[發明專利]用于在渦輪機中加熱轉子輪盤的系統

無效

• 申請號: 201310138452.1
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103375182A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: C.E.米勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;曾祥夌

技術領域

本發明涉及用于在各種類型的渦輪機（諸如壓縮機和燃氣渦輪機）中加熱轉子輪盤的系統。

背景技術

渦輪機或旋轉系統，諸如壓縮機和渦輪機（例如，燃氣渦輪機、汽輪機等），大體可包括一個轉子部分，所述轉子部分在所述系統運行時圍繞一軸線旋轉。舉例來說，在燃氣渦輪機的壓縮機中，所述轉子部分可以包括許多葉片，這些葉片圍繞一軸桿來設置。在所述燃氣渦輪機的壓縮機的運行期間，此軸桿可以旋轉，使得所附接的葉片隨之旋轉。但是，在燃氣渦輪機的壓縮機內的溫度可能很高（例如，超過大致426°C）。具體來說，在過渡事件（例如，燃氣渦輪機的冷態啟動）期間，壓縮機的轉子輪盤中的某些部分（例如，徑向外部部分）可能通過一路空氣流（例如，壓縮空氣）而被加熱，與此同時，轉子輪盤中的其他部分可能并沒有受到等量的加熱。這種不均勻受熱會在轉子輪盤的徑向截面上導致不均勻的溫度分布，進而可能出現高應變條件，有可能對輪盤的使用壽命造成負面影響。

發明內容

下文概述了與最初提出權利要求的本發明的范圍相符的某些實施例。這些實施例的目的并不在于限制本發明的范圍，而僅在于概述本發明的可能形式。實際上，本發明可能包括與下述實施例類似或不同的各種形式。

根據第一實施例，一種系統包括渦輪機。所述渦輪機包括至少一個轉子輪盤。所述系統還包括轉子輪盤加熱系統，所述轉子輪盤加熱系統經配置以經由電流或電壓以電阻方式（resistively）加熱所述至少一個轉子輪盤中的至少一部分，所述電流或電壓被施加給所述至少一個轉子輪盤中的所述部分。

根據第二實施例，一種系統包括旋轉機械。所述旋轉機械包括至少一個轉子輪盤。所述至少一個轉子輪盤包括具有內周長和外周長的環形表面、以及在所述環形表面內的凹槽。所述系統還包括轉子輪盤加熱系統，所述轉子輪盤加熱系統包括電阻網（resistive?network），所述電阻網設置在所述等凹槽內，低于所述環形表面。所述電阻網的組成部分包括多層加熱材料。所述電阻網經配置以經由電流或電壓以電阻方式加熱所述至少一個轉子輪盤中的至少一部分。

根據第三實施例，一種系統包括旋轉機械。所述旋轉機械包括至少一個轉子輪盤。所述至少一個轉子輪盤包括環形表面。所述系統還包括轉子輪盤加熱系統，所述轉子輪盤加熱系統經配置以經由電流或電壓以電阻方式加熱所述至少一個轉子中的至少一部分，所述電流或電壓被施加給所述至少一個轉子輪盤中的所述部分，其中所述轉子輪盤加熱系統包括多層加熱材料，所述多層加熱材料設置在所述至少一個轉子的所述環形表面上。

附圖說明

在參考附圖閱讀以下詳細說明后，將更好地理解本發明的這些和其他特征、方面和優點，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中：

圖1為渦輪機系統（例如，燃氣渦輪機系統）的實施例的側截面圖，所述渦輪機系統包括具有轉子輪盤加熱系統的壓縮機和渦輪；

圖2為旋轉機械的實施例的示意性方框圖，所述旋轉機械具有轉子輪盤加熱系統，所述轉子輪盤加熱系統包括控制器以及電源供應器；

圖3為具有轉子輪盤加熱系統（例如蛛網結構）的轉子輪盤的實施例的局部側視圖；

圖4為具有轉子輪盤加熱系統（例如網格結構）的轉子輪盤的實施例的局部側視圖；

圖5為具有轉子輪盤加熱系統的轉子輪盤的實施例的橫向截面圖，所述轉子輪盤加熱系統包括設置在凹槽內的多層加熱材料，如由圖3和圖4中的線5-5所指示；

圖6為在圖5中的線6-6內截取的所述多層加熱材料的實施例的細部橫向截面圖，所述多層加熱材料設置在所述等凹槽中的一者內；

圖7為具有轉子輪盤加熱系統的轉子輪盤的實施例的局部側視圖和局部橫向圖，所述轉子輪盤加熱系統設置在一環形表面上；

圖8為具有轉子輪盤加熱系統的轉子輪盤的實施例的局部橫向圖，所述轉子輪盤加熱系統設置在一環形表面上；

圖9為在圖8中的線9-9內截取的多層加熱材料的實施例的細部橫向圖，所述多層加熱材料設置在所述環形表面上；

圖10為在圖8中的線9-9內截取的多層加熱材料的實施例的細部橫向圖，所述多層加熱材料（例如，分區段）設置在所述環形表面上；

圖11為可拆卸探頭（removable?probe）的實施例的示意圖，所述可拆卸探頭插入到旋轉機械的殼體內來為轉子輪盤加熱系統提供電力；以及