[发明专利]用于在涡轮机中加热转子轮盘的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于在各种类型的涡轮机（诸如压缩机和燃气涡轮机）中加热转子轮盘的系统。

背景技术

涡轮机或旋转系统，诸如压缩机和涡轮机（例如，燃气涡轮机、汽轮机等），大体可包括一个转子部分，所述转子部分在所述系统运行时围绕一轴线旋转。举例来说，在燃气涡轮机的压缩机中，所述转子部分可以包括许多叶片，这些叶片围绕一轴杆来设置。在所述燃气涡轮机的压缩机的运行期间，此轴杆可以旋转，使得所附接的叶片随之旋转。但是，在燃气涡轮机的压缩机内的温度可能很高（例如，超过大致426°C）。具体来说，在过渡事件（例如，燃气涡轮机的冷态启动）期间，压缩机的转子轮盘中的某些部分（例如，径向外部部分）可能通过一路空气流（例如，压缩空气）而被加热，与此同时，转子轮盘中的其他部分可能并没有受到等量的加热。这种不均匀受热会在转子轮盘的径向截面上导致不均匀的温度分布，进而可能出现高应变条件，有可能对轮盘的使用寿命造成负面影响。

发明内容

下文概述了与最初提出权利要求的本发明的范围相符的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而仅在于概述本发明的可能形式。实际上，本发明可能包括与下述实施例类似或不同的各种形式。

根据第一实施例，一种系统包括涡轮机。所述涡轮机包括至少一个转子轮盘。所述系统还包括转子轮盘加热系统，所述转子轮盘加热系统经配置以经由电流或电压以电阻方式（resistively）加热所述至少一个转子轮盘中的至少一部分，所述电流或电压被施加给所述至少一个转子轮盘中的所述部分。

根据第二实施例，一种系统包括旋转机械。所述旋转机械包括至少一个转子轮盘。所述至少一个转子轮盘包括具有内周长和外周长的环形表面、以及在所述环形表面内的凹槽。所述系统还包括转子轮盘加热系统，所述转子轮盘加热系统包括电阻网（resistive network），所述电阻网设置在所述等凹槽内，低于所述环形表面。所述电阻网的组成部分包括多层加热材料。所述电阻网经配置以经由电流或电压以电阻方式加热所述至少一个转子轮盘中的至少一部分。

根据第三实施例，一种系统包括旋转机械。所述旋转机械包括至少一个转子轮盘。所述至少一个转子轮盘包括环形表面。所述系统还包括转子轮盘加热系统，所述转子轮盘加热系统经配置以经由电流或电压以电阻方式加热所述至少一个转子中的至少一部分，所述电流或电压被施加给所述至少一个转子轮盘中的所述部分，其中所述转子轮盘加热系统包括多层加热材料，所述多层加热材料设置在所述至少一个转子的所述环形表面上。

附图说明

在参考附图阅读以下详细说明后，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中：

图1为涡轮机系统（例如，燃气涡轮机系统）的实施例的侧截面图，所述涡轮机系统包括具有转子轮盘加热系统的压缩机和涡轮；

图2为旋转机械的实施例的示意性方框图，所述旋转机械具有转子轮盘加热系统，所述转子轮盘加热系统包括控制器以及电源供应器；

图3为具有转子轮盘加热系统（例如蛛网结构）的转子轮盘的实施例的局部侧视图；

图4为具有转子轮盘加热系统（例如网格结构）的转子轮盘的实施例的局部侧视图；

图5为具有转子轮盘加热系统的转子轮盘的实施例的横向截面图，所述转子轮盘加热系统包括设置在凹槽内的多层加热材料，如由图3和图4中的线5-5所指示；

图6为在图5中的线6-6内截取的所述多层加热材料的实施例的细部横向截面图，所述多层加热材料设置在所述等凹槽中的一者内；

图7为具有转子轮盘加热系统的转子轮盘的实施例的局部侧视图和局部横向图，所述转子轮盘加热系统设置在一环形表面上；

图8为具有转子轮盘加热系统的转子轮盘的实施例的局部横向图，所述转子轮盘加热系统设置在一环形表面上；

图9为在图8中的线9-9内截取的多层加热材料的实施例的细部横向图，所述多层加热材料设置在所述环形表面上；

图10为在图8中的线9-9内截取的多层加热材料的实施例的细部横向图，所述多层加热材料（例如，分区段）设置在所述环形表面上；

图11为可拆卸探头（removable probe）的实施例的示意图，所述可拆卸探头插入到旋转机械的壳体内来为转子轮盘加热系统提供电力；以及