较高，燃烧效率也高，因而既提高了功率又使热效 率保持较高的水平，对降低污染物排放、减少发动机冷却气量、提高燃气轮机安全性等十分 有利。
[0024] 中间冷却器10设置在低压压气机3与高压压气机9之间，空气经低压压气机3压 缩后，通过中间冷却器10进入高压压气机9。由于空气经过低压压气机3压缩后溫度会升 高，中间冷却器10用于降低经低压压气机3压缩后的空气的溫度，从而降低了空气进入高 压压气机9时的溫度，高压压气机9的压缩耗功因此减少，整个机组的比功率得到提高。
[0025] 本发明的间冷循环燃气轮机的功率相比现有技术可提高41. 8%，同时，由于转子 的轴向距离变短，整个燃气轮机的重量没有显著增加，工重比可提高40%W上。
[00%] 其计算公式为：
[0027] 压气机压缩单位质量空气消耗功：
[0028]
[0029] 其中：
[0030] Lk为单位质量空气压缩耗功，k为绝热指数，
[0031] R为气体常数， ζ为压气机进口总溫 阳〇3引 请为压气机压比， ηι;为压气机效率
[0033] 這为压气机出口总溫；
[0034] 满轮膨胀单位质量空气发出功：
[0035]
[0036] 其中：
[0037] ^单位质量空气膨胀功， kr为绝热指数
[003引 R为气体常数， 巧为满轮进口满轮总溫
[0039] 鸣为满轮膨胀比， 诉为满轮效率 柳4〇] 巧为满轮出口总溫； 阳〇W 燃烧室油气比：
[0042]
阳0创其中：
[0044] f为油气比， 赁3为出口空气洽（出口溫度下单位质量空气洽），
[0045] η为燃烧效率，塔2:为入口空气洽（入口溫度下单位质量空气洽），
[0046] 为洽差， Hu为燃料低热值（燃烧产物为水蒸气时的热值），
[0047] ΔIf为溫度差引起的燃料洽差（溫差乘平均比热容，一般忽略）， W48] H。为燃料入口溫度下的洽差。
[0049] 假设现有技术中低压压气机的进气溫度为288K，流量为lOOkg/s，低压压比为 4,中间冷却器水溫为29化，中间冷却器效率为0. 85,高压压比为12,燃烧室出口溫度为 1600K，燃料热值42700KJ/kg，经计算可得燃机功率为39493KW，热效率为42. 3%。，动力满 轮前溫度为998K。
[0050] 而在相同假设条件下，本发明中的间冷循环燃气轮机计算参数为：低压压气机的 进气溫度为288K，流量为lOOkg/s，低压压比为4,中间冷却器水溫为29化，中间冷却器效率 为0. 85,高压压比为12,燃烧室出口溫度为1600K，燃料热值为42700KJ/kg，补燃燃烧室出 口溫度为1600K，补燃燃烧室效率为0. 97,补燃燃烧室总压回复系数为0. 975,高压满轮、低 压满轮冷气量均为10 %，经计算可得燃机功率为58984KW，相比现有技术中的燃机功率提 高了 49. 4%，热效率为42. 7%，动力满轮前溫度为1382K。
[0051] 经计算对比表明，本发明的间冷循环燃气轮机系统可显著提高燃气轮机的功率计 热效率。
[0052] 最后需要指出的是：W上实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制。 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依 然可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而运些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种间冷循环燃气轮机系统，包含低压压气机（3)、高压压气机（9)、燃烧室（8)及高 压涡轮（6)，其特征在于：进一步包含第一转子（2)、涡轮组件（4)、第二转子（7)，其中， 所述低压压气机（3)与涡轮组件（4)通过第一转子（2)连接，且低压压气机（3)与涡 轮组件（4)同轴，所述第一转子（2)的一端用于连接负载（1)，所述低压压气机（3)布置在 所述涡轮组件（4)及负载（1)之间； 所述高压涡轮（6)与高压压气机（9)通过所述第二转子（7)连接，且高压涡轮（6)及 高压压气机（9)同轴； 所述燃烧室（8)布置在所述高压涡轮（6)与高压压气机（9)之间。2. 根据权利要求1所述的间冷循环燃气轮机系统，其特征在于：所述间冷循环燃气轮 机系统进一步包含补燃燃烧室（5)，所述补燃燃烧室（5)布置在所述高压涡轮（6)与涡轮组 件⑷之间。3. 根据权利要求1所述的间冷循环燃气轮机系统，其特征在于：所述涡轮组件（4)包 含低压涡轮与动力涡轮，且所述涡轮组件（4)同时带动低压压气机（3)与负载（1)。4. 根据权利要求1所述的间冷循环燃气轮机系统，其特征在于：所述低压压气机（3) 的进气端背离涡轮组件（4)的排气端。5. 根据权利要求4所述的间冷循环燃气轮机系统，其特征在于：所述低压压气机（3) 同旋向的叶片叶型沿第一转子（2)的轴线对称布置。
【专利摘要】本发明公开了一种间冷循环燃气轮机系统，涉及燃气轮机技术领域。所述间冷循环燃气轮机系统，包含低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、第一转子、涡轮组件及第二转子，其中，所述低压压气机与涡轮组件通过第一转子连接，且低压压气机与涡轮组件同轴，所述第一转子的一端用于连接负载，所述低压压气机布置在涡轮组件及负载之间；所述高压涡轮与高压压气机通过所述第二转子连接，且高压涡轮及高压压气机同轴；所述燃烧室布置在所述高压涡轮与高压压气机之间。本发明有益之处在于：本发明中的间冷循环燃气轮机系统将原有的低压转子设计为第一转子和第二转子两个转子，缩减了低压转子的轴向长度，增加了转子的刚度，有利于转子的动力学设计。
【IPC分类】F02C3/107, F02C3/14
【公开号】CN105240128
【申请号】CN201510594674
【发明人】胡云彪, 聂海刚, 高峰, 金美子
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月18日