CN112696364B - 多级离心式压缩机防喘振的方法与机构 - Google Patents

多级离心式压缩机防喘振的方法与机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及多级离心式压缩机防喘振的方法与机构。一种涡轮机，包括壳体，该壳体具有与沿壳体的纵轴相对的入口端与出口端；设置在壳体内的轴组件，该轴组件从入口端延伸到出口端；多个从轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，以允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道。

Description

多级离心式压缩机防喘振的方法与机构
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请第62/911697号(2019年10月7日申请)的优先权，该临时申请的全部内容在此引作参考。
技术领域
本公开内容一般涉及涡轮机械和其他机构，更具体地说，涉及避免多级离心式压缩机喘振的机构。
背景技术
涡轮机械，如离心式压缩机、轴流式压缩机和涡轮机可用于各种行业。尤其是离心式压缩机和涡轮机在发电站、喷气发动机应用、石油和天然气加工工业、燃气轮机和汽车应用中有着广泛的应用。离心流压缩机和涡轮机也常用于大型工业应用，如炼油工业中使用的空分设备和热气体膨胀机。离心式压缩机还应用于大型工业应用，如炼油厂和化工厂。
参考图1，按照常规设计示出了多级离心流涡轮机10。在某些应用中，可以使用单级。在其他应用中，可以利用多级。这种涡轮机10通常包括由一对轴承40支撑在壳体30内的轴20。图1所示的涡轮机10包括多级，以逐渐增加工作流体的压力。每级沿涡轮机10的纵轴依次排列，并且所有级可具有或没有以相同原理工作的相似部件。
继续参考图1，叶轮50包括多个旋转叶片60，这些叶片沿周向布置并附接到叶轮轮毂70上，而叶轮轮毂70又附接到轴20上。叶片60可以选择性地附接到盖65上。多个叶轮50可沿轴20的轴向长度分多级隔开。旋转叶片60固接到叶轮轮毂70，使得旋转叶片60与叶轮轮毂70一起随着轴20的旋转而旋转。旋转叶片60在附接到固定管壳的多个固定叶片或定子80的下游旋转。工作流体(例如气体混合物)沿轴20的径向进入和离开涡轮机10。旋转叶片60利用传递给流体的机械动力相对于定子80旋转。在离心式压缩机中，叶轮50内的旋转叶片60之间的横截面积从入口端到排放端减小，从而使工作流体在流经叶轮50时受到压缩。
参考图2，工作流体，例如气体混合物，从涡轮机10的入口端90移动到出口端100。设置在入口端90处的一排定子80将工作流体送入涡轮机10的一排旋转叶片60。定子80在壳体内延伸，用于将工作流体输送至旋转叶片60。定子80在围绕壳体周围的各个支柱之间以大致相等的间距沿周向隔开。扩压器110设置在旋转叶片60的出口处，用于将多余的动能转换为从旋转叶片60流出的流体流的压力升高。扩压器110可选地具有在壳体中延伸的多个扩压器叶片120。扩压器叶片120沿周向隔开，通常在扩压器壳体周围的各个扩压器叶片120之间具有相等的间距。在多级涡轮机10中，在流体压缩级的出口端100处设置有多个回流通道叶片125，用于将工作流体输送到下一连续级的旋转叶片60。在这样的实施例中，回流通道叶片125提供涡轮机10的第一级的定子80的功能。多级涡轮机中的最后一个叶轮通常只有一个扩压器，该扩压器可以配备或不配备扩压器叶片120。最后一个扩压器将工作流体的流动引导到具有用于连接到排放管的出口法兰的排放套管(蜗壳)。如图2所示，在单级实施例中，涡轮机10包括进口端90处的定子80和出口端100处的扩压器110。
离心式压缩机的性能通常由其由喘振和失速区域限定的压头-流量图来定义。该图对于评估压缩机在稳态和瞬态系统情况下的工作范围至关重要。具体而言，离心式压缩机的性能图(压头或压力比—流量)以及相应的速度线表明，压缩机的工作范围有两个限制。
被称为喘振的全局空气动力流不稳定性设定了低流量(或高压比)工作的限制，而最大允许流量或节流阀或“石墙”条件设置了高流量限制。喘振线在图上的准确位置可能因运行条件而异，因此，典型的喘振裕度被确定在高于理论喘振线规定流量的10％至15％之间。喘振裕度通常定义为：SM(％)＝((QA-QB)/QA)x 100。QA是工作点处的实际体积流量，QB是压缩机同一速度线的喘振线处的流量。大多数离心式压缩机制造商将机器设计为在正常工作期间至少有15％的喘振裕度，并将循环阀控制管路设置为在大约10％的喘振裕度情况下工作。也就是说，一旦喘振裕度降至10％以下，循环阀将打开，以保持压缩机在高于10％的喘振裕度线下工作。
因此，每台压缩机在其运行图上都有一个喘振限制，即机械功率输入不足以克服系统的液压阻力，从而导致压缩机发生故障和周期性流动逆转。喘振发生在压缩机能够承受的最小流量以下，以抵抗现有的从吸入到排出的升压(压头)。一旦发生喘振，反向流动会降低排放压力或增大吸入压力，从而使正向流动恢复，直到升压再次达到喘振点。该喘振循环以低频持续，直到过程或压缩机工况发生某些变化。喘振换流循环的频率和大小取决于机器的设计和工况，但在大多数情况下，它足以损坏密封件和轴承，有时甚至损坏机器的轴和叶轮。喘振是压缩机流动中的一种全局不稳定性，它会导致压缩机完全崩溃和反向流动。
目前离心式压缩机喘振控制的最新技术是利用全局循环阀将流量从离心式压缩机的排放侧回流至吸入侧，以增加通过压缩机的流量，从而避免进入喘振区。按照惯例，这是通过定义压缩机喘振控制线来处理的，该控制线保守地假设所有级必须始终保持在喘振之外。具体地说，与单个级相反，回流管提供通过压缩机所有级的额外流量，而不管是压缩机的一个叶轮级处于喘振还是所有叶轮级都处于喘振状态。这使得循环工作非常低效，因为压缩机以消耗能量为代价工作的流体只是返回到压缩机的吸入口进行重新工作。在具有多级的压缩机中，由于在系统级(或全局)循环过程中，在每一级中添加的能量都会损失掉，因此能量损失的量大得不成比例。
发明内容
鉴于当前离心式压缩机喘振控制技术的上述问题，本领域目前需要一种离心式压缩机的机构或装置，该机构或装置提供更可控的流量循环，仅影响可能处于喘振边缘的级。
根据本公开的一个具体实施例，提供了一种涡轮机。所述涡轮机包括壳体，其具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道。
所述连通通道可以被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
根据一个示例，所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
所述连通通道可以是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
所述涡轮机可以是单级或多级离心式压缩机。
根据一个示例，控制阀位于所述连通通道内，以控制被引导通过所述连通通道的流体的量。所述控制阀可以是止回阀。所述控制阀可以被配置为允许所述流体向上游流动，同时防止所述流体在所述两个相邻叶轮之间向下游流动。所述控制阀可以被配置为仅在所述流体达到预定压力后允许所述流体在所述两个相邻叶轮之间向上游流动。
根据本公开的另一个示例，提供了一种涡轮机。该涡轮机包括壳体，所述壳体具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道；以及可旋转地定位在所述轴组件上且位于所述两个相邻叶轮之间的盘构件。
根据一个示例，所述盘构件限定了至少一个开口，所述至少一个开口被配置成在所述至少一个开口与所述连通通道成直线的第一位置和所述至少一个开口旋转远离所述连通通道的第二位置之间旋转。
根据一个示例，涡轮机还包括控制机构，所述控制机构被配置成使所述盘构件旋转。
所述连通通道可以被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
根据一个示例，所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
所述连通通道是可以被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
根据一个示例，所述涡轮机是多级离心式压缩机。
所述盘构件可以限定了多个周向间隔的开口。
根据本公开的另一个特定示例，提供了一种降低涡轮机喘振的方法。该方法包括：引导流体通过所述涡轮机的入口；引导所述流体通过所述涡轮机的至少一级；通过被限定在所述涡轮机中位于所述两个相邻叶轮之间的流通通道，将一部分所述流体从下游叶轮往上游循环到相邻的上游叶轮；以及将所述循环的流体引导到所述涡轮机的下游。
控制阀可以位于所述流通通道内。
在所述相邻叶轮之间可以提供盘构件，以控制通过所述流通通道的流体的流动。
现在将在以下编号的条款中说明进一步的优选和非限制性实施例或方面。
条款1：一种涡轮机，包括：壳体，其具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道。
条款2：如条款1所述的涡轮机，其中所述连通通道被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
条款3：如条款1或2所述的涡轮机，其中所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
条款4：如条款1-3中任一所述的涡轮机，其中所述连通通道是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
条款5：如条款1-4中任一所述的涡轮机，其中所述涡轮机是单级或多级离心式压缩机。
条款6：如条款1-5中任一所述的涡轮机，其中控制阀位于所述连通通道内，以控制被引导通过所述连通通道的流体的量。
条款7：如条款6所述的涡轮机，其中所述控制阀是止回阀。
条款8：如条款6或7所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为允许所述流体向上游流动，同时防止所述流体在所述两个相邻叶轮之间向下游流动。
条款9：如条款6-8中任一所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为仅在所述流体达到预定压力后允许所述流体在所述两个相邻叶轮之间向上游流动。
条款10：一种涡轮机，包括：壳体，其具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道；以及可旋转地定位在所述轴组件上且位于所述两个相邻叶轮之间的盘构件。
条款11：如条款10所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了至少一个开口，所述至少一个开口被配置成在所述至少一个开口与所述连通通道成直线的第一位置和所述至少一个开口旋转远离所述连通通道的第二位置之间旋转。
条款12：如条款10或11所述的涡轮机，还包括控制机构，所述控制机构被配置成使所述盘构件旋转。
条款13：如条款10-12中任一所述的涡轮机，其中所述连通通道被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
条款14：如条款10-13中任一所述的涡轮机，其中所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
条款15：如条款10-14中任一所述的涡轮机，其中所述连通通道是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
条款16：如条款10-15中任一所述的涡轮机，其中所述涡轮机是多级离心式压缩机。
条款17：如条款10-16中任一所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了多个周向间隔的开口。
条款18：一种降低涡轮机喘振的方法，包括：引导流体通过所述涡轮机的入口；引导所述流体通过所述涡轮机的至少一级；通过被限定在所述涡轮机中位于所述两个相邻叶轮之间的流通通道，将一部分所述流体从下游叶轮往上游循环到相邻的上游叶轮；以及将所述循环的流体引导到所述涡轮机的下游。
条款19：如条款18所述的方法，其中所述控制阀位于所述流通通道内。
条款20：如条款18或19所述的方法，其中在所述相邻叶轮之间提供盘构件，以控制通过所述流通通道的流体的流动。
条款21：一种降低涡轮机喘振的方法，包括：提供如条款1-17中任一所述的涡轮机，引导流体通过所述涡轮机的所述入口；引导所述流体通过所述涡轮机的至少一级；通过被限定在所述涡轮机中位于所述两个相邻叶轮之间的流通通道，将一部分所述流体从下游叶轮往上游循环到相邻的上游叶轮；以及将所述循环的流体引导到所述涡轮机的下游。
条款22：如条款21所述的方法，其中控制阀位于所述流通通道内。
条款23：如条款21或22所述的方法，其中在所述相邻叶轮之间提供盘构件，以控制通过所述流通通道的流体的流动。
条款24：如条款1-9中任一所述的涡轮机，还包括：可旋转地定位在所述轴组件上且位于所述两个相邻叶轮之间的盘构件。
条款25：如条款24所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了至少一个开口，所述至少一个开口被配置成在所述至少一个开口与所述连通通道成直线的第一位置和所述至少一个开口旋转远离所述连通通道的第二位置之间旋转。
条款26：如条款24或25所述的涡轮机，还包括控制机构，所述控制机构被配置成使所述盘构件旋转。
条款27：如条款24-26中任一所述的涡轮机，其中所述连通通道被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
条款28：如条款24-27中任一所述的涡轮机，其中所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
条款29：如条款24-28中任一所述的涡轮机，其中所述连通通道是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
条款30：如条款24-29中任一所述的涡轮机，其中所述涡轮机是多级离心式压缩机。
条款31：如条款24-30中任一所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了多个周向间隔的开口。
条款32：如条款10-17中任一所述的涡轮机，还包括位于所述连通通道内的控制阀，以控制被引导通过所述连通通道的流体的量。
条款33：如条款32所述的涡轮机，其中所述控制阀是止回阀。
条款34：如条款32或33所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为允许所述流体向上游流动，同时防止所述流体在所述两个相邻叶轮之间向下游流动。
条款35：如条款32-34中任一所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为仅在所述流体达到预定压力后允许所述流体在所述两个相邻叶轮之间向上游流动。
本发明的这些和其他特征及特点，以及工作方法和结构相关元件的功能，以及部件的组合和制造经济性，将在考虑以下说明和参考附图后变得更加明显，所有附图均构成本说明书的一部分，其中相同的标记表示各图中的相应部分。然而，应明确理解，附图仅用于示出和说明，而不打算作为本发明的限制的限定。如说明书和权利要求书中所使用的，“a”、“an”和“the”的单数形式包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
附图说明
图1是根据现有技术示例的多级离心流涡轮机的部分剖切透视图；
图2是图1所示涡轮机的一级的截面示意图；
图3是根据本公开的一个示例的涡轮机的横截面图；
图4是根据本公开的另一个示例的涡轮机的一部分的横截面图；
图5是图4涡轮机的另一个横截面图；
图6是图4涡轮机的横截面透视图；
图7是图4涡轮机的另一个横截面透视图；以及
图8是根据本公开内容的另一个实施例的图4的涡轮机的横截面透视图。
其中，200-压缩机、204-壳体、202-轴、205-叶轮、206-入口端、208-出口端、212-扩压器通道、214-回流通道、216-连通通道、218-控制阀、215-装置、220-盘构件、222-控制机构、221-隔板。
具体实施方式
在下文的说明中，术语“端”、“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其派生词应与本发明有关，因为它在附图中是定向的。然而，应当理解，本发明可以假设各种替代变体和步骤序列，除非明确规定相反。还应理解，在附图中说明并在以下说明书中说明的具体装置和过程仅仅是本发明的示例性实施例或方面。因此，与本文所公开的实施例或方面相关的特定尺寸和其他物理特性不被视为限制性的。
参考图3，示出了多级离心式压缩机200，就像如图1和图2所示的涡轮机那样。压缩机200可包括由一对轴承支撑在壳体204内的轴202。压缩机200可包括多级，以逐步增加通过压缩机200的工作流体的流体压力。每级沿压缩机200的纵轴依次布置，并且所有级可具有或不具有以相同原理工作的相似部件。
继续参考图3，压缩机200的每一级可包括叶轮205，其包括多个沿周向布置并附接到叶轮205的旋转叶片，该叶轮205又附接到轴202。多个叶轮205可沿轴202的轴向长度分多级隔开。旋转叶片可固接到叶轮205，使得沿叶轮205的旋转叶片随着轴202的旋转而旋转。工作流体，例如气体混合物，通常沿轴202的径向进入和离开压缩机200。叶片的旋转为流体提供能量。在离心式压缩机中，叶轮205内的旋转叶片60之间的横截面积从入口端到排放端减小，从而使工作流体在流经叶轮205时被压缩
工作流体，例如气体混合物，从压缩机200的入口端(吸入端)206移动到出口端(排放端)208。扩压器通道212设置在叶轮205的旋转叶片的出口处，用于使从旋转叶片流出的流体均匀化。扩压器通道212可选地具有在壳体204内延伸的多个扩压器叶片。在多级压缩机200中，在流体压缩级的出口端设置有多个回流通道214，用于将工作流体输送到下一连续级的旋转叶片。多级涡轮机中的最后一个叶轮205通常只有一个扩压器通道212，其可配有或不具有扩压器叶片。最后一个扩压器通道212将工作流体的流动引导到具有用于连接到排放管的出口法兰的排放套管(通常为蜗壳)。
继续参考图3，通过在下游叶轮205的扩压器通道212和上游叶轮205的回流通道214之间建立连接或连通通道216来执行工作流体的内部循环。在具体示例中，在给定级的扩压器通道212和在压缩机200中的多个等周向间隔位置处的上游回流通道214之间建立连通通道216。在本一个示例中，连通通道216建立在两个直接相邻的叶轮205之间，使得在两个相邻的叶轮205之间没有额外的叶轮。一部分工作流体通过连通通道216从给定级的扩压器通道212内部循环回上游的回流通道214。在本公开的一个示例中，连通通道216可以是压缩机200的壳体204中限定的开口或钻孔，其允许工作流体通过以减小压缩机200中的喘振。
循环的流体进入回流通道214下游的叶轮205，从而增加叶轮的通流量，并使叶轮的工况远离喘振现象。在另一示例中，连通通道216包括控制阀218，该控制阀218位于压缩机200的壳体204中限定的孔内。控制阀218可以是止回阀或被配置成控制流经其中的工作流体的任何其他阀。在一个示例中，控制阀218是止回阀，该止回阀只允许工作流从扩压器通道212移动到上游回流通道214，而不允许它们从上游回流通道214移动到下游扩压器通道212。控制阀218可以只能在工作流体达到预定压力后允许工作流体通过。虽然在图3中仅示出了单个连通通道216，但是应当理解，可以在相同或类似的位置提供多个连通通道216，它们在扩压器通道212和回流通道214之间的相同点周围呈周向彼此间隔分布。在一个示例中，在同一点上的多个连通通道216中的每一个彼此沿圆周均匀间隔。多个连通通道造成从下游扩压器通道212到上游回流通道214的流量总体均匀分布。止回阀可以使用主动反馈或被动反馈机构来工作，该机构利用电、磁、机械、气动或液压机构。
继续参考图3，在本公开内容的另一个示例中，压缩机200可以包括用于在压缩机200中进行全局循环的装置215以及上述的逐级循环。装置215可包括回流通道217，该回流通道将从出口端208流出的工作流体引导至压缩机200的入口端206，以进一步帮助减小压缩机200中的喘振。全局循环的装置215将计量的额外流体从压缩机出口端208输送至通过入口端206的流体(通常穿过压力边界)，以使压缩机200的工况远离喘振。它之所以被称为“全局”，是因为所述流体被输送到第一级，并在整个压缩机流道中流动，而不管哪一级处于喘振状态。
工作流体的内部级间循环提供了更为可控的流量循环，仅影响压缩机200中那些可能处于喘振边缘的级。这种装置所需的工作流体流量远远小于高度保守的全局循环装置。此外，工作流体不会离开压缩机壳体204，因此，不会穿过压力边界。与全局循环装置相比，根据应用和具体的控制设计，目前公开的内部级间循环装置具有更小的压力损失。
参考图4，其示出并说明了本公开内容的另一个示例。在该示例中，不在连通通道216中提供控制阀218，而是在壳体204内提供与连通通道216相交的开槽的盘构件220。盘构件220可旋转地保持在轴202上，轴202纵向延伸穿过压缩机200的壳体204，使得盘构件220可绕轴202旋转。在一个示例中，盘构件220可保持在压缩机200的两个相邻级中提供的隔板221之间。可以使用由压缩机200的用户操作的控制机构222来实现盘构件220的驱动。还可以设想，控制机构222包括预编程指令，该预编程指令基于压缩机200的预定条件或压缩机200工作期间的预定时间间隔来驱动盘构件220。根据一个示例，控制机构222可以是液压、气动、电、磁或机械驱动器，其位于压缩机壳体204外部。
参考图5-7，开槽的盘构件220可限定多个延伸穿过其中的周向间隔的开口224。在一个示例中，开口224在形状上是圆形的，但是还可以设想，开口224也可以具有其他形状，包括正方形、三角形、椭圆形和任何其他合适的形状。如图8所示，在本公开的另一个示例中，开口224通常为矩形。在循环过程的工作期间，开槽的盘构件220的开口224被配置成与在压缩机200的壳体204中限定的相应连通通道216对齐。盘构件220可以切向旋转，以使得和防止流体通过盘构件220的开口224流过连通通道216而彼此连通。在盘构件220的旋转期间，开口224与连通通道216不再对齐，允许不同量的工作流体通过其中。
在盘构件220的一个位置，连通通道216被盘构件220完全阻断，从而使压缩机200的两级之间的工作流体完全停止流动。在盘构件220和压缩机200的壳体204之间还提供了合适的密封装置，以防止意外泄漏。在此位置，盘构件220的开口224不与相应的连通通道216对齐。在盘构件220的另一位置，盘构件220的至少一个开口224与连通通道216对齐，从而允许通过连通通道216的工作流体从压缩机200的下游级被引导至压缩机200的相邻上游级，以避免压缩机200中的喘振。盘构件220的这种使用提供了一种改进的级到级喘振控制装置，该装置利用级回流控制阀来控制从压缩机200的下游级流向压缩机200的上游级的工作流体的量。盘构件220可以被容纳在压缩机200的相邻级之间的隔板221中，使得压缩机200将包括相应数量的盘构件220和隔板221。例如，五级压缩机将包括四个可旋转的盘构件220。还可以设想，在盘部件220中限定的开口224的数量将对应于相应级在压缩机200的壳体204中限定的连通通道216的数量。通过使用盘构件220，循环过程只需要一个移动构件和一个到压缩机壳体204外部的贯穿件。这种当前的级到级的循环装置为压缩机200提供了更宽的工作范围，并能针对压缩机200内变化的工况作出更快的响应。
在本公开的另一个示例中，还提供了一种使压缩机200内的工作流体循环以避免压缩机200中的喘振的方法。使用该方法，工作流体在相邻的叶轮级之间循环，而不是从压缩机200的出口或排出端208一直循环回到压缩机200的入口端206(见图3)。在一个示例中，工作流体可被引导至压缩机200的入口端206。然后，工作流体被引导通过压缩机200的至少两级。至少一部分工作流体通过在压缩机200中在两个相邻叶轮205之间限定的连接或连通通道216，从下游叶轮205循环到上游叶轮205。然后，循环的工作流体可再次被引导至下游叶轮205。
应理解，本发明可以假设各种替代变体和步骤序列，除非明确规定相反。还应理解，在附图中示出并在说明书中说明的特定装置和过程仅仅是本发明的示例性实施例或方面。尽管已经基于当前被认为是最实际和优选的实施例或方面的说明的目的对本发明进行了详细说明，但是应当理解，此类细节仅用于该目的，并且本发明不限于所公开的实施例或方面，但是，相反，旨在涵盖在其精神和范围内的修改和等效装置。例如，应当理解，本发明设想在可能的范围内，任何实施例或方面的一个或多个特征可以与任何其他实施例或方面的一个或多个特征组合。

Claims (18)

1.一种涡轮机，包括：
壳体，其具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；
设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；
多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及
被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道；
其中，所述连通通道是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
2.如权利要求1所述的涡轮机，其中所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
3.如权利要求1所述的涡轮机，其中所述涡轮机是多级离心式压缩机。
4.如权利要求1所述的涡轮机，其中控制阀位于所述连通通道内，以控制被引导通过所述连通通道的流体的量。
5.如权利要求4所述的涡轮机，其中所述控制阀是止回阀。
6.如权利要求4所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为允许所述流体向上游流动，同时防止所述流体在所述两个相邻叶轮之间向下游流动。
7.如权利要求4所述的涡轮机，其中所述控制阀被配置为仅在所述流体达到预定压力后允许所述流体在所述两个相邻叶轮之间向上游流动。
8.一种涡轮机，包括：
壳体，其具有沿着所述壳体的纵轴相对的入口端与出口端；
设置在所述壳体内的轴组件，所述轴组件从所述入口端延伸至所述出口端；
多个从所述轴组件径向向外延伸的旋转叶轮；以及
被限定在两个相邻叶轮之间的连通通道，其允许流体从下游叶轮的扩压器通道回流到相邻上游叶轮的回流通道；以及
可旋转地定位在所述轴组件上且位于所述两个相邻叶轮之间的盘构件。
9.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了至少一个开口，所述至少一个开口被配置成在所述至少一个开口与所述连通通道成直线的第一位置和所述至少一个开口旋转远离所述连通通道的第二位置之间旋转。
10.如权利要求8所述的涡轮机，还包括控制机构，所述控制机构被配置成使所述盘构件旋转。
11.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述连通通道被限定在所述壳体中且位于所述两个相邻叶轮之间。
12.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述两个相邻叶轮直接紧挨着放置在所述轴组件上，而不在其中放置额外的叶轮。
13.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述连通通道是被限定在所述壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔。
14.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述涡轮机是多级离心式压缩机。
15.如权利要求8所述的涡轮机，其中所述盘构件限定了多个周向间隔的开口。
16.一种降低涡轮机喘振的方法，包括：
引导流体通过所述涡轮机的入口；
引导所述流体通过所述涡轮机的至少一级；
通过被限定在所述涡轮机中位于两个相邻叶轮之间的流通通道，将一部分所述流体从下游叶轮的扩压器通道往上游循环到相邻的上游叶轮的回流通道，其中，所述流通通道是被限定在壳体中位于所述两个相邻叶轮之间的钻孔；以及
将所述循环的流体引导到所述涡轮机的下游。
17.如权利要求16所述的方法，其中控制阀位于所述流通通道内。
18.如权利要求16所述的方法，其中在所述相邻叶轮之间提供盘构件，以控制通过所述流通通道的流体的流动。
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