СИСТЕМА УДЕРЖИВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛА ДЛЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1. Газотурбинный двигатель, содержащий
секцию компрессора, в которой воздух, втягиваемый в путь потока двигателя, сжимается;
секцию камер сгорания, в которой топливо смешивается с по меньшей мере частью сжатого воздуха и сгорает, чтобы произвести горячие рабочие газы;
секцию турбины, в которой горячие рабочие газы из секции камер сгорания расширяются в пути потока, чтобы извлекать из них энергию во время первого режима работы;
выхлопной патрубок ниже по потоку от секции турбины для приема выхлопных газов, содержащих расширенные горячие рабочие газы из секции турбины; и
систему удерживания тепла, работающую во втором режиме работы после остановки двигателя, чтобы поддерживать повышенную температуру в компонентах каждой из секции компрессора, секции камер сгорания и секции турбины, чтобы осуществлять снижение потребления эффективного циклического срока службы компонентов и увеличивать интервал технического обслуживания, связанный с потреблением эффективного циклического срока службы.
2. Газотурбинный двигатель по п. 1, в котором система удерживания тепла включает в себя конструкцию, рециркулирующую воздух, который был нагрет во время прохождения воздуха через двигатель, нагретый воздух, рециркулируемый из выхлопного патрубка в местоположение выше по потоку пути потока во время второго режима работы.
3. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором система удерживания тепла рециркулирует нагретый воздух в непрерывной цепи рециркуляции, которая тянется через секции камер сгорания и турбины до местоположения в выхлопном патрубке, в котором нагретый воздух извлекается из пути потока, чтобы входить в конструкцию, рециркулирующую нагретый воздух в местоположение выше по потоку.
4. Газотурбинный двигатель по п. 3, включающий в себя множество воздушных протоков, расположенных по окружности вокруг двигателя, чтобы сформировать множество цепей рециркуляции.
5. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором поток через каждую из цепей рециркуляции регулируется индивидуально, чтобы обеспечить разные потоки через разные цепи рециркуляции, чтобы выравнивать температуру двигателя в направлении вдоль окружности.
6. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором конструкция, рециркулирующая нагретый воздух, сформирована посредством канала для отбираемого воздуха, переносящего отбираемый воздух в выхлопной патрубок из полости для отбираемого воздуха в компрессоре во время третьего режима работы перед первым режимом работы.
7. Газотурбинный двигатель по п. 2, в котором рециркулирующий поток нагретого воздуха поддерживает зазор между лопастями компрессора и окружающим держателем лопатки в секции компрессора.
8. Газотурбинный двигатель, содержащий
секцию компрессора, в которой воздух, втягиваемый в путь потока двигателя, сжимается, компрессор, содержащий наружный корпус компрессора и множество отверстий для отбираемого воздуха компрессора, сформированных в наружном корпусе компрессора;
секцию камер сгорания, в которой топливо смешивается с по меньшей мере частью сжатого воздуха из секции компрессора и сгорает, чтобы произвести горячие рабочие газы;
секцию турбины, в которой горячие рабочие газы из секции камер сгорания расширяются, чтобы извлекать из них энергию, при этом по меньшей мере часть извлекаемой энергии используется, чтобы вращать ротор турбины, во время первого режима работы;
выхлопной патрубок ниже по потоку от секции турбины, выхлопной патрубок, содержащий корпус патрубка для приема выхлопных газов, содержащих расширенные горячие рабочие газы из секции турбины;
множество отверстий патрубка, сформированных в корпусе патрубка;
множество каналов для отбираемого воздуха, тянущихся от каждого из отверстий для отбираемого воздуха компрессора до каждого из отверстий патрубка для переноса отбираемого воздуха
из секции компрессора в патрубок во время третьего режима работы перед первым режимом работы;
секцию возврата выхлопных газов, связанную с каждым из каналов для отбираемого воздуха, каждая секция возврата выхлопных газов, содержащая впуск секции возврата выхлопных газов и выпуск секции возврата выхлопных газов, расположенные на соответствующем канале для отбираемого воздуха между соответствующими отверстиями патрубка и отверстиями для отбираемого воздуха компрессора; и
секции возврата выхлопных газов, переносящие воздух, который был нагрет во время прохождения воздуха через двигатель, нагретый воздух, рециркулируемый из выхлопного патрубка в секцию компрессора через соответствующие каналы для отбираемого воздуха во время второго режима работы, содержащего вращение ротора турбины после остановки двигателя, завершающей первый режим работы.
9. Газотурбинный двигатель по п. 8, включающий в себя конструкцию клапанов в каждом из каналов для отбираемого воздуха и каждой из секций возврата выхлопных газов для предотвращения потока отбираемого воздуха через секцию возврата выхлопных газов во время первого и третьего режимов работы, и для предотвращения потока воздуха через секцию канала для отбираемого воздуха между впуском и выпуском секции возврата выхлопных газов, в то же время пропуская поток нагретого воздуха через секцию возврата выхлопных газов во время второго режима работы.
10. Газотурбинный двигатель по п. 9, в котором конструкция клапана, пропускающая поток нагретого воздуха через секцию возврата выхлопных газов, включает в себя выхлопной клапан, каждый выхлопной клапан, имеющий множество частично открытых положений между полностью закрытым положением и полностью открытым положением, и включающий в себя контроллер, соединенный с каждым выхлопным клапаном для обеспечения по-разному распределенного потока нагретого воздуха к разным местоположениям вдоль окружности вокруг секции компрессора, чтобы обеспечивать выровненную по окружности температуру в секции компрессора.
11. Газотурбинный двигатель по п. 9, в котором каждая из секций возврата выхлопных газов включает в себя нагнетатель для создания потока нагретого воздуха из выхлопного патрубка в секцию компрессора во время второго режима работы.
12. Газотурбинный двигатель по п. 8, в котором нагретый воздух переносится в полость для отбираемого воздуха, расположенную вдоль окружности вокруг секции компрессора, и разгружается из полости для отбираемого воздуха в путь потока двигателя, чтобы осуществлять нагревание секции камер сгорания и секции турбины во время второго режима работы.
13. Газотурбинный двигатель по п. 12, в котором интервал технического обслуживания двигателя определяется посредством по меньшей мере одного параметра, содержащего количество циклов холодного запуска, каждый цикл холодного запуска, определяемый запуском двигателя, когда один или более компонентов имеют более низкую температуру, чем предопределенная холодная температура для компонента, и нагревание секции камер сгорания и секции турбины во время второго режима работы осуществляет увеличение интервала технического обслуживания посредством поддерживания температуры одного или более компонентов, расположенных в секции камер сгорания и секции турбины, выше предопределенной холодной температуры для компонентов в течение увеличенного периода времени.
14. Газотурбинный двигатель по п. 13, в котором второй режим работы содержит работу поворотного механизма двигателя сразу после первого режима работы двигателя, в котором он производит энергию.
15. Газотурбинный двигатель по п. 14, в котором третий режим работы содержит операцию запуска двигателя на более низкой, чем полная, мощности, при этом воздух отбирается из полости для отбираемого воздуха в секции компрессора в выхлопной патрубок, чтобы осуществлять уменьшение давления в нижнем по потоку местоположении компрессора.
16. Газотурбинный двигатель, содержащий
секцию компрессора, в которой воздух, втягиваемый в путь потока двигателя, сжимается, компрессор, содержащий наружный корпус компрессора, полость для отбираемого воздуха компрессора, сформированная между наружным корпусом и держателем лопатки компрессора, и множество отверстий для отбираемого воздуха компрессора, сформированных в наружном корпусе компрессора в полости для отбираемого воздуха компрессора;
секцию камер сгорания, в которой топливо смешивается с по меньшей мере частью сжатого воздуха из секции компрессора и сгорает, чтобы произвести горячие рабочие газы;
секцию турбины, в которой горячие рабочие газы из секции камер сгорания расширяются, чтобы извлекать из них энергию, при этом по меньшей мере часть извлекаемой энергии используется, чтобы вращать ротор турбины, во время первого режима работы;
выхлопной патрубок ниже по потоку от секции турбины, выхлопной патрубок, содержащий корпус патрубка для приема выхлопных газов, содержащих расширенные горячие рабочие газы из секции турбины;
множество отверстий патрубка, сформированных в корпусе патрубка;
множество каналов для отбираемого воздуха, тянущихся от каждого из отверстий для отбираемого воздуха компрессора до каждого из отверстий патрубка для переноса отбираемого воздуха из секции компрессора в патрубок во время третьего режима работы, содержащего операцию запуска двигателя непосредственно перед первым режимом работы;
секцию возврата выхлопных газов, связанную с каждым из каналов для отбираемого воздуха, каждая секция возврата выхлопных газов, содержащая впуск секции возврата выхлопных газов и выпуск секции возврата выхлопных газов, расположенные на соответствующем канале для отбираемого воздуха между соответствующими отверстиями патрубка и отверстиями для отбираемого воздуха компрессора;
секции возврата выхлопных газов, переносящие воздух, который был нагрет во время прохождения воздуха через двигатель, нагретый воздух, рециркулируемый из выхлопного патрубка в секцию компрессора через соответствующие каналы для отбираемого воздуха во время второго режима работы, содержащего вращение ротора
турбины во время работы поворотного механизма после остановки двигателя, завершающей первый режим работы.
17. Газотурбинный двигатель по п. 16, в котором рециркулирующий поток нагретого воздуха, подаваемый из выхлопного патрубка, переносится из секции компрессора в секцию камер сгорания и секцию турбины во время второго режима работы.
18. Газотурбинный двигатель по п. 17, в котором интервал технического обслуживания двигателя определяется посредством по меньшей мере одного параметра, содержащего количество циклов холодного запуска, каждый цикл холодного запуска, определяемый запуском двигателя, когда один или более компонентов имеют более низкую температуру, чем предопределенная холодная температура для компонента, и рециркулирующий поток нагретого воздуха в секцию камер сгорания и секцию турбины осуществляет увеличение интервала технического обслуживания посредством поддерживания температуры одного или более компонентов, расположенных в секции камер сгорания и секции турбины, выше предопределенной холодной температуры для компонентов в течение увеличенного периода времени.
19. Газотурбинный двигатель по п. 18, в котором рециркулирующий поток нагретого воздуха снижает тепловую механическую усталость компонентов в секции камер сгорания и секции турбины.
20. Газотурбинный двигатель по п. 19, в котором рециркулирующий поток нагретого воздуха поддерживает зазор между лопастями компрессора и окружающим держателем лопатки в секции компрессора.