中或任何位置上使用压缩机壳体热交换器100。压缩机间隙控制系统100进一步包括在所有涡轮级的下游的涡轮40的出口 42附近的抽取端口 120。特别地，可通过抽取端口 120移除来自涡轮40的出口 42的热排气。来自抽取端口 120的热排气可通过一个或多个导管130与壳体热交换器110连通。在气体穿过壳体热交换器110之后，就可将该气体排放或者通过管道输送回涡轮出口 42处的排气，而对整体的大量排气温度有很小的影响。如果需要，可将栗140定位在导管130附近。同样地，可根据需要将一个或多个阀150定位在导管130上。
[0120]因此，来自涡轮40的热排气的热被传递到压缩机20的入口26周围的壳体24的金属。因而，可控制压缩机20的壳体24的缩小或热收缩，以避免被转子叶片22摩擦。同样地，可促进壳体24的膨胀。因此可在入口导叶60由于例如低载荷或无载荷条件而接近最小角或约在最小角处时使用压缩机间隙控制系统100。同样地，可在寒冷的环境条件下以及载荷过渡期间使用压缩机间隙控制系统100。因此，燃气涡轮发动机10可调低到较低的功率，而由于涡轮作用引起转子叶片摩擦的可能性会更小。同样地，入口导叶60可接近较低的角，以便更进一步调低功率输出。
[0121]压缩机间隙控制系统100不仅允许调得较低，而且还可促进较高的整体功率输出。在给定通过较长的转子叶片22而对壳体温度有增大的可控性的情况下，可收紧整体的运行的转子叶尖间隙。特别地，收紧转子叶片间隙会导致功率输出提高。对于不同类型的涡轮，改进将有很大不同。此外，压缩机间隙控制系统100使用来自涡轮40的废热，以便限制与已知的入口抽气加热系统和其它已知的技术相关联的效率损失。
[0122]压缩机间隙控制系统100可安装在新的或现有的燃气涡轮发动机10中。可在其中涡轮作用或活动的间隙控制可能有问题的任何机器上使用压缩机间隙控制系统100。
[0123]图4显示了压缩机间隙控制系统200的另一个实施例。此实施例也包括在入口26周围定位在压缩机20的壳体24上的壳体热交换器210。压缩机间隙控制系统200还包括涡轮排气热交换器220。涡轮排气热交换器220可定位在涡轮40的出口或其它类型的下游排气系统附近，以与其进行热交换。压缩机20的壳体热交换器210和涡轮40的涡轮排气热交换器220可通过一个或多个导管230连通。导管230可在其中具有用于从涡轮排气热交换器220流通到壳体热交换器210以及返回的传统的制冷流体或其它类型的工作流体235。一个或多个栗240可定位在导管230附近。同样地，一个或多个阀250可定位在导管230上。
[0124]可通过涡轮排气在涡轮排气热交换器220中加热工作流体235，且然后使工作流体235流通通过压缩机200的壳体24周围的壳体热交换器210，以便与壳体24的金属进行热交换。然后可使工作流体235流通回到涡轮排气热交换器220。同样可在本文中使用其它类型的热循环系统。
[0125]将显而易见的是，前述内容仅涉及本申请的某些实施例，且在不偏离由所附的权利要求书及其等效物限定的本发明的一般精神和范围的情况下，本领域技术人员可在本文中做出许多改变和修改。
【主权项】
1.一种用于具有产生排气的涡轮(40)和带有壳体(24)与若干转子叶片(26)的压缩机(20)的燃气涡轮发动机(10)的压缩机间隙控制系统(100)，包括: 定位在所述压缩机(20)的所述壳体(24)周围的壳体热交换器(110); 祸轮排气热交换器； 其中，所述涡轮排气热交换器与所述壳体热交换器(110)连通，以便利用来自所述涡轮(40)的排气加热所述压缩机(20)的所述壳体(24)。2.根据权利要求1所述的压缩机间隙控制系统(100)，其特征在于，所述壳体热交换器(110)和所述涡轮排气热交换器通过一个或多个导管(130)连通。3.根据权利要求2所述的压缩机间隙控制系统(100)，其特征在于，所述压缩机间隙控制系统(100)进一步包括定位在所述一个或多个导管(130)上的栗(I 40)。4.根据权利要求2所述的压缩机间隙控制系统(100)，其特征在于，所述压缩机间隙控制系统(100)进一步包括定位在所述一个或多个导管(130)上的阀(150)。5.根据权利要求2所述的压缩机间隙控制系统(100)，其特征在于，所述排气通过所述一个或多个导管(130)与所述涡轮排气热交换器和所述壳体热交换器(110)连通，且通过所述一个或多个导管(130)与所述壳体热交换器(110)和所述涡轮(40)的出口(42)连通。6.—种为具有产生排气的涡轮(40)和带有壳体(24)与若干转子叶片(26)的压缩机(20)的燃气涡轮发动机(10)提供间隙控制的方法，包括: 使所述壳体(24)内的所述若干转子叶片(26)旋转； 通过涡轮排气热交换器而从所述涡轮(40)中抽取热； 通过壳体热交换器将该热传递到所述壳体(24)，所述壳体热交换器与所述涡轮排气热交换器连通，并且所述壳体热交换器定位在所述壳体周围；以及 使所述壳体(24)热膨胀，或者阻止所述壳体(24)热收缩。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述涡轮(40)中抽取热的步骤包括通过涡轮排气抽取热。
【专利摘要】本申请提供了一种用于燃气涡轮发动机(10)的压缩机间隙控制系统(100)。燃气涡轮发动机(10)包括产生排气的涡轮(40)和具有壳体(24)与若干转子叶片(26)的压缩机(20)。压缩机间隙控制系统(100)可包括定位在压缩机(20)的壳体(24)周围的壳体热交换器(110)和来自涡轮(40)的排气的抽取部(120)。抽取部(120)与壳体热交换器(110)连通，以便用来自涡轮(24)的排气加热压缩机(20)的壳体(24)。
【IPC分类】F02C7/057, F02C9/50, F02C9/00, F02C9/26
【公开号】CN105545494
【申请号】CN201610101584
【发明人】S.W.蒂尔里, M.W.弗拉纳根, D.A.斯奈德
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2010年1月15日
【公告号】CN101845998A, EP2208862A2, EP2208862A3, US8172521, US20100178152