[发明专利]用于组合式换热器的方法及系统

说明书

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及燃气涡轮发动机中的冷却系统，并且更具体地涉及用于使用不同换热器的组合冷却燃气涡轮发动机中的流体的方法及系统。

背景技术

至少一些已知的燃气涡轮发动机包括流体冷却系统，流体冷却系统用来冷却和润滑燃气涡轮发动机的构件。流体冷却系统冷却流体以除去从发动机传递至流体的热。由于燃气涡轮发动机变得更大和更强大，更多热需要从燃气涡轮发动机排除，且燃气涡轮发动机需要的冷却能力提高。提高燃气涡轮发动机的冷却能力的至少一些已知的方法包括将冷却器和换热器加至燃气涡轮发动机。至少一些已知的冷却器和换热器包括称为砖式冷却器、表面冷却器和出口导向导叶换热器的紧凑换热器，它们全部是附接至机舱的内径向表面的空气-油换热器。

各种类型的冷却器或换热器都具有缺点。砖式冷却器和表面冷却器突入旁通空气流通路中且在旁通空气流通路中流动的空气中产生阻力。然而，表面冷却器相比砖式冷却器突入旁通空气流通路程度较低且产生大致较少的阻力。出口导向导叶换热器是并入支撑机舱的已有的出口导向导叶中的换热器。出口导向导叶换热器不产生任何额外阻力。然而，出口导向导叶换热器的传热区域和传热能力有限，且可能不足以满足燃气涡轮发动机的油冷却需要。提高燃气涡轮发动机的冷却能力需要增加额外的冷却器，同时处理各种类型的冷却器或换热器的缺点。

发明内容

一方面，一种换热器系统包括第一换热器组件，其包括在环形通道的流动流中沿周向间隔开的多个翼型部件。各个翼型部件包括径向内端部和径向外端部。各个翼型部件还包括构造成将冷却流体流(a flow of cooled fluid)导送穿过其间的第一内部流路。换热器组件还包括在流动流附近延伸的第二换热器组件。第二换热器组件包括构造成将冷却流体流导送穿过其间的第二内部流路。换热器组件还包括集管系统，其包括构造成流连通地联接第一换热器组件和第二换热器组件的管道通路。集管系统还包括构造成从一个或多个热负载接收相对热的流体流的入口连接以及构造成将冷却的流体引导至一个或多个热负载的出口连接。

另一方面，一种换热方法包括在到第一换热器的入口处接收相对热的流体流。第一换热器包括从径向外壁到径向内壁沿径向延伸到空气流中的多个导向导叶。该方法还包括将相对热的流体导送穿过第一换热器内的一个或多个流体流路。相对热的流体将相对热的流体中继续的一部分热释放到空气流中。该方法还包括在到第二换热器的入口处接收部分地冷却的流体流。第二换热器包括在空气流附近从径向外壁延伸的多个翅片。该方法还包括将部分地冷却的流体流导送穿过第二换热器内的一个或多个流体流路。部分地冷却的冷却流将部分地冷却流体流中继续的一部分热通过多个翅片释放至空气流。

还有另一方面，一种燃气涡轮发动机包括核心发动机和至少部分地包绕核心发动机的形成环形通道的静止环形壳。燃气涡轮发动机还包括换热器组件。换热器组件包括第一换热器组件，其包括在环形通道的流动流中沿周向间隔开的多个翼型部件。各个翼型部件包括径向内端部和径向外端部。各个翼型部件还包括构造成将冷却流体流导送穿过其间的第一内部流路。换热器组件还包括在流动流附近延伸的第二换热器组件。第二换热器组件包括构造成将冷却流体流导送穿过其间的第二内部流路。换热器组件还包括集管系统，其包括构造成流连通地联接第一换热器组件和第二换热器组件的管道通路。集管系统还包括构造成从一个或多个热负载接收相对热的流体流的入口连接以及构造成将冷却的流体引导至该一个或多个热负载的出口连接。

技术方案1. 一种换热器系统，包括：

第一换热器组件，其包括在环形通道的流动流中沿周向间隔开的多个翼型部件，各个翼型部件包括径向内端部和径向外端部，各个翼型部件还包括构造成将冷却流体流导送穿过其间的第一内部流路；

在所述流动流附近延伸的第二换热器组件，所述第二换热器组件包括构造成将冷却流体流导送穿过其间的第二内部流路；以及

集管系统，其包括构造成流连通地联接所述第一换热器组件和所述第二换热器组件的管道，所述集管系统还包括构造成从一个或多个热负载接收相对热的流体流的入口连接以及构造成将冷却的流体引导至所述一个或多个热负载的出口连接。

技术方案2. 根据技术方案1所述的换热器系统，其中，所述入口连接构造成将所述相对热的流体流导送至所述第一换热器组件。

技术方案3. 根据技术方案1所述的换热器系统，其中，所述入口连接构造成大致同时地将所述相对热的流体流导送至所述第一换热器组件和所述第二换热器组件。

技术方案4. 根据技术方案1所述的换热器系统，其中，所述出口连接构造成从所述第二换热器组件接收所述冷却流体流。