[實用新型]用于渦輪系統的溫度梯度管理裝置

有效

• 申請號: 201320497844.2
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN203669941U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: J.J.布特基維奇;林宇光
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/10
• 分類號: F01D25/10;F01D25/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本文所公開的主題涉及渦輪系統，并且更具體地涉及用于此類渦輪系統的溫度梯度管理裝置以及管理溫度梯度的方法。?

背景技術

渦輪系統通常包括具有多個層疊的輪的轉子。層疊的輪的外部徑向區域稱為邊緣部分，而層疊的輪的中心徑向區域稱為孔部分。渦輪系統的典型運行必需高溫，該高溫可使渦輪的各種構件受到相對極端的熱負載。主流路的高溫為渦輪系統內的壓縮過程和燃燒過程的結果。結果，層疊的輪中的大的溫度梯度通常特別是在渦輪系統的啟動期間存在，而主流路溫度在溫度上顯著高于轉子。具體而言，大的溫度梯度由比孔部分顯著更熱的邊緣部分引起。?

上文所述的大的溫度梯度給予熱應力，該熱應力疊加到起因于離心力和表面壓力的機械應力上。由轉子構件經歷的應力和溫度歷史確定各個運行周期所累積的損壞，且因此確定轉子的預期壽命。?

實用新型內容

根據本實用新型的一個方面，一種用于渦輪系統的溫度梯度管理裝置包括轉子，轉子包括沿轉子軸向地延伸的轉子孔。還包括副流路，副流路包括用于副空氣流流向轉子孔的入口，以及相對于渦輪系統的主流動方向設置在入口的軸向上游的出口。還包括流速操控器，其設置成鄰近出口，且構造成在第一渦輪系統運行狀態期間增大副空氣流的流速并且在第二渦輪系統運行狀態期間減小副空氣流的流速。優選地，流速操控器包括構造成控制鄰近出口的間隙的至少一個可調整的密封件。?

根據本實用新型的另一個方面，一種用于渦輪系統的溫度梯度管理裝置包括轉子，轉子包括多個層疊的輪和轉子孔。還包括多個壓縮機級。還包括至少一個副流路，副流路包括用于副空氣流流向轉子孔的至少一個入口，其中，至少一個副流路從至少一個入口沿相對于主流動方向的上游方向朝向設置成鄰近多個壓縮機級中的至少一個壓縮機級的至少一個出口延伸。還包括流速操控器，其設置成鄰近至少一個出口，且構造成在第一渦輪系統運行狀態期間增大副空氣流的流速并且在第二渦輪系統運行狀態期間減小副空氣流的流速。優選地，流速操控器包括構造成控制鄰近出口的間隙的至少一個可調整的密封件。?

根據本實用新型的又一個方面，提供了一種管理渦輪系統的溫度梯度的方法。該方法包括經過入口而將副空氣流發送至設置在轉子內的轉子孔而沿副流路發送至出口。還包括增大出口處的流路間隙以在第一渦輪系統運行狀態期間增大副空氣流經過副流路的流速。還包括減小出口處的流路間隙以在第二渦輪系統運行狀態期間減小副空氣流經過副流路的流速。?

這些及其它優點和特征將從結合附圖的以下描述中變得更明顯。?

附圖說明

在本說明書的所附的權利要求中特別地指出且明確地主張了被認作本實用新型的主題。本實用新型的前述及其它特征和優點將從結合附圖的以下詳細描述中清楚，在附圖中：?

圖1為渦輪系統的簡圖；

圖2為渦輪系統的局部示意性側視圖；以及

圖3為示出管理渦輪系統的溫度梯度的方法的流程圖。

詳細描述參照附圖以示例的方式闡述了本實用新型的實施例以及優點和特征。?

符號說明?

10?渦輪系統

12?壓縮機區段

14?燃燒器區段

16?渦輪區段

18?轉子

20?燃料噴嘴

22?燃料供應部

24?外殼

26?主流路

28?排氣

30?實心輪

32?環形輪

34?邊緣部分

36?轉子孔

38?轉子葉片

40?定子靜葉

42?轉子中心線

44?壓縮機級

46?中間級

48?多個前方的級

50?多個后方的級

52?副空氣流

53?冷卻/清洗流

54?至少一個入口

56?副流路

58?出口

60?定子靜葉間隔件

62?流速操控器

64?間隙

100?管理渦輪系統的溫度梯度的方法

102?轉子孔

104?第一渦輪系統運行狀態。

具體實施方式