[发明专利]机壳冷却导管

说明书

技术领域

本发明涉及气轮机和操作气轮机的方法。

背景技术

在气轮机中，具体地在气轮机中以及在气轮机周围，气轮机部件，诸如机壳，暴露于气轮机的热工作流体。因此，应用冷却系统以冷却所述气轮机部件。

为冷却的目的，冷却空气系统被安装用于将冷却气流提供到热的气轮机部件。用于安置冷却空气系统以及用于提供气轮机部件，诸如机壳部件的外部和内部的有效冷却的空间是有限的。此外，复杂的冷却系统是昂贵的，并且可靠性较低。另外，大量的冷却空气可以不利地影响涡轮性能。

EP 0 578 639 Bl公开了一种涡轮机机壳。该涡轮机机壳部分地由机罩围起，从而在涡轮机机壳和用于冷却空气流动的通风盖之间形成间隙。

US4,841,726公开了一种多轴双流构造的燃气涡轮喷气发动机。前压缩机或者风机将燃气轮机压缩空气供给到辅助通道中，辅助通道同轴地布置到推进装置轴并且形成在外壁结构和内壁结构之间，副气流部分从辅助通道获取并且被逆着涡轮机壳体结构喷出用于冷却的目的。副气流通道基本上延伸过整个推进装置长度或者至少延伸到接近涡轮机壳体结构的区域，同时副气流部分从副流经由内壁结构中的位于各个涡轮机壳体结构附近的开口离去。

US4,242,042公开了针对游隙控制的对发动机壳的温度控制。将冷却空气喷射到环形空间中由装箱和外气封组成的双壁结构限定，外气封用以控制空间的泄入和泄出以及发动机壳的温度。在作用在发动机壳上的热气流和冷空气之间的温度范围控制机身的收缩和膨胀，而这又反过来相对于转动叶片顶端定位密封，这能够作为发动机功率或者其它参数来表现。

US2004/0018081Al公开了一种低压涡轮机机壳，其带有围绕中心线限定的环形锥壳。前向凸缘定位到该环形壳的前端。前挂钩从前向凸缘向后延伸。分别地具有第一和第二钩的第一和第二轨道从环形壳向后延伸。第一和第二冷却孔分别地贯穿第一和第二轨道。冷却空气馈送孔贯穿前向凸缘。第一和第二冷却孔布置成相对于旋转轴线分别径向地穿过第一和第二轨道，或者布置成相对于旋转轴线以斜角径向地通过第一和第二轨道。低压汽轮机机壳和管罩组件另外包括第一环形空腔，所述第一环形空腔与第一冷却孔和第二冷却孔流体流动连通。

GB 2 108 586公开了涡轮转子叶片顶部和包围机壳之间的游隙控制。冷却空气可以通过管线被引导到低压汽轮机机壳。

US6,227,800Bl公开了一种涡轮机机壳，该涡轮机机壳支撑有一排排气叶片，热燃烧气体可以流过该一排排气叶片。导流体包围机壳以限定冷却导管。导流罩包围涡轮机机壳以限定用于具有接收隔室空气的进口和用于排出空气的出口的隔室。冷却导管包括进口，该进口接收隔室空气用于沿着涡轮机机壳流动，以选择性地冷却涡轮机机壳。

US6,625,989B2公开了用于冷却喷气式发动机的气轮机的机壳的方法和设备，其中冷却空气从旁通流转向并且经由设有关断元件的进气管提供给机壳外侧。冷却空气提供给第一腔，并在第一腔中被分割体积。冷却空气的一个部分经由节流孔流出到机壳，而另一部分经由多个管子通向在低压涡轮机的区域中环状地包围机壳的第二腔。

EP 0 618 349 Al公开了一种用于燃气涡轮发动机的气轮机组件，其包括被装入在环形壳体中的转子叶片和静子叶片的交替环形阵列。每个定子叶片的径向外部被平台固定。螺栓延伸穿过平台上的凸缘，以将定子叶片相对于机壳定位并且阻止定子叶片的任何周缘移动。螺栓径向地延伸穿过机壳以接合环形的冷却导管。环形冷却导管包围限定了空腔的机壳，在运行中冷却空气穿过该空腔以冷却机壳。

发明内容

本发明的目的在于提供对热的气轮机部件的有效冷却。

这一目标可以通过根据独立权利要求的主题的气轮机、具体地燃气轮机并且通过操作气轮机、具体地燃气轮机的方法来解决。

根据本发明的第一方面，提出了一种气轮机，具体地燃气轮机。气轮机包括内壳，至少涡轮机级、即涡轮段的定子叶片能够安装到内壳。此外，气轮机包括外壳，所述外壳围绕内壳布置，使得在内壳和外壳之间形成外冷却通道。外冷却通道包括流体进口，冷却流体能够通过流体进口从气轮机的外部容积喷射到外冷却通道内。冷却通道包括流体出口，使得冷却流体被排出到气轮机的内部容积内。流体进口相对于流体出口布置成使得外冷却通道内的冷却流体包括有这样的流动方向，该流动方向具有相对于气轮机的工作流体的主流向在反方向上定向的分量。