[發明專利]包括多個噴嘴和文丘里管的翼型件

在審

• 申請號: 201911192447.2
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111255523A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 斯坦利·凱文·維德納
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;金飛

本發明提供了一種翼型件(46)，翼型件包括多個噴嘴和文丘里管。翼型件(46)可包括主體，主體包括限定高壓流體室(104)的內壁(344)和延伸穿過內壁(344)的多個高壓噴嘴(330)。每個高壓噴嘴(330)可與高壓流體室(104)流體連通。翼型件(42)主體還可包括中間壁(318,346)，中間壁鄰近內壁(344)定位并圍繞內壁以限定在中間壁(318,346)和內壁(344)之間形成的低壓流體室(324)，以及延伸穿過中間壁(318,346)的多個低壓文丘里管(332)。每個低壓文丘里管(332)可與低壓流體室(324)流體連通。附加地，翼型件主體可包括外壁(320)，外壁鄰近中間壁(318,346)定位并圍繞中間壁以限定在中間壁(318,346)和外壁(320)之間形成的冷卻通道(142,242)。

背景技術

本公開整體涉及用于渦輪機系統的熱氣路徑部件，并且更具體地講，涉及形成為翼型件的熱氣路徑部件，這些翼型件包括多個噴嘴和在其中形成的文丘里管。

常規渦輪機諸如氣體渦輪機系統為發電機產生電力。通常，氣體渦輪機系統通過使流體(例如，熱氣體)穿過氣體渦輪機系統的渦輪機部件來生成動力。更具體地，入口空氣可以被吸入壓縮機中被壓縮。一旦被壓縮，入口空氣與燃料混合以形成燃燒產物，該燃燒產物可以由氣體渦輪機系統的燃燒器反應以形成氣體渦輪機系統的操作流體(例如，熱氣體)。然后，流體可以流過流體流動路徑以用于旋轉渦輪機部件的多個旋轉槳片和轉子或軸以用于生成動力。可以經由多個旋轉槳片以及定位于旋轉槳片之間的多個固定噴嘴或葉片來將流體引導通過渦輪機部件。當多個旋轉葉片旋轉氣體渦輪機系統的轉子時，聯接到轉子的發電機可以從轉子的旋轉產生電力。

在操作期間，渦輪機槳片和葉片，更具體地講每個渦輪機槳片和葉片的翼型件可暴露于流過渦輪部件的流動路徑的高溫操作流體。隨時間推移和/或在暴露期間，渦輪機槳片和葉片的翼型件可發生不期望的熱膨脹和/或操作磨損。翼型件的熱膨脹可導致渦輪機槳片/葉片的損壞和/或中斷。當翼型件損壞或發生中斷事件時，可降低渦輪機部件的操作效率，繼而降低整個渦輪機系統的操作效率。附加地，當翼型件損壞或發生中斷事件時，渦輪機部件可能需要關閉以更換損壞的渦輪機槳片和/或葉片，從而導致更換槳片/葉片時渦輪機系統不產生電力。

為了使熱膨脹和劣化最小化，通常冷卻翼型件。例如，常規翼型件通常包含內部冷卻通道的復雜迷宮。由例如氣體渦輪機系統的壓縮機提供的冷卻空氣(或其他合適的冷卻劑)可通過和流出冷卻通道以冷卻槳片和葉片的翼型件的各部分。由這些常規翼型件中的一個或多個冷卻通道形成的冷卻回路可包括例如內部、近壁冷卻回路、內部中心冷卻回路、尖端冷卻回路和鄰近翼型件的前緣和后緣的冷卻回路。

通常，在常規系統中，僅高壓冷卻空氣可提供給翼型件并供其利用以進行冷卻。因此，流過常規燃氣渦輪機靜態部件的基本上全部或大部分冷卻空氣必須由高壓源提供，該高壓源經受更大量的壓縮機泵送工作。如果壓力過低，則不能使用來自較低壓力源的原本可用于冷卻部件的冷卻空氣。這繼而可降低氣體渦輪機系統的操作效率，并且/或者可能需要將補充的高壓空氣發生系統結合在氣體渦輪機系統內。因此，使用補充的高壓空氣發生系統來向系統提供附加的高壓空氣給氣體渦輪機系統增加了不期望的建造、安裝、維護和/或操作費用。

發明內容

本公開的第一方面提供了翼型件，該翼型件包括：主體，該主體包括：限定高壓流體室的內壁；延伸穿過內壁的多個高壓噴嘴，所述多個高壓噴嘴中的每個與高壓流體室流體連通；中間壁，該中間壁鄰近內壁定位并圍繞該內壁以限定在中間壁和內壁之間形成的低壓流體室；延伸穿過中間壁的多個低壓文丘里管，所述多個低壓文丘里管中的每個與低壓流體室流體連通；和外壁，該外壁鄰近中間壁定位并圍繞該中間壁以限定在中間壁和外壁之間形成的冷卻通道。