[发明专利]用于涡轮叶片冷却的冷却回路

说明书

技术领域

本发明的方面涉及一种冷却回路，且更具体地涉及一种用 于燃气涡轮机叶片冷却的冷却回路。

背景技术

将冷却剂输送到涡轮转子叶片或轮叶上是燃气涡轮机设计 中的一个重要问题，且因此已提出了实现冷却剂输送的许多不同的系 统和方法。举例来说，美国专利No.6,217,280论述了使用其中的冷却 剂流动穿过涡轮转子盘的闭环冷却回路。类似而言，美国专利 No.5,226,785论述了使用导流器和叶轮来输送叶片冷却流，而美国专 利No.5,317,877论述了使已抽取空气穿过换热器，并且穿过环状空间 将空气输送到转子上，其中使用叶轮将空气泵送直至涡轮叶片入口。

在任何情况下，在当前的涡轮叶片冷却系统中，冷却涡轮 叶片所需的冷却空气量均为用于给定机器的总附加气流的大约30％至 40％。因此，涡轮叶片冷却剂输送方法的任何提高都可对机器的性能 产生较大的改善。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用以将冷却剂供送给 燃气涡轮机的涡轮叶片的系统，并且该系统包括：构造成用以从主压 缩机气流中抽取空气的抽取系统；至少一部分设置在燃气涡轮机的外 部的供送回路，其联接到抽取系统上并且构造成用以将作为冷却剂组 分的已抽取空气从抽取系统输送到冷却剂引入区(insertion region)中； 以及冷却系统，其设置在燃气涡轮机的冷却剂引入区附近并在燃气涡 轮机的机上(on-board)位置处联接到供送回路上，该冷却系统构造成用 以将包括已抽取空气的冷却剂供送给涡轮叶片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用以将冷却剂供送 给燃气涡轮机的涡轮叶片的系统，并且该系统包括：构造成用以从主 压缩机气流中抽取一组空气供给源的抽取系统；至少一部分设置在燃 气涡轮机的外部的供送回路，其联接到抽取系统上并且构造成用以将 作为冷却剂组分的各个已抽取空气供给源从抽取系统输送到冷却剂 引入区；以及冷却系统，其设置在燃气涡轮机的冷却剂引入区附近并 在涡轮机的机上位置处联接到供送回路上，该冷却系统构造成用以将 包括各个已抽取空气供给源的冷却剂供送给涡轮叶片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种将冷却剂供送给燃 气涡轮机的涡轮叶片的方法，并且该方法包括：从主压缩机气流中抽 取空气，将作为冷却剂组分的已抽取空气至少部分地从外部输送到位 于燃气涡轮机的机上位置处的燃气涡轮机的冷却剂引入区中，以及将 包括已抽取空气的冷却剂供送给涡轮叶片。

附图说明

在本说明书的权利要求中，特别地指出并明确地要求视作 本发明的主题。通过参看以下说明并结合附图，本发明的上述及其它 目的、特征和优点将更为明显，在附图中：

图1为示出穿过示范性燃气涡轮机并且穿过根据本发明实 施例的示范性供送回路的气流的示意性流程图；

图2为根据本发明实施例的示范性燃气涡轮机的截面图； 以及

图3为图2中的涡轮机的后段的分解截面图。 零件清单 1    压缩机 10   燃气涡轮机 11         盘内腔室 13         转盘 14         燃料混合区 12         涡轮叶片 20         供送回路 30         抽取系统 30A，30B   抽取点 31，32，33 抽取线路 35，36     空气供送体 40         冷却系统 41，42，43 冷却线路 44，45     轴向管路 46         冷却剂引入区 47，48     强制涡流机构 49         再循环机构 50         换热器 60         清洁器 70         测量装置 80         压缩机 100        转子部分 111        空气密封管(air gland) 112        转子内孔管路

具体实施方式