CN110857661A - 紧凑型压缩机进气系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“紧凑型压缩机进气系统和方法”。本发明公开了一种系统，该系统包括围绕入口轴线(48)设置的入口管道(44)，其中入口管道(44)被配置成将气流沿着入口轴线(48)导向到压缩机入口(42)。该入口包括入口加热系统(56)和加热部分(52)，加热部分具有基本上垂直于入口轴线(48)的纵向轴线。入口加热系统(56)包括基本上平行于纵向轴线的第一导管(110)，第一导管被配置成经由第一导管(110)的第一端区(132)的第一组开口(96)以及第一导管(110)的第二区(134)的第二组开口(96)将加热的流体直接分配到气流。第一端区(132)被配置成从加热源(58)接收加热的流体，第二区(134)联接到第一端区(132)，并且第二区(134)被配置成从第一端区(132)接收加热的流体。
Description
背景技术
本文公开的主题涉及燃气涡轮系统，并且更具体地讲，涉及用于燃气涡轮发动机的紧凑型压缩机进气系统。
燃气涡轮系统通常包括压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器燃烧压缩空气和燃料的混合物以产生导向到涡轮的热燃烧气体以产生功，诸如驱动发电机或其他负载。压缩机压缩来自进气口的气流，并随后将压缩气流导向到燃烧器。供应到进气口的气流的温度可能影响燃气涡轮系统的性能，特别是如果温度太低。入口加热系统可用于增加气流的温度。加热进气口内的气流可减小到压缩机的气流密度和质量流。然而，来自压缩机和加热系统的噪声可能超过规定的噪声限制。另外，用以控制供应给压缩机的气流的温度和降低进气口内噪声的系统可能是昂贵的或具有大的占有面积。
发明内容
下面概述了与最初要求保护的发明的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是这些实施方案仅旨在提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可以包括与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。
在第一实施方案中，系统包括围绕入口轴线设置的入口管道，其中入口管道被配置成将气流沿着入口轴线导向到压缩机入口。入口包括加热部分和入口加热系统，该加热部分具有基本上垂直于入口轴线的纵向轴线。入口加热系统包括基本上平行于纵向轴线的第一导管，其中第一导管被配置成经由多个开口将加热的流体直接分配到气流。第一导管包括第一端区和第二区，第一端区具有多个开口中的第一组开口，第二区具有多个开口中的第二组开口。第一端区被配置成从加热源接收加热的流体，第二区联接到第一端区，并且第二区被配置成从第一端区接收加热的流体。
在第二实施方案中，系统包括围绕水平轴线设置的侧入口进气口，其中侧入口进气口被配置成将气流沿着水平轴线导向到压缩机入口。侧入口进气口包括加热部分，该加热部分具有基本上垂直于入口轴线的纵向轴线；入口加热系统；以及相对于通过侧入口进气口的气流在加热部分上游的一个或多个消音器模块。入口加热系统包括基本上平行于纵向轴线的多个导管，其中该多个导管被配置成经由多个开口将加热的流体分配到气流。多个导管中的每个导管包括第一端区和第二区，第一端区具有多个开口中的第一组开口，第二区具有多个开口中的第二组开口。第一端区被配置成从加热源接收加热的流体，第二区联接到第一端区，并且第二区被配置成从第一端区接收加热的流体。一个或多个消音器模块设置在多个导管上游的至少第一距离处。
在第三实施方案中，方法包括将气流沿着入口轴线引导通过侧入口进气口进入加热部分，将气流导向跨过沿着加热部分的纵向轴线延伸的多个导管，经由多个开口将加热的流体从多个导管引入到气流，以及将加热的流体和气流的混合物导向通过进气室到压缩机入口。纵向轴线基本上垂直于入口轴线。多个导管中的每个导管包括沿着第一端区设置的具有第一几何形状的第一组开口和沿着第二区设置的具有不同于第一几何形状的第二几何形状的第二组开口。侧入口进气口和进气室沿着入口轴线设置。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的零件，其中：
图1是具有入口加热系统的燃气涡轮系统的实施方案的示意性框图；
图2是燃气涡轮系统的侧入口进气口的实施方案的透视图，该燃气涡轮系统具有带有多个消音器模块的消音部分；
图3是具有加热部分的侧入口进气口的实施方案的俯视图；
图4是侧入口进气口的加热部分的实施方案的透视图；并且
图5是用于向压缩机入口提供加热的流体与气流的混合物的方法的实施方案的流程图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。
当介绍本发明的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。
燃气涡轮系统使通过涡轮的燃烧气体膨胀以产生可以驱动一个或多个负载的功。一些燃气涡轮系统可以用于组合的循环和/或热电联产系统中，该系统从燃烧气体的热量产生功，诸如通过生成蒸汽并将蒸汽导向到蒸汽涡轮。燃气涡轮系统可被选择为驱动已知大小的设计负载，然而，燃气涡轮系统上的实际负载可以在燃气涡轮系统的操作期间改变。
由燃气涡轮系统产生的功至少部分地基于由压缩机供应到燃烧器以及供应到燃气涡轮系统的涡轮的入口流(例如，氧化剂、空气)的量。增加供应到燃烧器以及供应到涡轮的入口流的量可以增加产生的功，而减少入口流的量可以减少产生的功。可以理解，增加气体流的温度可以降低气体流的密度，而降低气体流的温度可以增加气体流的密度。因此，可以通过控制入口流的温度来控制由压缩机供应的入口流的量(例如，质量)，而不控制入口流的体积流率。另外或替代地，加热入口流可以减少或消除燃气涡轮系统的进气口或压缩机入口内的冰形成。
下面详细描述的系统和方法描述了各种实施方案，这些实施方案被配置成利用加热的流体来控制供应到压缩机入口的入口流的温度。例如，加热的流体可包括来自压缩机的排出流、涡轮提取气体、废气、蒸汽流或它们的任何组合。在一些实施方案中，加热的流体可以与入口流混合以保护燃气涡轮压缩机免于结冰，诸如当以减小的入口导叶(IGV)角度操作时。在一些实施方案中，加热的流体可用于在需要额外的压缩机操作裕度的某些操作条件下减小压缩机压力比。
现在转到附图，图1示出了燃气涡轮系统10的实施方案的框图。该图包括压缩机12、涡轮燃烧器14和涡轮16。涡轮燃烧器14包括一个或多个燃料喷嘴18，其将液体燃料和/或气体燃料(例如，天然气或合成气)路由到涡轮燃烧器14中。涡轮燃烧器14点燃并燃烧空气-燃料混合物以产生热的加压燃烧气体24，该燃烧气体随后被导向到涡轮16中。应当理解，虽然图1示出了一个涡轮燃烧器14，但燃气涡轮系统10的一些实施方案可包括将燃烧气体24导向到涡轮16的多个涡轮燃烧器14。涡轮16的涡轮叶片联接到一个或多个轴26，该轴也可以联接到整个涡轮系统10中的若干其他部件，诸如压缩机12。在燃烧气体24抵靠涡轮16中的涡轮叶片流动时，涡轮16被驱动旋转，这使得轴26旋转。最终，燃烧气体24作为废气28离开涡轮系统10。废气28可以再循环到涡轮16、再循环到压缩机12、路由到热回收单元(例如，热回收蒸汽发生器)、过滤、排放到周围环境，或它们的任何组合。轴26可联接到负载32，该负载经由轴26的旋转而被提供动力。例如，负载32可以是可经由涡轮系统10的旋转输出生成动力的任何合适的装置，诸如发电厂或外部机械负载。在某些实施方案中，负载32可包括发电机、飞机的螺旋桨等。
在燃气涡轮系统10的实施方案中，压缩机叶片被包括作为压缩机12的部件。压缩机12内的叶片联接到轴26，并且将在轴26被涡轮16驱动时旋转，如上所述。压缩机12内的叶片的旋转导致由压缩机12从进气口34接收的气流20的压缩，从而形成加压气流36。在一些实施方案中，将通过进气口34接收的气流20与加热的流体92(诸如压缩机排出流30、或来自热源58的另一种流(例如，废气、蒸汽))混合。然后将加压气流36进料到涡轮燃烧器14的一个或多个燃料喷嘴18中。燃料喷嘴18将加压气流36和燃料混合以产生用于燃烧的合适的空气-燃料混合物(例如，使燃料更完全燃烧的空气-燃料混合物)以免浪费燃料或产生过量排放物。
如下详细所述，进气口34可包括各种部件以将气流20导向到压缩机入口。图2示出了燃气涡轮系统10的进气口34的实施方案。气流20被吸入过滤室40并经由压缩机入口42通过入口管道44供应到压缩机12。过滤室40的一个或多个结构可以过滤气流20。例如，过滤室40的百叶窗可以减少或消除来自气流20的较大颗粒。过滤室40中的一种或多种过滤介质可以减少或消除来自气流20的较小颗粒。在一些实施方案中，过滤室40的冷却系统(例如，蒸发冷却系统)可以冷却气流20。
过滤室40将气流20供应到进气口的入口管道44。图2示出了作为侧入口进气口的进气口34的实施方案。侧入口进气口46被配置成沿着第一轴线48(例如，入口轴线)接收气流20。也就是说，过滤室40和侧入口进气口46的入口管道44沿着入口轴线48布置。气流20被侧入口进气口46递送到压缩机入口42，该压缩机入口沿着压缩机轴线50布置。压缩机轴线50基本上垂直于入口轴线48，并且压缩机轴线50基本上平行于燃气涡轮系统10的轴26的轴线。如本文所用，术语基本上垂直包括在1、2、3、4、5、6、7、8、9或10度垂直范围内的角度(例如，90度)，并且术语基本上平行包括在1、2、3、4、5、6、7、8、9或10度平行范围内的角度。
侧入口进气口46的入口管道44沿着压缩机轴线50可以比过滤室40更窄。过滤室40的过渡件38可以使侧入口进气口46从过滤室40的宽度变窄到入口管道44的宽度，如图2所示。然而，通过侧入口进气口46的气流20主要沿着入口轴线48从过滤室40流到压缩机入口42。在一些实施方案中，侧入口进气口46沿着入口轴线48延伸，使得气流20不被导向通过过滤室40和进气室80之间的急弯或弯头。应当理解，具有侧入口进气口46的燃气涡轮系统10的占有面积不同于具有接收基本上平行于压缩机轴线50的气流的进气口(例如，向上和向前进气口)的燃气涡轮系统的占有面积。也就是说，侧入口进气口46可沿着入口轴线48接收气流，该入口轴线在水平轴线的约5、10、15或20度内。相比之下，向上和向前进气可以使基本上平行于竖直轴线的气流路由通过向上和向前进气口的一部分。在一些实施方案中，侧入口进气口46具有比常规的向上和向前进气口的占有面积更小和/或更紧凑的占有面积。
在气流20被导向通过压缩机入口42之前，入口管道44的加热部分52可以向气流20添加热量。加热部分52可以具有入口加热系统56，以经由将加热的流体添加到气流20，通过用加热的元件(例如，电阻加热元件、热交换管)加热气流，或它们的任何组合来加热气流20。加热的流体可以经由入口加热系统56的一个或多个导管54添加到气流20，该一个或多个导管延伸穿过入口管道44的加热部分52。图2示出了从热源58延伸到加热部分52中的一个或多个导管54。用于加热的流体的热源58可以包括但不限于来自压缩机的排出流、涡轮提取气体、废气、蒸汽流或它们的任何组合。
将加热的流体添加到气流20可以增加通过入口管道44的气流20的噪声。例如，加热的流体可以增加气流20的湍流。入口加热系统的声学喷嘴可用于减小加热的流体的添加所产生的噪声。然而，声学喷嘴可以增加与入口加热系统的安装和/或制造相关联的成本和复杂性。因此，本文所述的入口加热系统56的一些实施方案可以没有声学喷嘴。
应当理解，压缩机12的压缩机叶片可以增加通过入口管道44的气流20的噪声。入口管道44的消音器部分60可以具有一个或多个消音器模块62，该消音器模块被配置成减弱或减小压缩机12的噪声，以及加热的流体的添加沿着气流20向上游朝向过滤室40和围绕进气口34的周围环境行进。
在一些实施方案中，入口管道44可以具有两个、三个、或者四个或更多个消音器模块62。消音器模块62可以在入口管道44内彼此互换。此外，消音器模块62可被配置成与其他消音器模块62互换，以用于其他进气口的入口管道44。例如，第一燃气涡轮系统可以具有带有两个消音器模块62的第一进气口，并且比第一燃气涡轮系统更大的第二燃气涡轮系统可以具有带有三个或更多个消音器模块62的第二进气口。然而，第一燃气涡轮系统的消音器模块62可与第二燃气涡轮系统的消音器模块62互换。在一些实施方案中，消音器模块62可以沿着竖直轴线64布置，如图2所示。在一些实施方案中，消音器模块62可以沿着轴线布置，该轴线与竖直轴线朝向入口轴线48倾斜消音器角度，但是基本上垂直于压缩机轴线50。消音器角度可以小于20、15、10或5度。每个消音器模块62可以具有沿着入口轴线48延伸的多个间隔开的面板，从而减少气流20沿着入口轴线48朝向压缩机入口42的阻塞。在一些实施方案中，消音器模块62的间隔开的面板可以沿着入口轴线48和压缩机轴线50、沿着入口轴线48和竖直轴线64、或沿着入口轴线48和上述消音器角度延伸。
图3示出了侧入口进气口46的实施方案的俯视图。如上所述，过滤室40和入口管道44沿着入口轴线48布置，该入口轴线基本上垂直于压缩机入口42，该压缩机入口将气流20导向到压缩机12。气流20被路由通过侧入口进气口46，通过过滤室40、消音器部分60、加热部分52、进气室80和压缩机入口42。在一些实施方案中，膨胀接头82促进入口管道44的热膨胀和收缩。膨胀接头82可以布置在消音器部分60和加热部分52之间。侧入口进气口46具有从过滤室40的上游端86到进气室80的压缩机入口42的入口长度84。在一些实施方案中，入口长度84可以是约12.2至22.9米、约15.2至19.8米、或约18.3米(约40至75英尺、约50至65英尺、或约60英尺)。
膨胀接头82可以允许过滤室40和消音器部分60沿着入口轴线48相对于加热部分52和进气室80的移动。例如，膨胀接头82可以使加热部分52能够沿着入口轴线48相对于消音器部分60移动多至2.54、5.08、7.62、10.16、12.7或15.24cm(1、2、3、4、5或6英寸)。在一些实施方案中，膨胀接头82可以实现过滤室40和消音器部分60沿着压缩机轴线50和/或竖直轴线64的一些移动。膨胀接头82可以包括一种或多种弹性体材料以促进入口管道44的下游部件(例如，加热部分52)相对于上游部件(例如，消音器部分60)的移动，同时将气流20与入口管道44周围的外部环境隔离。
消音器部分60的消音器模块62可以具有多个面板88，该多个面板沿着入口轴线48延伸并且在框架90内彼此间隔开，以促进气流20到压缩机入口42。消音器模块62可以具有由各种材料中的一种或多种材料制成的部件，包括塑料、金属(例如，铝、金属基质或泡沫、金属棉)、天然材料(例如，橡胶、木材)、或复合材料，或者它们的任何组合。在一些实施方案中，一种或多种塑性材料可用于形成消音器部分60的消音器模块62。此外，在一些实施方案中，消音器模块62可以基本上由塑性材料组成，没有任何金属部件。例如，消音器模块62的材料可以包括但不限于塑料，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚丙烯、聚乙烯、PVC、CPVC或合适的热塑性聚合物。在一些实施方案中，消音器模块62的框架可以由塑性材料或复合材料(例如，分布在整个基质材料中的增强材料)形成。每个消音器模块62的面板88可以包括一种或多种吸声材料，诸如矿物棉、玄武岩棉、玻璃纤维、三聚氰胺泡沫、聚氨酯泡沫或其他合适的材料。
加热部分52的一个或多个导管54经由一个或多个开口96(例如，孔)将加热的流体92供应到加热部分52中。加热的流体92与加热部分52和进气室80中的气流20混合以加热气流20。在一些实施方案中，加热的流体92可以以基本上垂直于气流20的角度沿着入口轴线48导向到气流20中。在一些实施方案中，加热的流体92可以以角度94相对于入口轴线48导向到气流20中，该入口轴线远离膨胀接头82，远离消音器模块62，或它们的组合。使加热的流体92远离膨胀接头82和/或远离消音器模块62成角度可以减小或消除对膨胀接头82和消音器模块62的材料的温度影响。除了或代替膨胀接头82和消音器模块62下游的导管的间距，可以控制开口96的角度。将一些材料暴露于高温(例如，高于175华氏度的温度)可以使材料老化和/或降解的速率大于将材料暴露于较低温度的速率。例如，ABS塑料的玻璃化转变温度可以是约221华氏度，并且开口96可以被定位和成角度，使得消音器模块62的ABS塑料不暴露于接近玻璃化转变温度的温度。如本文所述，当角度94相对于沿着入口轴线48的下游方向小于或等于90度时，导管54的开口96可以被认为远离膨胀接头82和/或消音器部分60成角度，如图3所示。
在一些实施方案中，导管54的开口96可以沿着导管54的长度相对于入口轴线48具有相同的角度94。在一些实施方案中，开口96之间的角度94可以在导管54的区，侧面(例如，靠近壁的外部或靠近另一个导管的内部)之间变化，或者基于开口在加热部分52内的位置变化，或它们的任何组合。例如，开口96可以成角度以将加热的流体92朝向入口管道44的加热部分52的壁(例如，竖直壁)导向，诸如与壁基本上成直角。此外，在一些实施方案中，一个或多个开口96可以沿着导管54的轴线(例如，竖直轴线64)成角度，使得一个或多个开口96的轴线不太与导管54垂直。也就是说，一个或多个开口96可以朝向加热部分52的顶壁向上成角度，朝向加热部分52的底壁向下成角度，或它们的任何组合。
在一些实施方案中，入口管道44的膨胀接头82设置在加热部分52的导管54上游的至少第一距离98处。例如，第一距离98可以是7.62、15.24、22.86或30.48cm(3、6、9或12英寸)。在一些实施方案中，入口管道44的消音器部分60设置在加热部分52的导管54上游的至少第二距离100处。例如，第二距离可以是15.24、30.48、45.72或60.96cm(6、12、18或24英寸)。在一些实施方案中，一个或多个导管54可以在入口管道的消音器部分60的下游均匀地间隔开。第一距离98和第二距离100可以减小膨胀接头82和消音器部分60的部件对加热的流体92的较高温度的暴露。在一些实施方案中，进气室80设置在加热部分52的导管54下游的至少第三距离102处。在递送到进气室80的压缩机入口42之前，第三距离102可以促进加热的流体92与气流20的期望混合。第三距离102可以是30.48、60.96、91.44或121.92cm(12、24、36或48英寸)。
图4示出了具有第一导管110和第二导管112的入口管道44的加热部分52的实施方案的透视图。加热部分52接收通过加热部分52的上游端114的气流20，并且传送通过加热部分52的下游端116的气流20。在一些实施方案中，上游端114联接到膨胀接头82或消音器部分60。下游端116可以联接到膨胀接头82或进气室80。延伸穿过加热部分52的一个或多个导管54(例如，第一导管110、第二导管112)可以基本上垂直于沿着入口轴线48通过入口管道44的气流20的方向。一个或多个导管54可以基本上平行于竖直轴线64或者基本上平行于上述消音器角度。在一些实施方案中，一个或多个导管54沿着加热部分52的纵向轴线延伸，该纵向轴线基本上垂直于入口轴线48。
第一导管110可以定位在加热部分52的上游端114下游的阈值距离118处，并且第一导管110定位在加热部分52的下游端116上游的混合距离120处。在一些实施方案中，阈值距离118可以是上述至少第一距离98或至少第二距离100。另外或替代地，混合距离120可以是上述至少第三距离102。虽然第二导管112在图4中示为相对于上游端114和下游端116定位，如同第一导管110，但加热部分52的一些实施方案可具有定位在加热部分52的上游端114下游的不同距离处的一个或多个导管。例如，如果靠近第二导管112的第二壁122在下游方向上朝向入口轴线48会聚，则第二导管112可以比第一导管110更远地定位在上游端114的下游。
第一导管110可以设置在与加热部分52的第一壁124的第一偏移126处，并且第二导管112可以设置在与第二壁122的第二偏移128处。第一偏移126和第二偏移128可以相同。在一些实施方案中，第一导管110和第二导管112之间的间距130在第一偏移126的1至2倍之间。如上所述，加热部分52的一些实施方案可以具有1、2、3、4、5或更多个导管54。在一些实施方案中，一个或多个导管54可以在加热部分52上均匀地间隔开，并且定位在距加热部分52的上游端114相同的距离(例如，阈值距离118)处。
如上所述，导管54被配置成将加热的流体92通过开口96分配到气流20中以加热气流20。在一些实施方案中，每个导管54具有两列或更多列开口96。例如，第一导管110可以具有朝向第一壁124导向的第一列开口96，并且第一导管110可以具有朝向第二导管112和/或第二壁122导向的第二列开口96。在一些实施方案中，导管54中的一个或多个导管可以具有一列开口96，该列开口沿远离入口管道44的上游部件的下游方向导向，并且不朝向壁或另一个导管54导向。如上所述，每个开口96可被配置成将加热的流体92相对于入口轴线48以角度94导向到气流20中，该入口轴线远离入口管道44的上游部件，诸如膨胀接头82和消音器模块62。在一些实施方案中，每个开口96的角度94可以是30、45、60或90度。此外，在一些实施方案中，每个开口96的角度94使得每个开口96将加热的流体92朝向邻近的壁(例如，第一壁124、第二壁122)或另一个导管54导向。在一些实施方案中，导管54的开口96可以是没有喷嘴的孔，以控制将加热的流体92分配到气流中或者减弱分配加热的流体92的噪声。也就是说，导管54的开口96可以没有声学喷嘴。
在一些实施方案中，导管54中的一个或多个导管具有多个区，每个区具有相应导管54的多个开口中的一个或多个开口96。在一些实施方案中，每个导管54可以具有2、3、4、5、6、7或更多个区，并且每个区可以具有相应的一组开口96。每组开口96可以具有两列或更多列开口96。在一些实施方案中，第一导管110的开口96沿着第一端区132、第二区134和第三区136布置。第一端区132可以被配置成从热源58接收加热的流体92，并将加热的流体92分配到第一端区132中的第一组开口96并且分配到第二区134。第二区134被配置成将接收的加热的流体92分配到第二区134中的第二组开口96，并且分配到第三区136。第三区136被配置成将接收的加热的流体分配到第三区136中的第三组开口96。
在一些实施方案中，导管54的区的一组开口96的参数可以与导管54的另一个区的另一组开口96的参数不同。区的一组开口96的参数可以包括但不限于角度94、几何形状(例如，形状、大小)、区中的开口的数量以及相应区中的开口的密度。例如，第一端区132的第一组开口96可以大于第二区134的第二组开口96。在一些实施方案中，第三区136的第三组开口96的参数可以等于第一端区132的第一组开口96的参数。在一些实施方案中，沿着导管54的开口96的间距不会沿着导管的长度变化，而不管开口96的大小的变化。在一些实施方案中，导管54的中间区(例如，第二区134)可以具有导管54的第一端区132的1至3、1.5至2.5或约2倍的开口96。第一端区132和第三区136可以在每列中具有介于20至100个之间的开口96，并且第二区134可以在每列中具有介于20至250个之间的开口96。
据信，对于至少一些侧入口进气口，加热部分52的中间区域中的导管54的第二区134的较小开口96以及更靠近导管54的端部的导管54的较大开口96可以改善加热的流体92与气流20的混合，从而减小进气室80中的气流20的温度变化。例如，第一导管110的第一端区132的开口96可以比第一导管110的第二区134的开口96大介于5至20％之间。在一些实施方案中，第二区134的开口96的直径可以在约0.762至1.016cm、0.889至0.991cm、或0.978cm(约0.30至0.40英寸、0.35至0.39英寸、或0.385英寸)之间。第一端区132的开口96的直径可以在约0.889至1.143cm、0.965至1.067cm、或1.041cm(约0.35至0.45英寸、0.38至0.42英寸、或0.41英寸)之间。在一些实施方案中，第三区136的开口96可以具有与第一端区132的开口96相同的直径。
上述侧入口进气口可被配置成向压缩机12提供气流20。图5示出了向压缩机提供气流20的方法150的实施方案的流程图。侧入口进气口的过滤室接收气流并且沿着入口轴线引导(框152)气流。如上所述，侧入口进气口沿着入口轴线设置，该入口轴线基本上垂直于压缩机轴线。在一些实施方案中，气流被导向通过(框154)一个或多个消音器模块。一个或多个消音器模块可被配置成减弱来自消音器模块下游的噪声，否则该消音器模块可能增加围绕侧入口进气口的周围环境中的噪声音量。在一些实施方案中，气流还被导向通过(框156)膨胀接头，该膨胀接头被配置成由于侧入口进气口的部件的热膨胀或收缩而实现侧入口进气口的部分的移动以沿着至少入口轴线移动。气流被导向跨过(框158)延伸穿过侧入口进气口的入口管道的加热部分的一个多个导管。一个或多个导管可以沿着基本上垂直于入口轴线的纵向轴线(例如，竖直轴线)延伸。一个或多个导管经由多个开口将加热流引入(框160)到气流中。多个开口可被导向远离侧入口进气口的上游部件，诸如膨胀接头和消音器模块。加热部分和加热部分下游的进气室将加热流与气流混合(框162)。进气室然后将加热流和气流的混合物导向(框164)到压缩机入口。
侧入口进气口的技术效果包括降低与声学喷嘴相关联的成本和复杂性，以将加热流供应到提供给燃气涡轮系统的压缩机入口的气流。加热导管的区的差分开口可以改善加热流与气流的混合。另外，本文所述的消音器模块可以实现一个或多个消音器模块的快速安装或更换。此外，消音器模块的塑性材料可以降低与侧入口进气口相关联的制造成本。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种系统，包括：
入口管道(44)，所述入口管道围绕入口轴线(48)设置，其中所述入口管道(44)被配置成将气流沿着所述入口轴线(48)导向到压缩机入口(42)，其中所述入口管道(44)包括：
加热部分(52)，所述加热部分包括基本上垂直于所述入口轴线(48)的纵向轴线；和
入口加热系统(56)，所述入口加热系统包括基本上平行于所述纵向轴线的第一导管(110)，其中所述第一导管(110)被配置成经由多个开口(96)将加热的流体直接分配到所述气流，其中所述第一导管(110)包括：
第一端区(132)，所述第一端区包括所述多个开口(96)中的第一组开口(96)，其中所述第一端区(132)被配置成从加热源(58)接收所述加热的流体；和
第二区(134)，所述第二区包括所述多个开口(96)中的第二组开口(96)，其中所述第二区(134)联接到所述第一端区(132)并且被配置成从所述第一端区(132)接收所述加热的流体。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述入口管道(44)包括相对于通过所述入口管道(44)的所述气流在所述加热部分(52)上游的膨胀接头(82)，其中所述膨胀接头(82)设置在所述第一导管(110)上游的至少第一距离处。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述入口管道(44)包括相对于通过所述入口管道(44)的所述气流在所述加热部分(52)上游的一个或多个消音器模块(62)，其中所述一个或多个消音器模块(62)设置在所述第一导管(110)上游的至少第二距离处。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一个或多个消音器模块(62)基本上由一种或多种塑性材料组成，并且所述第二距离包含介于15至60cm之间。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个开口(96)远离所述一个或多个消音器模块(62)取向。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述入口加热系统(56)包括基本上平行于所述纵向轴线并且与所述第一导管(110)间隔第三距离的第二导管(112)，其中所述第一导管(110)和所述第二导管(112)被配置成经由多个开口(96)将所述加热的流体直接分配到所述气流，其中所述第二导管(112)包括：
第三端区(132)，所述第三端区包括所述多个开口(96)中的第三组开口(96)，其中所述第一端区(132)被配置成从所述加热源(58)接收所述加热的流体的第一部分，并且所述第三端区(132)被配置成从所述加热源(58)接收所述加热的流体的第二部分；和
第四区(134)，所述第四区包括所述多个开口(96)中的第四组开口(96)，其中所述第四区(134)联接到所述第三端区(132)并且被配置成从所述第三端区(132)接收所述加热的流体的所述第二部分。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个开口(96)中的所述第二组开口(96)沿着所述第二区(134)的第二几何形状不同于所述多个开口(96)中的所述第一组开口(96)沿着所述第一端区(132)的第一几何形状。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一导管(110)包括联接到所述第二区(134)的第三端区(136)，其中所述第三端区(136)包括所述多个开口(96)中的第三组开口(96)，其中所述多个开口(96)中的所述第三组开口(96)沿着所述第三端区(136)的第三几何形状等于所述第一几何形状。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括：
过滤室(40)，所述过滤室联接到所述入口管道(44)的上游端；和
进气室(80)，所述进气室联接到所述入口管道(44)的下游端并且被配置成与所述压缩机入口(42)联接，其中所述过滤室(40)、所述入口管道(44)和所述进气室(80)沿着所述入口轴线(48)设置，其中所述过滤室(40)、所述入口管道(44)和所述进气室(80)被配置成将所述气流沿着所述入口轴线(48)导向到所述压缩机入口(42)。
10.一种方法，包括：
将气流沿着入口轴线(48)引导通过侧入口进气口(46)进入加热部分(52)；
将所述气流导向跨过沿着所述加热部分(52)的纵向轴线延伸的多个导管(54)，其中所述纵向轴线基本上垂直于所述入口轴线(48)；
经由多个开口(96)将加热的流体从所述多个导管(54)引入到所述气流，其中所述多个导管(54)中的每个导管(54)包括：
第一组开口(96)，所述第一组开口沿着第一端区(132)设置有第一几何形状；和
第二组开口(96)，所述第二组开口沿着第二区(134)设置有不同于所述第一几何形状的第二几何形状；以及
将所述加热的流体和所述气流的混合物导向通过进气室(80)到压缩机入口(42)，其中所述侧入口进气口(46)和所述进气室(80)沿着所述入口轴线(48)设置。
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