[發明專利]用于渦輪葉片冷卻的冷卻回路

有效

• 申請號: 200910141790.4
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101581236A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: J·R·赫斯;K·穆爾;E·勞什
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F02C7/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 陳江雄;楊松齡

技術領域

本發明的方面涉及一種冷卻回路，且更具體地涉及一種用 于燃氣渦輪機葉片冷卻的冷卻回路。

背景技術

將冷卻劑輸送到渦輪轉子葉片或輪葉上是燃氣渦輪機設計 中的一個重要問題，且因此已提出了實現冷卻劑輸送的許多不同的系 統和方法。舉例來說，美國專利No.6,217,280論述了使用其中的冷卻 劑流動穿過渦輪轉子盤的閉環冷卻回路。類似而言，美國專利 No.5,226,785論述了使用導流器和葉輪來輸送葉片冷卻流，而美國專 利No.5,317,877論述了使已抽取空氣穿過換熱器，并且穿過環狀空間 將空氣輸送到轉子上，其中使用葉輪將空氣泵送直至渦輪葉片入口。

在任何情況下，在當前的渦輪葉片冷卻系統中，冷卻渦輪 葉片所需的冷卻空氣量均為用于給定機器的總附加氣流的大約30％至 40％。因此，渦輪葉片冷卻劑輸送方法的任何提高都可對機器的性能 產生較大的改善。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種用以將冷卻劑供送給 燃氣渦輪機的渦輪葉片的系統，并且該系統包括：構造成用以從主壓 縮機氣流中抽取空氣的抽取系統；至少一部分設置在燃氣渦輪機的外 部的供送回路，其聯接到抽取系統上并且構造成用以將作為冷卻劑組 分的已抽取空氣從抽取系統輸送到冷卻劑引入區(insertion?region)中； 以及冷卻系統，其設置在燃氣渦輪機的冷卻劑引入區附近并在燃氣渦 輪機的機上(on-board)位置處聯接到供送回路上，該冷卻系統構造成用 以將包括已抽取空氣的冷卻劑供送給渦輪葉片。

根據本發明的另一個方面，提供了一種用以將冷卻劑供送 給燃氣渦輪機的渦輪葉片的系統，并且該系統包括：構造成用以從主 壓縮機氣流中抽取一組空氣供給源的抽取系統；至少一部分設置在燃 氣渦輪機的外部的供送回路，其聯接到抽取系統上并且構造成用以將 作為冷卻劑組分的各個已抽取空氣供給源從抽取系統輸送到冷卻劑 引入區；以及冷卻系統，其設置在燃氣渦輪機的冷卻劑引入區附近并 在渦輪機的機上位置處聯接到供送回路上，該冷卻系統構造成用以將 包括各個已抽取空氣供給源的冷卻劑供送給渦輪葉片。

根據本發明的另一個方面，提供了一種將冷卻劑供送給燃 氣渦輪機的渦輪葉片的方法，并且該方法包括：從主壓縮機氣流中抽 取空氣，將作為冷卻劑組分的已抽取空氣至少部分地從外部輸送到位 于燃氣渦輪機的機上位置處的燃氣渦輪機的冷卻劑引入區中，以及將 包括已抽取空氣的冷卻劑供送給渦輪葉片。

附圖說明

在本說明書的權利要求中，特別地指出并明確地要求視作 本發明的主題。通過參看以下說明并結合附圖，本發明的上述及其它 目的、特征和優點將更為明顯，在附圖中：

圖1為示出穿過示范性燃氣渦輪機并且穿過根據本發明實 施例的示范性供送回路的氣流的示意性流程圖；

圖2為根據本發明實施例的示范性燃氣渦輪機的截面圖； 以及

圖3為圖2中的渦輪機的后段的分解截面圖。 零件清單 1????壓縮機 10???燃氣渦輪機 11?????????盤內腔室 13?????????轉盤 14?????????燃料混合區 12?????????渦輪葉片 20?????????供送回路 30?????????抽取系統 30A，30B???抽取點 31，32，33?抽取線路 35，36?????空氣供送體 40?????????冷卻系統 41，42，43?冷卻線路 44，45?????軸向管路 46?????????冷卻劑引入區 47，48?????強制渦流機構 49?????????再循環機構 50?????????換熱器 60?????????清潔器 70?????????測量裝置 80?????????壓縮機 100????????轉子部分 111????????空氣密封管(air?gland) 112????????轉子內孔管路

具體實施方式