[发明专利]燃气轮机

说明书

本申请提出一种燃气轮机，其包括：静盘；转盘，转盘设置有静盘的下游，转盘能够相对于静盘转动，静盘和转盘之间形成涡轮盘腔；多个透平动叶，多个透平动叶沿转盘的周向均匀排列，透平动叶设置有内腔，转盘设置有转盘接受孔，转盘接受孔连通涡轮盘腔和透平动叶的内腔；以及多个喷嘴，多个喷嘴沿静盘的周向排列地设置于静盘，喷嘴包括辅助预旋喷嘴，辅助预旋喷嘴包括调节叶片和辅助喷嘴流道，辅助喷嘴流道连通至涡轮盘腔，调节叶片设置于辅助喷嘴流道的内部，并且调节叶片能够在辅助喷嘴流道内转动，从而改变辅助预旋喷嘴喷出的气体的方向。

技术领域

本申请涉及一种燃气轮机。

背景技术

在将来以可再生能源为主体的电网中，发电燃气轮机需要具有快速启动、快速变负荷的能力。在船舶领域，船用燃气轮机的工况经常发生改变，以满足船舶不同的航行速度需求。这都需要提高燃气轮机的效率。

为了使燃气轮机的效率较高，透平动叶的入口处的温度也会较高。为了确保燃气轮机的使用寿命和可靠性，需要预旋喷嘴在各工况下均能向透平动叶提供足够的冷气。

在一种可能的技术中，由于燃气轮机的主预旋喷嘴的出口角度是固定的。燃气轮机在部分转速下，特别是在最大转速的60％以下时，主预旋喷嘴喷出的气流与转盘的周向速度差较大，在转盘接受孔处的进气攻角较大，在转盘接受孔内会形成较大尺寸的流动分离，造成较大的压力损失。分离流在转盘接受孔内产生较大尺寸的漩涡，显著堵塞了转盘接受孔，使得喷嘴向透平动叶供气能力显著下降。

在另一种可能的技术中，燃气轮机具有辅助预旋喷嘴，辅助预旋喷嘴可以在部分工况下向转盘接受孔提供额外的冷气，使在部分工况下燃气轮机的透平动叶得到充分的冷却。但是，在出现气流过旋(同半径处喷嘴气流的切向速度大于转盘速度)或气流欠旋(同半径处喷嘴气流的切向速度小于转盘速度)时，转盘接受孔的攻角会显著增加，增加了压力损失，造成流量系数的明显下降。

发明内容

本申请旨在提出一种燃气轮机，能够在各种工况下使转盘接受孔的流量系数较高，能够向透平动叶提供足够的冷气。

本申请的实施方式提出一种燃气轮机，其包括：

静盘；

转盘，所述转盘设置有所述静盘的下游，所述转盘能够相对于所述静盘转动，所述静盘和所述转盘之间形成涡轮盘腔；

多个透平动叶，所述多个透平动叶沿所述转盘的周向均匀排列，所述透平动叶设置有内腔，所述转盘设置有转盘接受孔，所述转盘接受孔连通所述涡轮盘腔和所述透平动叶的内腔；以及

多个喷嘴，所述多个喷嘴沿所述静盘的周向排列地设置于所述静盘，所述喷嘴包括辅助预旋喷嘴，所述辅助预旋喷嘴包括调节叶片和辅助喷嘴流道，所述辅助喷嘴流道连通至所述涡轮盘腔，所述调节叶片设置于所述辅助喷嘴流道的内部，并且所述调节叶片能够在所述辅助喷嘴流道内转动，从而改变所述辅助预旋喷嘴喷出的气体的方向。

在至少一个可能的实施方式中，所述转盘接受孔相对于所述燃气轮机的轴向倾斜，所述转盘接受孔的上游端比下游端更靠近径向内侧。

在至少一个可能的实施方式中，所述辅助预旋喷嘴的下游端位于所述转盘接受孔的上游端的径向内侧。

在至少一个可能的实施方式中，所述辅助预旋喷嘴包括基台，所述调节叶片连接于所述基台，所述调节叶片的远离所述基台的远端形成尖端，所述尖端延伸至所述辅助喷嘴流道的内壁。

在至少一个可能的实施方式中，所述辅助喷嘴流道螺旋状地延伸，所述辅助喷嘴流道的螺旋升角为10°至20°。

在至少一个可能的实施方式中，所述涡轮盘腔包括预旋进气盘腔和外盘腔，所述转盘接受孔和所述喷嘴均连通到所述预旋进气盘腔，所述外盘腔位于所述预旋进气盘腔的径向外侧，所述外盘腔将所述预旋进气盘腔与所述透平动叶所处的区域隔开。