專利名稱：燃氣輪機過渡件空氣旁路帶組件的制作方法
技術領域：
本文公開的主題涉及燃氣輪機燃燒器，并且更具體而言，涉及允許多余的壓縮機 排出空氣在某些燃氣輪機運行條件期間被旁路的燃氣輪機過渡件空氣旁路帶組件。
背景技術：
關于燃燒器出口溫度可被降低的量，燃氣輪機可稍微受燃氣輪機所產(chǎn)生的一氧化 碳(CO)的允許水平的限制。典型地，燃燒器出口溫度保持相對高，以確保燃氣輪機不超過 CO排放的容許水平。使燃燒器出口溫度保持足夠高來保持處于相對低的CO排放水平，需要 消耗器(customer)正在消耗的燃料保持“聯(lián)機”，也就是說與電功率網(wǎng)同步。如果減小單獨 的燃燒器罐中的CO生產(chǎn)的主要貢獻因素，則這會允許燃氣輪機消耗器進一步降低燃氣輪 機上的負載，并且因此減少電力需求降低的時段期間的燃料消耗。這可代替在電力需求降 低的時段期間使燃氣輪機停機且然后在需求回復時又將燃氣輪機開啟回來的方法。這種頻 繁地開啟和關閉燃氣輪機的方法可降低燃氣輪機的可靠性。在現(xiàn)有的降低方式中，燃氣輪機仍然以產(chǎn)生處于期望的頻率的電力所需的速度運 行，而且通往燃燒器的燃料和空氣的流率降低，以減少在燃燒器中產(chǎn)生的燃燒氣體的量，從 而降低燃氣輪機所產(chǎn)生的功率。但是，典型的壓縮機的運行范圍限制了空氣流可減少到的 程度，從而限制了在保持相對優(yōu)選的燃料空氣比的同時燃料流可減少到的程度。當燃料空 氣比處于相對優(yōu)選的位置上時，燃燒器排放就會相對低，并且燃燒穩(wěn)定。在燃燒過程進行 時，使多余空氣旁路通過過渡件開口可允許在燃燒器首端處實現(xiàn)優(yōu)選的燃料空氣比，從而 降低CO排放。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種空氣旁路帶組件包括燃氣輪機的過渡件，該過渡件在 其中具有至少一個開口，以允許空氣流穿過該至少一個開口?？諝馀月穾ЫM件還包括可在 至少兩個位置之間運動的帶，至少兩個位置中的第一位置是關閉位置，在該關閉位置上，該 至少一個開口關閉以防止空氣流流過該至少一個開口，至少兩個位置中的第二位置是打開 位置，在該打開位置上，至少一個開口打開以允許空氣流流過該至少一個開口?？諝馀月穾?組件進一步包括使帶在至少兩個位置之間運動的機構。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種燃氣輪機的空氣旁路帶組件部分包括過渡件，該過 渡件在其中具有多個開口，以允許空氣流選擇性地穿過該多個開口?？諝馀月穾ЫM件還包 括可在至少兩個位置之間運動的帶，至少兩個位置中的第一位置是關閉位置，在該關閉位 置上，該多個開口關閉以防止空氣流流過該多個開口，至少兩個位置中的第二位置是打開 位置，在該打開位置上，該多個開口打開以允許空氣流流過該多個開口?？諝馀月穾ЫM件進 一步包括使帶在至少兩個位置之間運動的機構。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種空氣旁路帶組件包括燃氣輪機的過渡件，該過渡 件在其中具有至少一個開口，以允許空氣流穿過該至少一個開口?？諝馀月穾ЫM件還包括沿徑向位于過渡件的至少一部分的周圍的帶，該帶可在至少兩個位置之間運動，該至少兩 個位置中的第一位置是關閉位置，在該關閉位置上，至少一個開口關閉以防止空氣流流過 該至少一個開口，至少兩個位置中的第二位置是打開位置，在該打開位置上，該至少一個開 口打開，以允許空氣流流過該至少一個開口?？諝馀月穾ЫM件進一步包括使帶在該至少兩 個位置之間運動的機構。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下描述，這些和其它優(yōu)點與特征將變得更加顯而易見。
在說明書結(jié)論部分處的權利要求書中特別指出和清楚地聲明了被視為本發(fā)明的 主題。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下詳細描述，本發(fā)明的前述和其它特征與優(yōu)點是顯而易見的， 在圖中
圖1是本發(fā)明的空氣旁路帶組件的實施例可位于其中的燃氣輪機的燃燒器和過渡件 部分的截面；
圖2是圖1的過渡件的前端的透視圖，其具有位于其中的本發(fā)明的實施例的空氣旁路 帶組件，且為了清楚而移除了歧管罩；
圖3是顯示為在打開位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件的透視圖； 圖4是顯示為在關閉位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件的透視圖； 圖5是顯示為在打開位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件的截面圖；以及 圖6是顯示為在關閉位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件的截面圖。參照附圖，以實例的方式，詳細描述闡述了本發(fā)明的實施例，以及優(yōu)點和特征。部件列表 10燃氣輪機
12燃燒器 14過渡件 16旁路帶組件 18前端 20帶 22機構 24歧管罩 26孔/開口 28旁路空氣 30腔體 32環(huán)
34旁路歧管腔體 36浮動管 38內(nèi)部部分 40、42 桿 44,46齒輪 48、50鉤環(huán)5254軸承 56類似箱的裝置 57蓋
58、62桿件 60齒輪箱 64促動器。
具體實施例方式圖1顯示了具有燃燒器12和過渡件14的燃氣輪機10，本發(fā)明的空氣旁路帶組件 16的實施例可位于該過渡件14中，如下文詳細地描述。燃氣輪機10可用于以地面為基地 的使用，以用于例如發(fā)電，但是燃氣輪機10不限于此。也就是說，燃氣輪機的渦輪部分可與 發(fā)電機連接來發(fā)電。過渡件14典型地位于燃燒器12的下游和渦輪(未顯示)的上游。圖2顯示了圖1的過渡件14的前端18。圖2還顯示了位于其中的本發(fā)明的實施 例的空氣旁路帶組件16的一部分，為了清楚而移除了旁路歧管罩圖1、3-6)。本發(fā)明 的實施例的空氣旁路帶組件16包括柔性帶20和使帶20在至少兩個位置一例如，相對于位 于過渡件14中的多個空氣旁路開口(例如圓形的)或孔沈的打開位置和關閉位置(圖 3-6) 一之間運動的機構22。帶20可包含柔性材料，諸如，例如，在相對升高的溫度處保持其 彈性的鎳合金。圖3和5顯示了在打開位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件16，在打開位置 上，多個空氣旁路開口沈未被帶20覆蓋(即帶20處在機構16所提供的“放松”或松開位 置上)。在這種打開位置上，由圖5中的帶箭頭觀的線條所指示的旁路空氣流(其可提供 為來自燃氣輪機10的壓縮機或來自燃氣輪機10內(nèi)的一些其它空氣源的排出空氣)在包圍 過渡件14的前環(huán)32的腔體30內(nèi)流動。然后旁路空氣流觀流過位于過渡件前環(huán)32中的 多個開口 26，并且流到旁路歧管罩M所界定的旁路歧管腔體34中?？墒褂靡粋€或多個螺 栓35來將歧管罩M保持在前環(huán)32上。然后旁路空氣流觀流過多個浮動管36，并且流到 過渡件14的內(nèi)部部分38中。浮動管36使旁路歧管(腔體)34與過渡件14的內(nèi)部腔體部 分38連接。當期望以相對“低”的部分負載運行或方式來運行燃氣輪機10時，典型地出現(xiàn)處 在打開位置上的本發(fā)明的實施例的空氣旁路帶組件16，如圖3和5所示。這種方式的運行 允許多余的量的空氣流觀被旁路，從而降低燃燒器12中的燃料消耗。在這個打開位置上， 可從圖3和5中看到，帶20運動遠離開口沈，并且向上而靠著或鄰近旁路歧管罩M的徑向 外壁的內(nèi)側(cè)。圖4和6顯示了在關閉位置上的圖2的實施例的空氣旁路帶組件16。在這個關閉 位置上，多個空氣旁路開口沈被帶20覆蓋(即帶20處于機構16所提供的“緊密”或關閉 位置上)。因而，空氣流28流過過渡件前環(huán)32中的腔體30，而不通過旁路歧管罩M所界 定的腔體34而被旁路。當期望以相對“高”或“基本”的負載運行或方式來運行燃氣輪機 10時，典型地出現(xiàn)處于關閉位置上的本發(fā)明的實施例的空氣旁路帶組件16，如圖4和6所 示。在這個關閉位置上，可從圖4和6中看到，帶20向上運動而靠著或鄰近旁路歧管罩24 的徑向內(nèi)壁的內(nèi)側(cè)，以阻擋開口 26。因而，腔體34和38中的壓力相對來說是相同的，但是低于腔體30內(nèi)的壓力。然后當機構16開始松開帶20時，正壓差有助于打開帶20，并且將 帶20向上壓靠在旁路歧管罩M的徑向外壁的內(nèi)側(cè)上。圖1、3和4顯示了在一個實施例中，用于使帶20在上文所述的打開位置和關閉位 置之間沿徑向運動的機構16可包括一對桿40、42，在桿40、42的一端處，對應的齒輪44、46 使這對桿40、42互連。各個桿40、42的另一端可連接到鉤環(huán)48、50上，鉤環(huán)48、50可連接 到帶20的對應端上，以打開和關閉帶20。齒輪44、46可在軸承5254上旋轉(zhuǎn)。機構16可 至少部分地由類似箱的裝置56圍繞，裝置56本身可為類似帽的裝置或蓋57 (在圖3中以 虛線示出)。帽或蓋57用作用于旁路歧管罩M內(nèi)部和外部的空氣的阻隔件。圖1顯示了機構16可通過桿件58連接到齒輪箱60上，齒輪箱60可通過另一個 桿件62連接到促動器64上，諸如，例如，氣壓缸64。但是，可使用其它適當?shù)拇賱悠?，例?馬達。另外，其它適當?shù)臋C構16可用來使帶20在打開位置和關閉位置之間運動，包括不包 含齒輪的那些機構。其有能力使所使用的機構16能夠使帶20在至少兩個位置(即打開位 置和關閉位置)之間運動，如上文所述。另外，帶20可包括在過渡件14的總的360度周邊 的約300-340度之間。但是，當認為適當時，可使用帶20的其它角度量。另外，當在過渡件14的前端18處使用時，本發(fā)明的空氣旁路帶組件16的實施例 可省略過渡件前環(huán)32。然后旁路空氣流觀可改為流過一些其它適當?shù)那惑w或流道。本發(fā)明的實施例允許減少排放的產(chǎn)生，例如但不限于燃氣輪機燃燒器中(例如在 單獨的燃燒器罐中)的一氧化碳(Co)。這允許燃氣輪機負載進一步降低，從而在電力需 求降低的時段期間減少燃氣輪機所消耗的燃料量，還提供增加的成本節(jié)約。本發(fā)明的實施 例還允許過渡件開口有相對良好的密封能力，從而提供對熱增長的很小的敏感性或無敏感 性，以及提供很少的或者不提供振動導致的磨損問題。這是因為促動器載荷和帶彈性力補 償了空氣旁路帶的任何膨脹。本文已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的空氣旁路帶組件的實施例位于燃氣輪機的過渡 件的前端處(即在過渡件14的前環(huán)32處)。但是，本發(fā)明的空氣旁路帶組件的實施例可位 于其它燃氣輪機位置處，諸如，例如，燃燒器首端或燃燒器襯套后區(qū)段。另外，本發(fā)明的實施 例可在燃氣輪機中用來調(diào)節(jié)通過構件(例如渦輪噴嘴和葉片)的冷卻空氣流。另外，本發(fā) 明的實施例可用來在低負載方式期間“調(diào)節(jié)”燃燒器出口溫度分布。雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實施例來詳細描述了本發(fā)明，但是應當容易地理解， 本發(fā)明不限于這種公開的實施例。相反，可修改本發(fā)明，以便結(jié)合此前未描述但與本發(fā)明的 精神和范圍相當?shù)娜魏螖?shù)量的變形、更改、替換或等效布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明 的各實施例，但是將理解，本發(fā)明的各方面可包括所描述實施例中的僅一些。因此，本發(fā)明 不應視為受前述描述的限制，而是僅由所附權利要求書的范圍限制。
權利要求
1.一種空氣旁路帶組件(16)，包括燃氣輪機(10)的過渡件(14)，所述過渡件(14)在其中具有至少一個開口( )，以允 許空氣流08)穿過所述至少一個開口 06)；能夠在至少兩個位置之間運動的帶(20)，所述至少兩個位置中的第一位置是關閉位 置，在該關閉位置上，所述至少一個開口 06)被關閉，以防止空氣流08)流過所述至少一 個開口 06)，所述至少兩個位置中的第二位置是打開位置，在該打開位置上，所述至少一個 開口 06)被打開，以允許空氣流08)流過所述至少一個開口 06)；使所述帶00)在所述至少兩個位置之間運動的機構02)。
2.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，所述過渡件(14)具有多 個開口(沈)，所述多個開口 06)允許空氣流08)穿過該多個開口 06)。
3.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，所述至少一個開口06) 位于所述過渡件(14)的前端(18)、燃燒器襯套后端或燃燒器首端中的一個處。
4.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，所述空氣流08)流過與 所述過渡件(14)共同定位的前環(huán)(32)的腔體(30)，所述至少一個開口 06)位于所述前環(huán) (32)的表面中。
5.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，當所述帶00)在所述打 開位置上時，所述空氣流08)流過與所述過渡件(14)共同定位的前環(huán)(3 的腔體(30)， 所述至少一個開口 06)位于所述前環(huán)(32)的表面中，所述空氣流08)進一步在與所述過 渡件(14)共同定位的旁路歧管腔體(34)內(nèi)流動，所述空氣流08)進一步流過與所述過渡 件(14)共同定位的至少一個浮動管(36)，并且流到所述過渡件(14)內(nèi)的開口 06)中。
6.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，當所述帶00)在所述關 閉位置上時，所述空氣流08)流過與所述過渡件(14)共同定位的前環(huán)(3 的腔體(30)。
7.根據(jù)權利要求1所述的空氣旁路帶組件(16)，其特征在于，所述機構02)進一步包 括促動器(64)、一對齒輪04，46)、各自與所述齒輪04，46)中的一個連接的一對桿00， 42)，以及與所述桿00，42)中對應的一個和所述帶00)的對應端連接的一對鉤環(huán)08， 50)，所述促動器(64)促使所述一對齒輪04，46)、所述一對桿00，4 和所述一對鉤環(huán) (48, 50)使所述帶OO)在所述至少兩個位置之間運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃氣輪機過渡件空氣旁路帶組件。一種空氣旁路帶組件(16)包括燃氣輪機(10)的過渡件(14)，該過渡件(14)在其中具有至少一個開口(26)，以允許空氣流(28)穿過該至少一個開口(26)?？諝馀月穾ЫM件(16)還包括可在至少兩個位置之間運動的帶(20)，至少兩個位置中的第一位置是關閉位置，在該關閉位置中，至少一個開口(26)關閉以防止空氣流(28)流過該至少一個開口(26)，該至少兩個位置中的第二位置是打開位置，在該打開位置中，至少一個開口(26)打開以允許空氣流(28)流過該至少一個開口(26)?？諝馀月穾ЫM件(16)進一步包括使帶(20)在至少兩個位置之間運動的機構(22)。
文檔編號F02C9/18GK102128088SQ20111000725
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月15日
發(fā)明者A·瓦利夫, L·吉內(nèi)辛, S·A·梅什科夫 申請人:通用電氣公司