СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ОБОЙМЫ ЛОПАСТЕЙ В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ

1. Система управления температурой обоймы лопастей в газотурбинном двигателе, которая включает в себя секцию компрессора, включающую в себя множество ступеней компрессора, секцию сгорания, секцию турбины, включающую в себя множество ступеней турбины, и вращаемый ротор, причем система управления температурой обоймы лопастей содержит:
источник охлаждающего воздуха ротора, который подает охлаждающий воздух ротора к ротору;
первый источник охлаждающего воздуха обоймы лопастей, который подает первую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из секции компрессора, к первой секции обоймы лопастей, причем обойма лопастей поддерживает множество рядов лопастей внутри секции турбины;
второй источник охлаждающего воздуха обоймы лопастей, который подает вторую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из секции компрессора, ко второй секции обоймы лопастей, причем вторая секция отстоит от первой секции в аксиальном направлении, образованном направлением потока горячего рабочего газа через секцию турбины; и
систему управления температурой воздуха для управления температурой по меньшей мере одной из первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
2. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 1, в которой первая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей отбирается из первой секции секции компрессора, а вторая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей отбирается из второй секции секции компрессора, которая отстоит от первой секции секции компрессора в направлении потока сжатого воздуха через секцию компрессора.
3. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 2, в которой:
первая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей отбирается из задней ступени секции компрессора, а вторая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей отбирается из передней ступени секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора; и
первая секция обоймы лопастей подается к аксиально передней ступени секции турбины, а вторая секция обоймы лопастей подается к аксиально задней ступени секции турбины.
4. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 1, в которой система управления температурой воздуха содержит теплообменник.
5. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 4, в которой первая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей используется в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения второй части охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
6. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 5, дополнительно содержащая пару байпасных контуров, включающих в себя соответственные клапаны для выборочного позволения первой и второй частям охлаждающего воздуха обоймы лопастей байпасировать теплообменник.
7. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 5, в которой теплообменник выполнен так, что каждая из температур первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей находится в пределах около 25°C от температуры охлаждающего воздуха ротора в аксиальных местах, соответствующих местам, где соответственные части охлаждающего воздуха обоймы лопастей подаются к обойме лопастей.
8. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 4, в которой внешний источник охлаждения используется в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения второй части охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
9. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 8, дополнительно содержащая байпасный контур, включающий в себя клапан для выборочного позволения второй части охлаждающего воздуха обоймы лопастей байпасировать теплообменник.
10. Система управления температурой обоймы лопастей в газотурбинном двигателе, которая включает в себя секцию компрессора, включающую в себя множество ступеней компрессора, секцию сгорания, секцию турбины, включающую в себя множество ступеней турбины, и вращаемый ротор, причем система управления температурой обоймы лопастей содержит:
источник охлаждающего воздуха ротора, который подает охлаждающий воздух ротора к ротору;
первый источник охлаждающего воздуха обоймы лопастей, который подает первую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из задней секции секции компрессора относительно направления сжатого потока воздуха через секцию компрессора, к передней секции обоймы лопастей относительно аксиального направления, образованного направлением потока горячего рабочего газа через секцию турбины, при этом обойма лопастей поддерживает множество рядов лопастей внутри секции турбины;
второй источник охлаждающего воздуха обоймы лопастей, который подает вторую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из передней секции секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора, к аксиально задней секции обоймы лопастей;
третий источник охлаждающего воздуха обоймы лопастей, который подает третью часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из средней секции секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора, к аксиально средней секции обоймы лопастей; и
систему управления температурой воздуха, включающую в себя теплообменник для управления температурой по меньшей мере одной из первой, второй и третьей частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей так, что температура по меньшей мере одной из первой, второй и третьей частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей находится в пределах заданной разности температур относительно температуры охлаждающего воздуха ротора в заданном месте.
11. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 10, в которой по меньшей мере одна из частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей используется в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения по меньшей мере другой из частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
12. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 11, в которой первая часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей используется в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения второй части охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
13. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 12, дополнительно содержащая пару байпасных контуров, включающих в себя соответственные клапаны для выборочного позволения первой и второй частям охлаждающего воздуха обоймы лопастей байпасировать теплообменник.
14. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 12, в которой теплообменник выполнен так, что каждая из температур первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей находится в пределах около 25°C от температуры охлаждающего воздуха ротора в аксиальных местах, соответствующих местам, где соответственные первая и вторая части охлаждающего воздуха обоймы лопастей подаются к обойме лопастей.
15. Система управления температурой обоймы лопастей по п. 10, в которой внешний источник охлаждения используется в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения по меньшей мере одной из первой, второй и третьей частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
16. Способ работы газотурбинного двигателя, который включает в себя секцию компрессора, включающую в себя множество ступеней компрессора, секцию сгорания, секцию турбины, включающую в себя множество ступеней турбины, и вращаемый ротор, причем способ включает этапы, на которых:
подают охлаждающий ротор воздух к ротору;
подают первую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из задней секции секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора, к передней секции обоймы лопастей относительно аксиального направления, образованного направлением потока горячего рабочего газа через секцию турбины, причем обойма лопастей поддерживает множество рядов лопастей внутри секции турбины;
подают вторую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из передней секции секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора, к аксиально задней секции обоймы лопастей; и
управляют температурой по меньшей мере одной из первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей так, что по меньшей мере одна из первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей находится в пределах заданной разности температур относительно температуры охлаждающего воздуха ротора в заданном месте.
17. Способ по п. 16, дополнительно включающий этап, на котором подают третью часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей, отбираемого из средней секции секции компрессора относительно направления потока сжатого воздуха через секцию компрессора, к аксиально средней секции обоймы лопастей.
18. Способ по п. 16, при котором управление температурой по меньшей мере одной из первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей включает этап, на котором используют первую часть охлаждающего воздуха обоймы лопастей в качестве охлаждающей среды в теплообменнике для охлаждения второй части охлаждающего воздуха обоймы лопастей.
19. Способ по п. 18, дополнительно включающий этап, на котором обеспечивают пару байпасных контуров для выборочного позволения первой и второй частям охлаждающего воздуха обоймы лопастей байпасировать теплообменник при выбранных рабочих условиях.
20. Способ по п. 16, при котором управление температурой по меньшей мере одной из первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей включает этап, на котором управляют температурой первой и второй частей охлаждающего воздуха обоймы лопастей так, что каждая находится в пределах около 25°C от температуры охлаждающего воздуха ротора в аксиальных местах, соответствующих местам, где соответственные части охлаждающего воздуха обоймы лопастей подаются к обойме лопастей.