[發(fā)明專利]經(jīng)由獨(dú)立冷卻回路進(jìn)行的冷卻劑遞送

在審

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• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN114555914A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬修·特洛伊·哈夫納;林賽·瑪麗·基布勒;布拉德·威爾遜·萬塔塞爾;本杰明·保羅·拉西;扎卡里·約翰·斯奈德;C·D·波特;斯里坎特·錢德拉杜·科蒂林加姆
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D5/18
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 羅茜;劉芳

本發(fā)明公開了一種獨(dú)立冷卻回路的實(shí)施方案，該獨(dú)立冷卻回路用于將冷卻流體選擇性地遞送到氣體渦輪系統(tǒng)的部件，該獨(dú)立冷卻回路包括：至少一個(gè)冷卻劑進(jìn)料通道，該至少一個(gè)冷卻劑進(jìn)料通道流體地聯(lián)接到冷卻流體供應(yīng)源；和冷卻通道互連回路，該冷卻通道互連回路包括：嵌入在該部件的外壁內(nèi)的冷卻通道互連回路；沖擊板；和多個(gè)進(jìn)料管，該多個(gè)進(jìn)料管將該沖擊板連接到該部件的該外壁并且將冷卻流體供應(yīng)源流體地聯(lián)接到該冷卻通道互連回路；其中僅響應(yīng)于部件的外壁中暴露冷卻通道中的至少一個(gè)冷卻通道的缺口的形成，冷卻流體流過該多個(gè)進(jìn)料管進(jìn)入該冷卻通道互連回路中。

關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的聲明

本發(fā)明是在政府支持下在美國能源部授予的合同DE-FE0031611下完成的。政府擁有某些權(quán)利。

背景技術(shù)

本公開總體上涉及渦輪系統(tǒng)，并且更具體地涉及冷卻流體經(jīng)由獨(dú)立冷卻回路到氣體渦輪系統(tǒng)的部件的遞送。

氣體渦輪系統(tǒng)是廣泛用于諸如發(fā)電的領(lǐng)域的渦輪機(jī)的一個(gè)示例。常規(guī)氣體渦輪系統(tǒng)通常包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器區(qū)段和渦輪區(qū)段。在氣體渦輪系統(tǒng)的操作期間，系統(tǒng)中的各種部件諸如渦輪槳片、噴嘴翼型件和護(hù)罩段經(jīng)受高溫氣流，這可能導(dǎo)致部件失效。由于較高溫度的氣流通常導(dǎo)致氣體渦輪系統(tǒng)的性能、效率和功率輸出增加，因此有利的是冷卻經(jīng)受高溫氣流以允許氣體渦輪系統(tǒng)在升高的溫度下操作的部件并延長氣體渦輪系統(tǒng)的部件的壽命。

通常通過引導(dǎo)冷卻流體流通過在氣體渦輪系統(tǒng)的部件中形成的內(nèi)部通道來提供冷卻(例如，對流冷卻、沖擊冷卻等)。在許多情況下，冷卻流體通過泄放由氣體渦輪系統(tǒng)的壓縮機(jī)區(qū)段排放的空氣的一部分來提供。

熱障涂層(TBC)通常應(yīng)用于氣體渦輪系統(tǒng)的部件以提供保護(hù)性熱屏蔽、防止由于高溫引起的損壞并通過減少氧化和熱疲勞來延長部件壽命。TBC的剝落是氣體渦輪系統(tǒng)中的常見問題。當(dāng)TBC剝落時(shí)，TBC的部分可能斷裂并脫離部件，從而將下面的表面暴露于高溫和損壞(例如，壁缺口)。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一個(gè)方面涉及一種獨(dú)立冷卻回路，該獨(dú)立冷卻回路用于將冷卻流體流選擇性地遞送到氣體渦輪系統(tǒng)的部件，該獨(dú)立冷卻回路包括：冷卻通道互連回路，該冷卻通道互連回路嵌入在該部件的外壁內(nèi)；沖擊板；和多個(gè)進(jìn)料管，該多個(gè)進(jìn)料管將該沖擊板連接到該部件的該外壁并且將冷卻流體供應(yīng)源流體地聯(lián)接到該冷卻通道互連回路；其中僅響應(yīng)于該部件的該外壁中暴露這些冷卻通道中的至少一個(gè)冷卻通道的缺口的形成，該冷卻流體流過該多個(gè)進(jìn)料管進(jìn)入該冷卻通道互連回路中。

本公開的另一方面涉及一種冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括：氣體渦輪系統(tǒng)的部件；和獨(dú)立冷卻回路，該獨(dú)立冷卻回路用于將冷卻流體選擇性地遞送到氣體渦輪系統(tǒng)的部件，該獨(dú)立冷卻回路包括：冷卻通道互連回路，該冷卻通道互連回路嵌入在該部件的外壁內(nèi)；沖擊板；和多個(gè)進(jìn)料管，該多個(gè)進(jìn)料管將該沖擊板連接到該部件的該外壁并且將冷卻流體供應(yīng)源流體地聯(lián)接到該冷卻通道互連回路；其中僅響應(yīng)于該部件的該外壁中暴露這些冷卻通道中的至少一個(gè)冷卻通道的缺口的形成，該冷卻流體流過該多個(gè)進(jìn)料管進(jìn)入該冷卻通道互連回路中。

本公開的另一方面涉及一種用于減少對氣體渦輪系統(tǒng)的部件的剝落相關(guān)損壞的方法，該方法包括：將冷卻通道互連回路嵌入在該部件的外壁的某一區(qū)段內(nèi)；以及僅響應(yīng)于暴露冷卻通道互連回路的一部分的壁缺口，將冷卻流體流引導(dǎo)到冷卻通道互連回路中。

本公開的例示性方面解決本文描述的問題和/或未討論的其他問題。

附圖說明

從結(jié)合描繪本公開的各種實(shí)施方案的附圖的對本公開的各個(gè)方面的以下詳細(xì)描述，將更容易理解本公開的這些和其他特征。

圖1描繪了根據(jù)實(shí)施方案的氣體渦輪系統(tǒng)的示意圖。

圖2描繪了根據(jù)實(shí)施方案的氣體渦輪系統(tǒng)的渦輪區(qū)段的一部分的側(cè)視圖。

圖3描繪了根據(jù)實(shí)施方案的渦輪槳片的透視圖。