各種潤滑劑和/或油。在暴露于氧氣、濕氣、 顆粒等的情況下,這些潤滑劑和油可能經(jīng)歷退化。因此,通過使用惰性氣體264來冷卻、吹 掃和/或流體密封軸承裝配件416,可以增加潤滑劑和油的壽命。替代地或附加地,當(dāng)惰性 氣體264被用于冷卻時(shí),較不昂貴的潤滑劑和油可以用于軸承裝配件416。雖然先前的討論 關(guān)注于惰性氣體264用于排氣段374,但在另一些實(shí)施例中,惰性氣體264可以與氣體渦輪 發(fā)動(dòng)機(jī)150的其它段一起使用。
[0083] 如上面所描述的,在某些實(shí)施例中,氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)150可以包括具有在上游端 370與下游端372之間的一個(gè)或更多個(gè)渦輪級174的渦輪段156、布置在下游端372的下游 的排氣段374以及耦連到排氣段374的流體供應(yīng)系統(tǒng)262。流體供應(yīng)系統(tǒng)262使惰性氣體 264流通到排氣段374。然后惰性氣體264可以用于提供冷卻、吹掃和/或流體密封排氣段 374的各個(gè)組件,諸如外護(hù)罩腔400、內(nèi)護(hù)罩腔408、葉輪380、軸承腔384、軸承裝配件416或 其任何組合。在冷卻、吹掃和/或流體密封排氣段374的各個(gè)組件之后,惰性氣體264可以 與排氣通道376中的排氣60混合。然后排氣60可以用于各種應(yīng)用,諸如上面描述的油/ 氣吸取系統(tǒng)16或增強(qiáng)型油回收系統(tǒng)18。在這類應(yīng)用中,可能期望的是排氣60包括微量氧 氣或無氧氣。因此,使用惰性氣體264用于排氣段374的冷卻、吹掃和/或流體密封可以有 助于維持排氣60的低氧氣含量。
[0084] 附加描述
[0085] 當(dāng)前的實(shí)施例提供用于氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法。應(yīng)當(dāng)注意,上面描述的特 征中的任一個(gè)或組合可以在任何合適的組合中應(yīng)用。事實(shí)上,目前考慮這類組合的全排列。 作為示例,下面的條款被提供為本公開的進(jìn)一步描述:
[0086] 實(shí)施例1 : 一種系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),其包括:具有在上游端與下游 端之間的一個(gè)或更多個(gè)渦輪級的渦輪段;設(shè)置在所述渦輪段的所述下游端下游的排氣段; 以及耦連到所述排氣段的流體供應(yīng)系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流通 到所述排氣段。
[0087] 實(shí)施例2 :根據(jù)實(shí)施例1所述的系統(tǒng),其中所述排氣段包括:與所述渦輪段流體連 通的排氣通道;以及耦連到所述流體供應(yīng)系統(tǒng)的惰性氣體通道。
[0088] 實(shí)施例3 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道與所述排 氣通道隔離。
[0089] 實(shí)施例4 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道流體耦連 到所述排氣通道。
[0090] 實(shí)施例5 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述排氣段包括沿所述排氣 通道設(shè)置的壁,且所述惰性氣體通道通過所述壁中的多個(gè)開口流體耦連到所述排氣通道。
[0091] 實(shí)施例6 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道延伸通過 圍繞所述排氣通道的至少一個(gè)外護(hù)罩腔、由所述排氣通道圍繞的內(nèi)護(hù)罩腔、突出至所述排 氣通道內(nèi)的葉輪、具有軸承裝配件的軸承腔或其組合。
[0092] 實(shí)施例7 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述排氣段包括:外護(hù)罩,其 圍繞所述排氣段周向延伸;以及機(jī)殼,其圍繞所述外護(hù)罩周向延伸以限定外護(hù)罩腔,其中所 述惰性氣體通道延伸穿過所述外護(hù)罩腔。
[0093] 實(shí)施例8 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述排氣段包括:葉輪,其突 出至所述排氣通道內(nèi),其中所述葉輪包括內(nèi)葉輪腔,并且所述惰性氣體通道延伸穿過所述 內(nèi)葉輪腔。
[0094] 實(shí)施例9 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述排氣段包括:內(nèi)護(hù)罩,其 圍繞所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線周向延伸以限定內(nèi)護(hù)罩腔,其中所述排氣通道圍繞所 述內(nèi)護(hù)罩周向延伸,并且所述惰性氣體通道延伸穿過所述內(nèi)護(hù)罩腔。
[0095] 實(shí)施例10 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:軸承裝配件,其至 少部分設(shè)置在所述內(nèi)護(hù)罩腔內(nèi)。
[0096] 實(shí)施例11 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括設(shè) 置在軸承殼的軸承腔內(nèi)的軸承裝配件,并且所述流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到所述軸承殼以使所述 惰性氣體流通到所述軸承殼。
[0097] 實(shí)施例12 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體包括:氮?dú)?、?氧化碳、氬氣或其任何組合。
[0098] 實(shí)施例13 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到空 氣分離單元、碳捕集系統(tǒng)、氣體分離器、氣體凈化器、存儲箱、管線或其任何組合。
[0099] 實(shí)施例14 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)包括:溫 度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、顆粒去除系統(tǒng)或其任何組合。
[0100] 實(shí)施例15 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括: 燃燒器段,其具有渦輪燃燒器,所述渦輪燃燒器被配置為產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物,從而驅(qū)動(dòng)所述渦輪 段中的所述一個(gè)或更多個(gè)渦輪級;和壓縮機(jī)段,其具有由所述渦輪段驅(qū)動(dòng)的排氣壓縮機(jī),其 中所述排氣壓縮機(jī)被配置為壓縮排氣并使排氣流通至所述渦輪燃燒器。
[0101] 實(shí)施例16 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:耦連到所述氣體 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣吸取系統(tǒng);以及耦連到所述排氣吸取系統(tǒng)的烴生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0102] 實(shí)施例17 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是化學(xué) 計(jì)量排氣再循環(huán)(SEGR)氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0103] 實(shí)施例18 : -種系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:渦輪排氣段,其被配置為安裝在氣體渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī)的渦輪段下游,其中所述渦輪排氣段包括被配置為接收來自所述渦輪段的排氣的排氣通 道以及延伸穿過所述渦輪排氣段的結(jié)構(gòu)的惰性氣體通道;以及流體供應(yīng)系統(tǒng),其耦連到所 述排氣段,其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流通到所述排氣段中的所述惰性氣 體通道。
[0104] 實(shí)施例19 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括所述氣體渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī),所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有耦連到所述渦輪段的所述渦輪排氣段。
[0105] 實(shí)施例20 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括: 所述渦輪段,其具有在上游端與下游端之間的一個(gè)或更多個(gè)渦輪級;燃燒器段,其具有渦輪 燃燒器,所述渦輪燃燒器被配置為產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物以驅(qū)動(dòng)所述渦輪段中的所述一個(gè)或更多個(gè) 渦輪級;以及壓縮機(jī)段,其具有由所述渦輪段驅(qū)動(dòng)的排氣壓縮機(jī),其中所述排氣壓縮機(jī)被配 置為壓縮排氣并使排氣流通到所述渦輪燃燒器;其中所述渦輪排氣段耦連到在所述渦輪段 的所述下游端下游的所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0106] 實(shí)施例21 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是化學(xué) 計(jì)量排氣再循環(huán)(SEGR)氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0107] 實(shí)施例22 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道與所述排 氣通道隔離。
[0108] 實(shí)施例23 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道流體耦連 到所述排氣通道。
[0109] 實(shí)施例24 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述排氣段包括沿所述排氣 通道設(shè)置的壁,并且所述惰性氣體通道通過所述壁中的多個(gè)開口流體耦連到所述排氣通 道。
[0110] 實(shí)施例25 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道延伸穿過 圍繞所述排氣通道的外護(hù)罩腔、由所述排氣通道圍繞的內(nèi)護(hù)罩腔、突出至所述排氣通道內(nèi) 的葉輪、具有軸承裝配件的軸承腔或其組合中的至少一個(gè)。
[0111] 實(shí)施例26 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體包括:氮?dú)?、?氧化碳、氬氣或其任何組合。
[0112] 實(shí)施例27 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到空 氣分離單元、碳捕集系統(tǒng)、氣體分離器、氣體凈化器、存儲箱、管線或其任何組合。
[0113] 實(shí)施例28 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)包括:溫 度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、顆粒去除系統(tǒng)或其任何組合。
[0114] 實(shí)施例29 : -種系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:渦輪排氣段,其被配置為安裝在氣體渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī)的渦輪段下游,其中所述渦輪排氣段包括:被配置為接收來自所述渦輪段的排氣的排氣 通道;以及延伸穿過所述渦輪排氣段的結(jié)構(gòu)的惰性氣體通道。
[0115] 實(shí)施例30 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到所述排氣 段,其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流通到所述排氣段中的所述惰性氣體通 道。
[0116] 實(shí)施例31 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:所述氣體渦輪發(fā) 動(dòng)機(jī),其具有耦連到所述渦輪段的所述渦輪排氣段。
[0117] 實(shí)施例32 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道延伸穿過 圍繞所述排氣通道的外護(hù)罩腔、由所述排氣通道圍繞的內(nèi)護(hù)罩腔、突出至所述排氣通道內(nèi) 的葉輪、具有軸承裝配件的軸承腔或其組合中的至少一個(gè)。
[0118] 實(shí)施例33 :-種方法,該方法包括:在渦輪燃燒器的燃燒部分中燃燒燃料與氧化 劑和排氣以產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物;以來自所述渦輪燃燒器的所述燃燒產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)渦輪;使來自所述 渦輪的所述燃燒產(chǎn)物通過排氣段中的排氣通道膨脹和冷卻;以及使惰性氣體從流體供應(yīng)系 統(tǒng)流通到所述排氣段。
[0119] 實(shí)施例34 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),所述方法或系統(tǒng)包括:使 所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通到所述排氣段的外護(hù)罩腔,其中所述外護(hù)罩腔被設(shè) 置在所述排氣段的外護(hù)罩與其機(jī)殼之間,并且所述外護(hù)罩圍繞所述排氣通道周向延伸。
[0120] 實(shí)施例35 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),所述方法或系統(tǒng)包括:使 所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通到葉輪的內(nèi)葉輪腔,其中所述葉輪延伸到所述排氣 段的所述排氣通道內(nèi)。
[0121] 實(shí)施例36 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),所述方法或系統(tǒng)包括:使 所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通到所述排氣段的內(nèi)護(hù)罩腔,其中內(nèi)護(hù)罩圍繞所述內(nèi) 護(hù)罩腔周向延伸,并且所述排氣通道圍繞所述內(nèi)護(hù)罩周向延伸。
[0122] 實(shí)施例37 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),所述方法或系統(tǒng)包括:傳 遞所述惰性氣體通過所述排氣段的軸承腔,其中所述軸承腔包括軸承裝配件。
[0123] 實(shí)施例38 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),其中燃燒包括以化學(xué)計(jì)量 比燃燒所述燃料與所述氧化劑和所述排氣。
[0124] 實(shí)施例39 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),所述方法或系統(tǒng)包括:吸 取一部分排氣,并使該部分排氣流通到烴生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0125] 實(shí)施例40 :根據(jù)任意前述實(shí)施例所限定的方法或系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī) 被配置為以大約〇. 95到大約1. 05的當(dāng)量比燃燒燃料和氧化劑的混合物。
[0126] 本書面描述使用示例來公開本發(fā)明(包括最佳模式),并且還確保本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明,包括制作和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并執(zhí)行任何組合方法。本發(fā)明的可專 利范圍由權(quán)利要求書所限定,并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的其它示例。如果此 類其它示例具有與權(quán)利要求書的字面語言無區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件,或者如果此類其它示例包括 與權(quán)利要求書的字面語言非實(shí)質(zhì)性不同的等效結(jié)構(gòu)元件,則它們意在落入權(quán)利要求書的范 圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種系統(tǒng),其包括: 氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),其包括: 渦輪段,其具有在上游端和下游端之間的一個(gè)或更多個(gè)渦輪級; 排氣段,其布置在所述渦輪段的所述下游端下游;和 流體供應(yīng)系統(tǒng),其耦連到所述排氣段,其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流 通到所述排氣段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述排氣段包括: 排氣通道,其與所述渦輪段流體連通;和 惰性氣體通道,其耦連到所述流體供應(yīng)系統(tǒng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道流體耦連到所述排氣通道。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其中所述排氣段包括沿所述排氣通道布置的壁,且所 述惰性氣體通道通過所述壁中的多個(gè)開口流體耦連到所述排氣通道。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道延伸通過圍繞所述排氣通道的 外護(hù)罩腔、由所述排氣通道圍繞的內(nèi)護(hù)罩腔、突出至所述排氣通道內(nèi)的葉輪、具有軸承裝配 件的軸承腔或其組合中的至少一個(gè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其中所述排氣段包括: 外護(hù)罩,其圍繞所述排氣段周向延伸;和 機(jī)殼,其圍繞所述外護(hù)罩周向延伸以限定外護(hù)罩腔,其中所述惰性氣體通道延伸穿過 所述外護(hù)罩腔。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括布置在軸承殼的軸承腔 內(nèi)的軸承裝配件,并且所述流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到所述軸承殼以使所述惰性氣體流通到所述 軸承殼。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述惰性氣體包括氮?dú)狻⒍趸?、氬氣或其任?組合。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)耦連到空氣分離單元、碳捕集 系統(tǒng)、氣體分離器、氣體凈化器、存儲箱、管線或其任何組合。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括: 燃燒器段,其具有渦輪燃燒器,所述渦輪燃燒器被配置為產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物,以驅(qū)動(dòng)所述渦 輪段中的所述一個(gè)或更多個(gè)渦輪級;和 壓縮機(jī)段,其具有由所述渦輪段驅(qū)動(dòng)的排氣壓縮機(jī),其中所述排氣壓縮機(jī)被配置為壓 縮排氣并使排氣流通至所述渦輪燃燒器。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其包括耦連到所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣吸取系統(tǒng) 以及耦連到所述排氣吸取系統(tǒng)的烴生產(chǎn)系統(tǒng)。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其中所述氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是化學(xué)計(jì)量排氣再循環(huán)氣 體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)即SEGR氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。13. -種方法,其包括: 在渦輪燃燒器的燃燒部分中燃燒燃料與氧化劑和排氣,以產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物; 用來自所述渦輪燃燒器的所述燃燒產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)渦輪; 通過排氣段中的排氣通道使來自所述渦輪的所述燃燒產(chǎn)物膨脹和冷卻;以及 使惰性氣體從流體供應(yīng)系統(tǒng)流通到所述排氣段。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其包括:使所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通 到所述排氣段的外護(hù)罩腔,其中所述外護(hù)罩腔被設(shè)置在所述排氣段的外護(hù)罩與機(jī)殼之間, 并且所述外護(hù)罩圍繞所述排氣通道周向延伸。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其包括:使所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通 到葉輪的內(nèi)葉輪腔,其中所述葉輪延伸到所述排氣段的所述排氣通道內(nèi)。16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其包括:使所述惰性氣體從所述流體供應(yīng)系統(tǒng)流通 到所述排氣段的內(nèi)護(hù)罩腔,其中內(nèi)護(hù)罩圍繞所述內(nèi)護(hù)罩腔周向延伸,并且所述排氣通道圍 繞所述內(nèi)護(hù)罩周向延伸。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其包括:使所述惰性氣體流通穿過所述排氣段的軸 承腔,其中所述軸承腔包括軸承裝配件。18. -種系統(tǒng),其包括: 渦輪排氣段,其被配置為安裝在氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪段下游,其中所述渦輪排氣段 包括:排氣通道,其被配置為接收來自所述渦輪段的排氣;以及惰性氣體通道,其延伸穿過 所述渦輪排氣段的結(jié)構(gòu);和 流體供應(yīng)系統(tǒng),其耦連到所述排氣段,其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流 通到所述排氣段中的所述惰性氣體通道。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),其中所述惰性氣體通道與所述排氣通道隔離。20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng),其中所述流體供應(yīng)系統(tǒng)包括溫度控制系統(tǒng)、壓力控 制系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、顆粒去除系統(tǒng)或其任何組合。
【專利摘要】本申請公開用于保護(hù)具有排氣再循環(huán)的氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的組件的系統(tǒng)和方法。一種系統(tǒng)包括氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),該氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有在上游端和下游端之間的一個(gè)或更多個(gè)渦輪級的渦輪段、布置在渦輪段的下游端下游的排氣段以及耦連到排氣段的流體供應(yīng)系統(tǒng)。該流體供應(yīng)系統(tǒng)被配置為使惰性氣體流通到排氣段。
【IPC分類】F02C3/34, F02C7/18, F01D25/30
【公開號】CN105189940
【申請?zhí)枴緾N201480014128
【發(fā)明人】P·K·比亞尼, R·薩哈, A·K·達(dá)索基, R·A·亨廷頓, F·F·米特瑞克
【申請人】埃克森美孚上游研究公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年1月10日
【公告號】EP2943660A1, US20140196464, WO2014110445A1