[发明专利]用于冷却燃气轮机中转子的注气系统和冷却该转子的方法

权利要求书

1.一种燃气轮机，包括：

压缩机段，在该压缩机段中，吸入发动机中的空气被压缩；

燃烧段，在该燃烧段中，燃料与来自于压缩机段的压缩空气的至少一部分混合并燃烧，以产生高温燃烧气体；

涡轮段，在该涡轮段中，来自于燃烧段的高温燃烧气体膨胀，以从中提取能量，其中，在包括满载运转的第一发动机运转模式期间，所提取的能量的至少一部分用于转动涡轮机转子；

与涡轮段内的待冷却结构相通的转子室；

至少一个转子冷却管，在第一发动机运转模式期间，所述转子冷却管把从发动机抽取的主气道空气注入转子室中；和

注气系统，该注气系统包括：

至少一个出气口，仅在包括非满载运转的第二发动机运转模式期间通过所述出气口从发动机抽取辅助气道空气；

所述至少一个转子冷却管，在第二发动机运转模式期间，用于把从所述至少一个出气口抽取的辅助气道空气注入所述转子室中；

管道系统，提供所述至少一个出气口和所述至少一个转子冷却管之间的流体通道；

风机系统，用于通过所述至少一个出气口从发动机抽取辅助气道空气，并通过所述管道系统和所述至少一个转子冷却管把抽取的辅助气道空气输送至所述转子室中；和

阀门系统：

在第一发动机运转模式期间，该阀门系统处于关闭状态，以阻止所述风机系统从发动机抽取并通过所述管道系统输送辅助气道空气；以及

在第二发动机运转模式期间，该阀门系统处于打开状态，以允许所述风机系统从发动机抽取并通过所述管道系统输送辅助气道空气。

2.如权利要求1所述的燃气轮机，其中，所述至少一个出气口处于所述燃烧段周围的一部分发动机外壳中。

3.如权利要求2所述的燃气轮机，其中，所述一部分发动机外壳限定燃烧室壳体，并且通过所述至少一个出气口抽取的辅助气道空气包括来自于该燃烧室壳体的壳体空气。

4.如权利要求3所述的燃气轮机，其中，在第一发动机运转模式期间，所述壳体空气的至少一部分与燃料燃烧，以产生高温燃烧气体。

5.如权利要求3所述的燃气轮机，其中，所述至少一个出气口处于所述一部分发动机外壳的底壁段中。

6.如权利要求3所述的燃气轮机，其中，在第一发动机运转模式期间通过所述至少一个转子冷却管注入所述转子室中的主气道空气包括来自于燃烧室壳体的壳体空气，并且通过所述至少一个出气口抽出。

7.如权利要求1所述的燃气轮机，其中，所述阀门系统由控制器根据发动机外壳的顶壁段与发动机外壳的底壁段之间的温差打开和关闭。

8.如权利要求1所述的燃气轮机，其中，所述阀门系统：

在开始关机操作以便把发动机转为关闭状态和盘车状态之一时，该阀门系统被控制器打开；并且

在开始启动操作以便把发动机转为第一发动机运转模式时，该阀门系统被所述控制器关闭。

9.如权利要求8所述的燃气轮机，其中，在关闭状态或盘车状态期间，涡轮机转子不被来自于燃烧气体的能量转动。

10.如权利要求1所述的燃气轮机，其中，所述转子室至少部分地位于所述燃烧段中。