本发明专利技术涉及用于涡轮机中的叶轮和轮叶的热管温度管理系统。具体而言，一种涡轮机包括构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流的压缩机，压缩空气流排出到出口部分中。燃烧器与压缩机可操作地连接，且接收压缩空气流。涡轮与燃烧器可操作地连接，且接收来自燃烧器的燃烧气流。涡轮具有多个叶轮和多个轮叶，且涡轮接收压缩机放出空气来冷却其中至少一个叶轮。冷却系统可操作地连接至涡轮，且包括附接到或嵌入其中至少一个叶轮内的多个热管。压缩机放出空气构造成冲击到热管或叶轮中的至少一个上。热管和压缩机放出空气构造成冷却叶轮。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本专利申请涉及2015年4月2日提交的序列号为14/676884的美国申请；2015年4月2日提交的序列号为14/676889的美国申请；2015年4月2日提交的序列号为14/676895的美国申请；2015年4月2日提交的序列号为14/676905的美国申请；2015年4月2日提交的国际申请第PCT/US15/24127号；2015年4月2日提交的国际申请第PCT/US15/24128号；2015年4月2日提交的序列号为14/676917的美国申请；2015年4月2日提交的序列号为14/676936的美国申请；以及2015年4月2日提交的序列号为14/676950的美国申请；全部与本申请同时提交。
本专利技术的示例性实施例涉及涡轮机领域，并且更具体地涉及用于涡轮机的叶轮和轮叶的热管温度管理系统。
技术介绍
涡轮机包括可操作地连接至涡轮的压缩机，涡轮继而又驱动另一个机器，诸如发电机。压缩机压缩进入的空气流，其输送至燃烧器以与燃料混合且点燃形成高温高压的燃烧产物。高温高压的燃烧产物用于驱动涡轮。由于燃烧产物的高温，燃气涡轮叶轮和轮叶需要冷却。已知的材料具有其限制，且冷却允许叶轮和轮叶在这些高温下操作。这种冷却最常见是利用从压缩机获取的高压空气实现。然而，压缩机高压空气冷却的负面属性是循环输出能力和效率的降低。因此，存在对于替代的叶轮和轮叶冷却方法的需要。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，一种涡轮机包括压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流，压缩空气流排出到出口部分中。燃烧器与压缩机可操作地连接，且燃烧器接收压缩空气流。涡轮与燃烧器可操作地连接。涡轮接收来自燃烧器的燃烧气流。涡轮具有多个叶轮和多个轮叶，且涡轮接收压缩机放出空气来冷却该多个叶轮中的至少一个。冷却系统可操作地连接至涡轮。冷却系统包括附接到或嵌入该多个叶轮中的至少一个内的多个热管。压缩机放出空气构造成冲击到该多个热管或该多个叶轮中的至少一个上。该多个热管和压缩机放出空气构造成冷却多个叶轮。在本专利技术的另一个方面，提供了一种用于涡轮机的冷却系统。涡轮机包括压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流。燃烧器与压缩机可操作地连接，且燃烧器接收压缩空气流。涡轮与燃烧器可操作地连接，且涡轮接收来自燃烧器的燃烧气流。涡轮具有多个涡轮叶轮，且涡轮接收压缩机放出空气来冷却该多个涡轮叶轮中的至少一个。冷却系统包括大致位于该多个叶轮中的至少一个内的多个热管。该多个热管从其中一个涡轮叶轮的外径向位置延伸至其中一个涡轮叶轮的内径向位置。该多个热管构造成将热从外径向位置传导到内径向位置。压缩机放出空气构造成冲击到其中至少一个涡轮叶轮的内径向部分上，且压缩机放出空气在冲击第一级涡轮叶轮之后引导至涡轮排气。在本专利技术的还有另一个方面，提供了一种冷却涡轮机的方法。该方法包括使空气流经过压缩机的经过步骤。压缩机作用在空气流上以产生压缩空气流，且获得压缩空气流的一部分以形成压缩机放出空气流。向涡轮叶轮的内部低压力半径引导放出空气流。获取步骤通过热传导热至多个热管来从涡轮叶轮获取热。该多个热管从涡轮叶轮的外径向位置延伸至涡轮叶轮的内径向位置。传导步骤经由该多个热管将热从外径向位置传导至涡轮叶轮的内径向位置。冷却步骤通过将压缩机放出空气流向内径向位置引导来冷却涡轮叶轮。排放步骤通过涡轮排气来排放压缩机放出空气流。该方法还包括从压缩机的第一级取得压缩机放出空气流，和/或在压缩机的第一级与压缩机的第三级之间取得压缩机放出空气流。该多个热管大致位于第一级涡轮叶轮内，且压缩机放出空气构造成冲击第一级涡轮叶轮的内部低压力半径。可选的喷射步骤将去离子水喷射到第一级涡轮叶轮的轴向上游。技术方案1. 一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流，所述压缩空气流排出到出口部分中；与所述压缩机可操作地连接的燃烧器，所述燃烧器接收所述压缩空气流；与所述燃烧器可操作地连接的涡轮，所述涡轮接收来自所述燃烧器的燃烧气流，所述涡轮具有多个叶轮和多个轮叶，所述涡轮接收压缩机放出空气以冷却所述多个叶轮中的至少一个；以及可操作地连接至所述涡轮的冷却系统，所述冷却系统包括附接到或嵌入所述多个叶轮中的至少一个内的多个热管，所述压缩机放出空气构造成冲击到所述多个热管或所述多个叶轮中的至少一个上，并且其中所述多个热管和所述压缩机放出空气构造成冷却所述多个叶轮。技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮机，其中，所述多个热管还包括热传递介质，所述热传递介质包括以下项中的一者或组合：铝、铍、铍-氟合金、硼、钙、铯、钴、铅-铋合金、液态金属、锂-氯合金、锂-氟合金、锰、锰-氯合金、汞、熔盐、钾、钾-氯合金、钾-氟合金、钾-氮-氧合金、铑、铷-氯合金、铷-氟合金、钠、钠-氯合金、钠-氟合金、钠-硼-氟合金、钠-氮-氧合金、锶、锡、锆-氟合金。技术方案3. 根据技术方案1所述的涡轮机，其中，所述多个热管还包括熔盐热传递介质，所述熔盐热传递介质包括钾、钠或铯中的一者或组合。技术方案4. 根据技术方案3所述的涡轮机，其中，所述压缩机放出空气从所述压缩机的第一级取得。技术方案5. 根据技术方案3所述的涡轮机，其中，所述压缩机放出空气从所述压缩机的第一级处或所述压缩机的第一级与所述压缩机的第三级之间取得。技术方案6. 根据技术方案3所述的涡轮机，其中，所述多个热管位于第一级涡轮叶轮中或其上，且所述压缩机放出空气构造成冲击所述第一级涡轮叶轮的内部低压力半径。技术方案7. 根据技术方案6所述的涡轮机，其中，所述压缩机放出空气在冲击所述第一级涡轮叶轮之后引导至涡轮排气。技术方案8. 根据技术方案1所述的涡轮机，其中，所述多个热管具有一定的截面形状，所述截面形状大体上包括以下项中的至少一者：圆形、椭圆形、带圆角的矩形，或多边形。技术方案9. 根据技术方案3所述的涡轮机，其中，所述涡轮机还包括构造成将去离子水喷射到第一级涡轮叶轮的上游的去离子水喷射系统。技术方案10. 一种用于涡轮机的冷却系统，所述涡轮机包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流；与所述压缩机可操作地连接的燃烧器，所述燃烧器接收所述压缩的空气流；与所述燃烧器可操作地连接的涡轮，所述涡轮接收来自所述燃烧器的燃烧气流，所述涡轮具有多个涡轮叶轮，所述涡轮接收压缩机放出空气以冷却所述多个涡轮叶轮中的至少一个，所述冷却系统包括：大致位于所述多个叶轮中的至少一个内的多个热管，所述多个热管从所述涡轮叶轮中的一个的外径向位置延伸至所述涡轮叶轮中的一个的内径向位置，所述多个热管构造成将热从所述外径向位置传导至所述内径向位置；并且其中所述压缩机放出空气构造成冲击在所述涡轮叶轮中的至少一个的内径向部分上，且其中所述压缩机放出空气在冲击第一级涡轮叶轮之后引导至涡轮排气。技术方案11. 根据技术方案10所述的冷却系统，其中，所述多个热管还包括熔盐热传递介质，所述熔盐热传递介质包括钾、钠或铯中的一者或组合。技术方案12. 根据技术方案11所述的冷却系统，其中，所述压缩机放出空气从以下取得：所述压缩机的第一级，或所述压缩机的第一级与所述压缩机的第三级之间。技术方案13. 根据技术方案12本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流，所述压缩空气流排出到出口部分中；与所述压缩机可操作地连接的燃烧器，所述燃烧器接收所述压缩空气流；与所述燃烧器可操作地连接的涡轮，所述涡轮接收来自所述燃烧器的燃烧气流，所述涡轮具有多个叶轮和多个轮叶，所述涡轮接收压缩机放出空气以冷却所述多个叶轮中的至少一个；以及可操作地连接至所述涡轮的冷却系统，所述冷却系统包括附接到或嵌入所述多个叶轮中的至少一个内的多个热管，所述压缩机放出空气构造成冲击到所述多个热管或所述多个叶轮中的至少一个上，并且其中所述多个热管和所述压缩机放出空气构造成冷却所述多个叶轮。
【技术特征摘要】
2015.04.02 US 14/6769251. 一种涡轮机，包括：压缩机，其构造成压缩在进气部分处接收的空气以形成压缩空气流，所述压缩空气流排出到出口部分中；与所述压缩机可操作地连接的燃烧器，所述燃烧器接收所述压缩空气流；与所述燃烧器可操作地连接的涡轮，所述涡轮接收来自所述燃烧器的燃烧气流，所述涡轮具有多个叶轮和多个轮叶，所述涡轮接收压缩机放出空气以冷却所述多个叶轮中的至少一个；以及可操作地连接至所述涡轮的冷却系统，所述冷却系统包括附接到或嵌入所述多个叶轮中的至少一个内的多个热管，所述压缩机放出空气构造成冲击到所述多个热管或所述多个叶轮中的至少一个上，并且其中所述多个热管和所述压缩机放出空气构造成冷却所述多个叶轮。2. 根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个热管还包括热传递介质，所述热传递介质包括以下项中的一者或组合：铝、铍、铍-氟合金、硼、钙、铯、钴、铅-铋合金、液态金属、锂-氯合金、锂-氟合金、锰、锰-氯合金、汞、熔盐、钾、钾-氯合金、钾-氟合金、钾-氮-氧合金、铑、铷-氯合金、铷-氟合金、钠、钠-氯合金、钠-氟合金、钠-硼-氟合金、钠-氮-氧合金、锶、锡、锆-氟合金。3. 根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个热管还包括熔盐热传递介质，所述熔盐热传递介质包括钾、钠或铯中的一者或组合。4. 根据权利要求3所述的涡轮机，其特征在于，所述压缩机放出空气从所述压缩机的第一级取得。5. 根据权利要求3所述的涡轮机，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：S埃卡纳亚克，TE维克特，JE梅斯特罗尼，AI西皮奥，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。