[發(fā)明專利]用于多壁葉片的冷卻回路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611190530.2
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN107023324A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D.W.韋伯;F.T.小韋勒
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 吳俊,傅永霄

相關(guān)申請的交叉引用

本申請涉及共同未決的美國申請?zhí)枺?4/9770788, 14/977102, 14/977124, 14/977175, 14/977200, 14/977228, 14/977247和14/977270，GE卷號282168-1, 282169-1, 282171-1, 283464-1, 283467-1, 283463-1, 283462-1和284160-1，所有都于2015年12月21日提交。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開大體上涉及渦輪系統(tǒng)，并且更具體地涉及減小多壁渦輪葉片冷卻回路中的壓力損失。

背景技術(shù)

燃氣渦輪系統(tǒng)為在如發(fā)電的領(lǐng)域中廣泛利用的渦輪機的一個實例。常規(guī)燃氣渦輪系統(tǒng)包括壓縮機區(qū)段、燃燒器區(qū)段以及渦輪區(qū)段。在燃氣渦輪系統(tǒng)的操作期間，系統(tǒng)中的各種構(gòu)件(如渦輪葉片)經(jīng)受可引起構(gòu)件故障的高溫流。由于較高溫度流大體上導致燃氣渦輪系統(tǒng)的提高的性能、效率以及功率輸出，故有利的是冷卻經(jīng)受高溫流的構(gòu)件，以允許燃氣渦輪系統(tǒng)在增加的溫度下操作。

燃氣渦輪系統(tǒng)的渦輪葉片典型地包含內(nèi)部冷卻通道的錯綜迷宮。冷卻通道從燃氣渦輪系統(tǒng)的壓縮機接收空氣，并且使空氣穿過內(nèi)部冷卻通道來冷卻渦輪葉片。由于空氣從壓縮機放出，故穿過冷卻通道的空氣的供給壓力大體上較高。在該程度上，有用的是提供減小不可恢復的壓力損失的冷卻通道；在壓力損失增加時，需要較高的供給壓力來保持足夠的氣體路徑壓力裕度(回流裕度)。較高的供給壓力導致副流動回路中(例如，轉(zhuǎn)子中)的較高泄漏，以及較高的供給溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的第一方面提供了一種渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其包括：用于將流動穿過渦輪葉片的第一通道的第一氣流重新引導到渦輪葉片的中心倉室中的第一弧形轉(zhuǎn)向部；以及用于將流動穿過渦輪葉片的第二通道的第二氣流重新引導到渦輪葉片的中心倉室中的第二弧形轉(zhuǎn)向部，其中第一弧形轉(zhuǎn)向部和第二弧形轉(zhuǎn)向部減小渦輪葉片的中心倉室中的第一氣流和第二氣流的沖擊。

本公開的第二方面提供了一種渦輪葉片，其包括：冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)包括：設(shè)置在渦輪葉片內(nèi)的冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)包括：用于將流動穿過渦輪葉片的第一通道的第一氣流重新引導到渦輪葉片的中心倉室中的第一弧形轉(zhuǎn)向部；以及用于將流動穿過渦輪葉片的第二通道的第二氣流重新引導到渦輪葉片的中心倉室中的第二弧形轉(zhuǎn)向部，其中第一弧形轉(zhuǎn)向部和第二弧形轉(zhuǎn)向部減小渦輪葉片的中心倉室中的第一氣流和第二氣流的沖擊。

本公開的第三方面提供了一種渦輪輪葉，其包括：

柄；聯(lián)接于柄的多壁葉片；以及設(shè)置在多壁葉片內(nèi)的冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)包括：用于將流動穿過第一通道的第一氣流重新引導到葉片的中心倉室中的第一弧形轉(zhuǎn)向部；用于將流動穿過第二通道的第二氣流重新引導到葉片的中心倉室中的第二弧形轉(zhuǎn)向部，第一氣流和第二氣流在中心倉室中組合；其中第一弧形轉(zhuǎn)向部和第二弧形轉(zhuǎn)向部減小中心倉室中的第一氣流和第二氣流的沖擊。

技術(shù)方案1. 一種渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其包括：

第一弧形轉(zhuǎn)向部，其用于將流動穿過渦輪葉片的第一通道的第一氣流重新引導到所述渦輪葉片的中心倉室中；以及

第二弧形轉(zhuǎn)向部，其用于將流動穿過所述渦輪葉片的第二通道的第二氣流重新引導到所述渦輪葉片的所述中心倉室中；

其中所述第一弧形轉(zhuǎn)向部和所述第二弧形轉(zhuǎn)向部減小所述渦輪葉片的所述中心倉室中的所述第一氣流和所述第二氣流的沖擊。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪葉片包括多壁渦輪葉片。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述減小沖擊減小了所述中心倉室中的壓力損失。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪葉片冷卻系統(tǒng)還包括由所述第一弧形轉(zhuǎn)向部的端壁和所述第二弧形轉(zhuǎn)向部的端壁的相鄰遠端形成的尖接合部。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一弧形轉(zhuǎn)向部將所述第一氣流重新引導大約180°，并且其中所述第二弧形轉(zhuǎn)向部將所述第二氣流重新引導大約180°。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一弧形轉(zhuǎn)向部和所述第二弧形轉(zhuǎn)向部是半圓形的。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一弧形轉(zhuǎn)向部和所述第二弧形轉(zhuǎn)向部均包括一組轉(zhuǎn)向?qū)~。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案7所述的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述各個轉(zhuǎn)向?qū)~具有弧形形狀。