[发明专利]用于涡轮机叶轮部件的交叉吹扫流系统

说明书

技术领域

本文中公开的主题涉及涡轮机的领域，并且更特定地涉及用于涡轮机叶轮部件的交叉吹扫流系统。

背景技术

燃气涡轮机包括可能经受高温的内部的且旋转的构件。在压缩机中，转子构件经受导致低周疲劳、脆化以及蠕变的高温和温度梯度，低周疲劳、脆化以及蠕变全部对系统性能和耐久性具有有害的影响。为了增强系统性能并延长构件寿命，涡轮机包括将冷却空气流引导到各种构件上的吹扫系统。现有的吹扫系统依靠单级压力降来驱动围绕叶轮表面的空气流。吹扫空气流在流路中的压力较高的区域处启动，向着叶轮孔区域向内行进，并且返回至流路中的压力较低的区域。以这种方式，吹扫空气流减小了温度梯度，并且降低了最高的转子叶轮温度，以增强构件寿命和涡轮机可操作性。

发明内容

根据示例性实施例的一个方面，一种叶轮部件包括具有通过中间部而延伸至第二表面的第一表面的主体。主体包括外直径表面和中心孔。第一组多个吹扫路线形成于主体中。第一组多个吹扫路线通过主体而从第一端延伸至第二端。该第一组多个吹扫路线布置成沿着第一方向引导第一吹扫流。第二组多个吹扫路线也形成于主体中且与该第一组多个吹扫路线流体地隔绝。该第二组多个吹扫路线通过主体而从第一端部延伸至第二端部，并且布置成沿着与第一方向截然不同的第二方向引导第二吹扫流，以建立交叉吹扫流。

根据示例性实施例的另一方面，一种涡轮机包括压缩机部和操作地连接至该压缩机部的涡轮部。压缩机部和涡轮部中的至少一个包括叶轮部件，该叶轮部件包括具有通过中间部而延伸至第二表面的第一表面的主体。该主体包括外直径表面和中心孔。第一组多个吹扫路线形成于主体中。第一组多个吹扫路线通过主体而从第一端延伸至第二端。该第一组多个吹扫路线布置成沿着第一方向引导第一吹扫流。第二组多个吹扫路线也形成于主体中且与该第一组多个吹扫路线流体地隔绝。该第二组多个吹扫路线通过主体而从第一端部延伸至第二端部，并且布置成沿着与第一方向截然不同的第二方向引导第二吹扫流，以建立交叉吹扫流。

根据示例性实施例的又一方面，一种在涡轮机中递送交叉吹扫流的方法包括：从涡轮机的流路向着叶轮部件传递第一吹扫流，沿着叶轮部件从涡轮机的叶轮空间传递第二吹扫流，引导第一吹扫流通过形成于叶轮部件中的第一吹扫流路线，引导第二吹扫流通过形成于叶轮部件中、与第一吹扫路线流体地隔绝的第二吹扫流路线，从第一吹扫流路线向着叶轮部件的中心孔排出第一吹扫流，以及从第二吹扫流路线向着流路排出第二吹扫流而在叶轮部件处建立交叉吹扫流。

根据下述结合附图得到的描述，这些和其它的优点及特征将变得更加显而易见。

附图说明

在说明书的结论部分处的权利要求书中特别地指出且清楚地主张了被视为本发明的主题。根据下述结合附图得到的详细描述，本发明的前述和其它的特征及优点是显而易见的，在附图中：

图1是包括根据一个示例性实施例的交叉吹扫流布置的涡轮机的横截面示意图；

图2是包括根据该示例性实施例的交叉吹扫流布置的叶轮部件的透视图；

图3是图2的叶轮部件的第一侧的局部透视图；

图4是图2的叶轮部件的第二侧的局部透视图；

图5是显示第一交叉流路线的图2的叶轮部件的示意图；

图6是显示第二交叉流路线的图2的叶轮部件的示意图；以及

图7是显示图2的叶轮部件上的交叉流区的图2的转子叶轮的示意图。

详细的描述参照附图以示例的方式解释了本发明的实施例，以及优点和特征。

部件列表：

2  涡轮机

4  外壳

6  压缩机部

8  涡轮部

20、21、22  转子/叶轮部件

23、24、25、31、32、33  多个导叶或叶片

26、27、28  转子/叶轮元件

35  热燃烧气体

38  热气路径

40  提取空气/压缩机流

42  提取空气通路

45  交叉吹扫流布置

48  图2-6

50  主体

54  第一表面

55  第二表面

56  中间部

58  外直径表面

60  中心孔

62  轮叶/叶片安装部件

64  第一组多个吹扫路线

68  第二组多个吹扫路线

70  多个螺栓通路

72、83  管道