涡轮机部件的冷却壁及冷却该壁的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107091123A(43)申请公布日2017.08.25(21)申请号201710275549.5(22)申请日2017.01.25(30)优先权数据20161021802016.01.25RU(71)申请人安萨尔多能源瑞士股份公司地址瑞士巴登(72)发明人A·塞德洛夫M·普洛迪斯蒂O·纳兹恩(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人成城刘林华(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)F01D9/02(2006.01)F23R3/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称涡轮机部件的冷却壁及冷却该壁的方法(57)摘要本发明涉及涡轮机部件的冷却壁，其包括：用于冷却剂的第一层通道，其沿面向热气体流的壁的一侧设置，所述第一层通道具有蛇形形状，所述第一层的每个通道均具有入口和出口；用于冷却剂的第二层通道，其布置成比所述第一层更远离热气体流，所述第二层的每个通道均具有入口和出口，所述第一层的每个所述通道的所述出口与所述第二层的相关联的通道的对应入口流体连通，从而形成弯折部，以便当冷却剂进入所述第二层时，改变离开所述第一层的所述通道的冷却剂的方向。CN107091123ACN107091123A权利要求书1/1页1.一种涡轮机部件的冷却壁，其包括：用于冷却剂的第一层通道，其沿面向热气体流的壁的一侧设置，所述第一层通道具有蛇形形状，所述第一层的每个通道均具有入口和出口；用于冷却剂的第二层通道，其布置成比所述第一层更远离所述热气体流，所述第二层的每个通道均具有入口和出口，所述第一层的每个所述通道的所述出口与所述第二层的相关联的通道的对应入口流体连通，从而形成弯折部，以便当冷却剂进入所述第二层的通道时，改变离开所述第一层的所述通道的所述冷却剂的方向。2.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第二层的通道中的至少一部分具有蛇形形状。3.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第二层的通道中的至少一部分具有笔直形状。4.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第一层的通道的入口的至少一部分具有大致90°的弯折部以便供应冷却剂。5.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第二层的通道的出口的至少一部分具有大致90°的弯折部以便排放冷却剂。6.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，通过所述第一层的每个所述通道的所述出口与所述第二层的相关联的通道的对应入口相关联形成的所述弯折部等于180°。7.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第一层的通道适于使流动相对于所述第二层的通道中的流动以逆流方式经过。8.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第一层的通道适于使得所述第一层的一个通道中的流动相对于所述第一层的其它通道中的流动以逆流方式流动。9.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第二层的通道适于使得所述第二层的一个通道中的流动相对于所述第二层的其它通道中的流动以逆流方式流动。10.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述壁的侧面覆盖所述第一层和所述第二层。11.根据权利要求1所述的冷却壁，其中，所述第一层的通道和所述第二层的通道定位成彼此相对，其中所述第一层的通道具有沿所述通道的轴向延伸部的重复的曲线图案，并且所述第二层的通道具有沿所述通道的轴向延伸部的重复的曲线图案，且其中，所述第一层的通道相对于所述第二层的相关联的通道位移重复图案的一半间距。12.用于冷却根据权利要求1所述的冷却壁并减小所述壁中的热梯度的方法，其包括以下步骤：将冷却剂馈送至所述第一层通道；通过使所述冷却剂流动通过所述第一层通道来冷却所述壁；将所述冷却剂从所述第一层通道排放至所述第二层通道内；使所述冷却剂流动通过所述第二层通道，以便减小所述壁中的温度梯度；及从所述第二层通道排放所述冷却剂。13.包括根据权利要求1-11中的任一项所述的冷却壁的涡轮机的导叶。14.包括根据权利要求1-11中的任一项所述的冷却壁的燃烧器火焰筒。2CN107091123A说明书1/6页涡轮机部件的冷却壁及冷却该壁的方法技术领域[0001]本发明涉及涡轮机部件的冷却壁。背景技术[0002]重型燃气涡轮发动机研发的一般任务是增加效率、动力输出和涡轮机的部件的寿命。现有技术的涡轮机入口部段处的温度热气体水平是1800-1900K，这远高于涡轮机材料的热稳定性限制，并且仅使用高度复杂的冷却系统才允许在合理的冷却剂消耗的情况下达到需要的寿命。然而，冷却系统的引入不可避免地提供穿过冷却壁上的温度梯度，并且因此引入热应力，这是冷却系统的任务是针对可接受的寿命提供最低温度和最小的温度不均匀性水平两者的原因。[0003]由于燃烧室中生成的最高入口温度水平(由于不均匀烧燃条件而能够远高于质量平均)和湍