[实用新型]用于从涡轮机排除热量的系统

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于从涡轮机散热的系统。在特定实施例中，所述系统可以包括闭环冷却系统，所述闭环冷却系统沿所述涡轮机中的高温气体通道排除部件热量。

背景技术

涡轮机广泛用于各种航空、工业和发电应用以执行工作。每个涡轮机通常包括沿外围安装的定子叶片与旋转叶片的交替级。所述定子叶片可以附接到诸如壳体等围绕所述涡轮机的固定部件，并且所述旋转叶片可以附接到沿所述涡轮机的轴向中心线定位的转子。压缩工作流体，例如蒸汽、燃烧气体或空气，沿高温气体通道流过所述涡轮机以做功。所述定子叶片使所述压缩工作流体加速并流到后续级的旋转叶片上，以将运动给予旋转叶片，从而转动所述转子并产生轴功。

较高的工作流体运行温度通常造成提高的热力学效率和/或增加的功率输出。但是，较高的运行温度还会导致沿高温气体通道的多个部件出现腐蚀增加、蠕变和低循环疲劳的情况。因此，已开发出为暴露于与高温气体通道相关的高温下的多个部件提供冷却的系统和方法。例如，一些系统和方法使冷却介质循环通过所述部件中的内腔，以向所述部件提供对流和传导冷却。在其他系统和方法中，所述冷却介质还可以从所述内腔流过冷却通道，然后流出所述部件以在所述部件的外表面上提供薄膜冷却。尽管现有系统和方法在容许的较高运行温度下已经非常有效，但是仍需要改进系统和方法以从所述涡轮机排除热量。

发明内容

本实用新型的方面和优点会在以下说明中进行阐述，或可以从说明书中显而易见，或可以通过实践本实用新型来了解。

本实用新型的一个实施例是一种用于从涡轮机排除热量的系统。所述系统包括位于所述涡轮机中的部件，所述部件具有位于其中的供应腔室以及返回腔室。所述系统还包括限定所述部件的形状的基底,所述基底具有内表面和外表面。所述系统还具有应用于所述基底的外表面上的涂层，所述涂层具有：内表面，所述内表面面向所述基底的外表面；以及外表面，所述外表面与所述内表面相对。所述系统还包括位于所述基底的外表面与所述涂层的外表面之间的第一流体通道。所述系统还包括第一流体通路，第一流体通路从所述供应腔室穿过所述基底且进入所述第一流体通道中，并且第二流体通路从所述第一流体通道穿过所述基底且进入所述返回腔室中。

其中，所述部件包括翼型。

其中，所述涂层包括：粘合层，所述粘合层应用于所述基底的所述外表面上；以及热障涂层，所述热障涂层应用于所述粘合层上。

其中，所述第一流体通道位于所述粘合层与所述热障涂层之间。

其中，所述第一流体通道嵌入所述基底的所述外表面中或嵌入所述涂层的所述内表面中。

其中，所述第一流体通道被所述涂层围绕。

所述的系统进一步包括：第二流体通道，所述第二流体通道位于所述基底的所述外表面与所述涂层的所述外表面之间；第三流体通路，所述第三流体通路穿过所述基底且进入所述第二流体通道中；第四流体通路，所述第四流体通路从所述第二流体通道延伸穿过所述基底；以及其中所述第一流体通道位于所述第二流体通道的上游。

本实用新型的另一个实施例是一种用于从涡轮机排除热量的系统，所述系统包括翼型，所述翼型具有前缘、与所述前缘相对的后缘以及位于所述前缘与所述后缘之间的相对的凹面和凸面。所述系统还包括限定所述翼型的至少一部分的基底，所述基底具有内表面和外表面。所述系统还包括应用于所述基底的外表面上的涂层，所述涂层具有：内表面，所述内表面面向所述基底的外表面；以及外表面，所述外表面与所述内表面相对。所述系统还包括位于所述基底的外表面与所述涂层的外表面之间的第一流体通道。第一流体通路穿过所述基底且进入所述第一流体通道中，并且第二流体通路从所述第一流体通道穿过所述基底。

其中，所述涂层包括：粘合层，所述粘合层应用于所述基底的所述外表面上；以及热障涂层，所述热障涂层应用于所述粘合层上。

其中，所述第一流体通道位于所述粘合层与所述热障涂层之间。

其中，所述第一流体通道嵌入所述基底的所述外表面中或嵌入所述涂层的所述内表面中。

其中，所述第一流体通道被所述涂层围绕。

其中，所述第一流体通道提供沿所述翼型的所述凹面从所述后缘朝向所述前缘的流体连通。