涡轮机中带有改进的冷却的过渡管道的制作方法
【专利摘要】本发明涉及涡轮机中带有改进的冷却的过渡管道。提供了涡轮系统。在一个实施例中，一种涡轮系统包括过渡管道，该过渡管道包括入口、出口以及管道通路，该管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。过渡管道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置。管道通路包括从入口延伸的上游部分以及从出口延伸的下游部分。涡轮系统还包括从管道通路的外表面延伸的肋，该肋分隔上游部分和下游部分。
【专利说明】涡轮机中带有改进的冷却的过渡管道
[0001] 本发明是在能源署颁发的合同编号DE-FC26-05NT42643下利用政府支持做出的。 政府在本发明中享有某些权利。
【技术领域】
[0002] 本文所公开的主题大体上涉及涡轮机，例如燃气涡轮系统，并且更特定地涉及涡 轮机中具有改进的冷却特征的过渡管道。
【背景技术】
[0003] 涡轮系统是广泛应用于诸如发电的领域中的涡轮机的一个示例。例如，传统的燃 气涡轮系统包括压缩机部段、燃烧器部段以及至少一个涡轮部段。压缩机部段配置成在空 气流过压缩机部段时压缩空气。空气然后从压缩机部段流至燃烧器部段，其在那里与燃料 混合并燃烧，从而产生热气流。热气流被提供至涡轮部段，涡轮部段通过从它提取能量而利 用热气流驱动压缩机、发电机和其它各种负载。
[0004] 涡轮系统的燃烧器部段通常包括管或管道以用于使热燃烧气体流动穿过其中到 一个或多个涡轮部段。最近，已引入燃烧器部段，其包括使热气流移位（例如通过使热气流 加速和转向）的管道。例如，已引入用于燃烧器部段的管道，其在热气纵向地流动穿过其中 时另外使该流沿径向或切向移位，使得该流具有各种角度分量。这些设计具有多个优点，包 括从涡轮部段消除第一级喷嘴。第一级喷嘴之前设置成使热气流移位，并且由于这些管道 的设计而可能不被需要。第一级喷嘴的消除可减少相关联的压降并增加涡轮系统的效率和 功率输出。
[0005] 各种设计和操作参数影响燃烧器部段的设计和操作。例如，较高的燃烧气体温度 通常提高燃烧器部段的热力学效率。然而，这种增加的温度需要各种涡轮系统构件的改进 的冷却，以便防止或减少由于暴露于高温而损坏构件的风险。然而，多个问题与用于涡轮系 统的已知冷却技术相关联。例如，冷却空气的泄漏降低冷却效率，并进一步导致较少的空气 被传送用于燃烧。此外，用于冷却各种构件的已知设计不能有效地利用冷却空气，从而导致 更加低效。当利用使热气流在其中移位的管道时，如上面所论述的那样，由于管道中（并且 特别是在管道的下游部分）产生的高的温度和传热系数，这些设计和操作参数是特别值得 关注的。
[0006] 因此，用于涡轮机（例如用于涡轮系统）的改进的燃烧器部段将是本领域中所需 要的。特定而言，带有改进的冷却设计的燃烧器部段将是有利的。
【发明内容】
[0007] 本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从该描述显而易见，或 者可通过实施本发明而了解。
[0008] 在一个实施例中，提供了一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管道，该过渡管道包 括入口、出口以及管道通路，该管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线 和切向轴线。过渡管道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置。管道通路包括从入口延 伸的上游部分以及从出口延伸的下游部分。涡轮系统还包括从管道通路的外表面延伸的 肋，该肋分隔上游部分和下游部分。
[0009] 在另一实施例中，提供了一种涡轮系统。该涡轮系统包括过渡管道，该过渡管道包 括入口、出口以及管道通路，该管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线 和切向轴线。过渡管道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置。涡轮系统还包括大体上 围绕过渡管道的流套筒，该流套筒包括上游出口、下游出口以及在上游出口和下游出口之 间延伸的套筒通路。涡轮系统还包括：限定于过渡管道和流套筒之间的腔，该腔包括上游腔 和下游腔；以及定位在过渡管道和流套筒之间的肋，该肋分隔上游腔和下游腔。
[0010] 根据本发明的一方面，提供了一种涡轮系统，包括：过渡管道，其包括入口、出口和 管道通路，管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，过渡管 道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置，管道通路包括从入口延伸的上游部分以及从 出口延伸的下游部分；肋，其从管道通路的外表面延伸，肋分隔上游部分和下游部分。
[0011] 优选地,该润轮系统还包括大体上围绕过渡管道的流套筒，流套筒包括上游出口、 下游出口以及在上游出口和下游出口之间延伸的套筒通路，套筒通路包括从上游出口延伸 的上游部分以及从下游出口延伸的下游部分，并且其中，肋进一步分隔流套筒的上游部分 和流套筒的下游部分。
[0012] 优选地，过渡管道的上游部分和流套筒在它们之间限定上游腔，其中过渡管道的 下游部分和流套筒在它们之间限定下游腔，并且其中，肋大体上使上游腔和下游腔彼此隔 离。
[0013] 优选地，流套筒是冲击套筒。
[0014] 优选地，肋与通路成整体。
[0015] 优选地，多个薄膜冷却孔被限定在管道通路的下游部分中。
[0016] 优选地，过渡管道的出口进一步沿径向轴线从入口偏置。
[0017] 优选地，下游部分还包括多个内部销。
[0018] 优选地，该涡轮系统还包括与过渡管道连通的涡轮部段，涡轮部段包括第一级动 叶组件。
[0019] 优选地，没有喷嘴布置在第一级动叶组件的上游。
[0020] 根据本发明的另一方面，提供了 一种涡轮系统，包括：过渡管道，其包括入口、出口 和管道通路，管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，过渡 管道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置；大体上围绕过渡管道的流套筒，流套筒包 括上游出口、下游出口以及在上游出口和下游出口之间延伸的套筒通路；限定在过渡管道 和流套筒之间的腔，腔包括上游腔和下游腔；以及定位在过渡管道和流套筒之间的肋，肋分 隔上游腔和下游腔。
[0021] 优选地，肋大体上使上游腔和下游腔彼此隔离。
[0022] 优选地，肋从管道通路的外表面延伸。
[0023] 优选地，流套筒是冲击套筒。
[0024] 优选地，多个薄膜冷却孔被限定在管道通路的下游部分中。
[0025] 优选地，过渡管道的出口进一步沿径向轴线从入口偏置。
[0026] 优选地，该涡轮系统还包括与过渡管道连通的涡轮部段，涡轮部段包括第一级动 叶组件。
[0027] 优选地，没有喷嘴布置在第一级动叶组件的上游。
[0028] 根据本发明的又一方面，提供了一种涡轮机，包括：入口部段；排气部段；压缩机 部段；燃烧器部段；以及与过渡管道连通的涡轮部段，涡轮部段包括第一级动叶组件，其 中，没有喷嘴布置在第一级动叶组件的上游。燃烧器部段包括：过渡管道，其包括入口、出口 和管道通路，管道通路在入口和出口之间延伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，过渡 管道的出口沿纵向轴线和切向轴线从入口偏置；大体上围绕过渡管道的流套筒，流套筒包 括上游出口、下游出口以及在上游出口和下游出口之间延伸的套筒通路；限定在过渡管道 和流套筒之间的腔，腔包括上游腔和下游腔；以及定位在过渡管道和流套筒之间的肋，肋分 隔上游腔和下游腔。
[0029] 优选地，肋大体上使上游腔和下游腔彼此隔离。
[0030] 参照下面的描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得 更好理解。被包括在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描 述一起用于说明本发明的原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 在该说明书中阐述了本发明的完整且充分的公开，包括其对于本领域普通技术人 员而言的最佳模式，说明书对附图进行了参考，其中： 图1是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的示意图； 图2是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的若干部分的截面图； 图3是根据本公开的一个实施例的环形阵列的过渡管道和相关联的冲击套筒的透视 图； 图4是根据本公开的一个实施例的多个过渡管道和相关联的冲击套筒的顶部后视透 视图； 图5是根据本公开的另一实施例的多个过渡管道的顶部后视透视图，其中相关联的冲 击套筒被移除； 图6是根据本公开的一个实施例的过渡管道和相关联的冲击套筒的部分的截面图； 图7是根据本公开的另一实施例的过渡管道和相关联的冲击套筒的部分的截面图；以 及 图8是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的涡轮部段的截面图。
[0032] 附图标记： 10 涡轮系统 12 压缩机部段 14 燃烧器部段 15 燃烧器 16 涡轮部段 18 轴 19 入口部段 20 排气部段 21 壳体 22 燃烧器衬套 24 燃烧区 26 过渡件 30 流套筒 32 流通道 34 冲击套筒 36 流通道 38 外部环形空间 40 燃料喷嘴 50 过渡管道 52 人口 54 出口 56 通路 58 燃烧室 90 纵向轴线 92 切向轴线 94 径向轴线 98 纵向轴线 102 护罩 104 热气通道 106 护罩块 112 动叶 114 喷嘴 122 第一级动叶组件 123 第二级喷嘴组件 124 第二级动叶组件 125 第三级喷嘴组件 126 第三级动叶组件 140 流/冲击套筒 142 腔 144 冲击孔 146 工作流体 152 人口 154 出口 156 通路 160 肋 162 上游腔 164 下游腔 172 上游部分（过渡管道） 174 下游部分（过渡管道） 176 上游部分（流套筒） 178 下游部分（流套筒） 182 工作流体的一部分（上游） 184 工作流体的一部分（下游） 186 热气 190 薄膜冷却通路 192 外表面（过渡管道） 194 内表面（过渡管道） 196 薄膜冷却部分（工作流体） 198 内表面（流套筒） 200 销 202 内部 204 进入孔 206 薄膜冷却通路。
【具体实施方式】
[0033] 现在将详细地对本发明的实施例进行参考，其一个或多个示例在附图中示出。每 个示例以说明本发明而不是限制本发明的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言将显 而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中做出各种修改和变型。 例如，作为一个实施例的部分而示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生更进一 步的实施例。因此，本发明意图包括这种落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改和 变型。
[0034] 图1是涡轮机的示意图，该涡轮机在图示的实施例中是燃气涡轮系统10。应当理 解，本公开的涡轮系统10不必为燃气涡轮系统10,而是可为任何合适的涡轮系统10,例如 蒸汽涡轮系统或其它合适的系统。此外，应当理解，根据本公开的涡轮机不必为涡轮系统， 而是可为任何合适的涡轮机。燃气涡轮系统10可包括压缩机部段12、燃烧器部段14以及 涡轮部段16,燃烧器部段14可包括多个燃烧器15,如下面所论述的那样。压缩机部段12 和涡轮部段16可通过轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起而形成轴18的多个轴 段。轴18还可联接至发电机或其它合适的能量储存装置，或者可直接连接至例如电网。入 口部段19可提供空气流至压缩机部段12,并且排出气体可从涡轮部段16排出穿过排气部 段20,并在系统10或其它合适的系统中被耗尽和/或利用，排放到大气中，或通过热回收蒸 汽发生器回收。
[0035] 参考图2,示出了燃气涡轮系统10的若干部分的简化图。图2中所示的燃气涡轮 系统10包括用于对工作流体加压的压缩机部段12,工作流体大体上是流动穿过系统10的 加压空气，但可为任何合适的流体。从压缩机部段12排出的加压工作流体流入燃烧器部段 14,其可包括围绕系统10的轴线布置成环形阵列（其中只有一个在图2中示出）的多个燃 烧器15。进入燃烧器部段14的工作流体与燃料（例如天然气或另一种合适的液体或气体） 混合并燃烧。热燃烧气体从每个燃烧器15流至涡轮部段16以驱动系统10并产生功率。
[0036] 燃气涡轮10中的燃烧器15可包括各种构件以用于混合并燃烧工作流体和燃料。 例如，燃烧器15可包括壳体21，例如压缩机排放壳体21。多个套筒可为沿轴向延伸的环形 套筒，可至少部分地布置在壳体21中。如图2中所示，套筒沿大体纵向轴线98轴向地延伸， 使得套筒的入口与出口沿轴向对准。例如，燃烧器衬套22可大体上在其中限定燃烧区24。 工作流体、燃料以及可选的氧化剂的燃烧通常可发生在燃烧区24中。燃烧所产生的热气可 大体上沿纵向轴线98向下游轴向地流动穿过燃烧衬套22到过渡件26中，并且然后沿纵向 轴线98大体上轴向地流动穿过过渡件26到涡轮部段16中。
[0037] 燃烧器15还可包括一个燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40。燃料可由一个或多个歧 管（未示出）供给至燃料喷嘴40。如下面论述的那样，该燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40 可将燃料和可选地工作流体供给至燃烧区24以用于燃烧。
[0038] 如图3至图6中所示，根据本公开的燃烧器15可包括一个或多个过渡管道50。本 公开的过渡管道50可设置为替代其它燃烧器的各种轴向延伸的套筒。例如，过渡管道50 可代替沿轴向延伸的过渡件26以及可选地燃烧器15的燃烧器衬套22。因此，过渡管道可 从燃料喷嘴40或从燃烧器衬套22延伸。如下面所论述的那样，过渡管道50可提供优于沿 轴向延伸的燃烧器衬套22和过渡件26的多个优点，以用于使工作流体流动穿过其中并到 涡轮部段16。
[0039] 如图所示，多个过渡管道50可围绕纵向轴线90布置成环形阵列。此外，每个过渡 管道50可在一个燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40与涡轮部段16之间延伸。例如，每个过渡 管道50可从燃料喷嘴40延伸至涡轮部段16。因此，工作流体可大体上从燃料喷嘴40流动 穿过过渡管道50到涡轮部段16。在一些实施例中，过渡管道50可有利地允许消除涡轮部 段中的第一级喷嘴，这可减少或消除任何相关联的压力损失并增加系统10的效率和输出。
[0040] 每个过渡管道50可具有入口 52、出口 54和介于其间的通路56。通路56在其中 限定燃烧室58,热燃烧气体流过该燃烧室58。过渡管道50的入口 52和出口 54可具有大 体上圆形或椭圆形的横截面、矩形横截面、三角形横截面或任何其它合适的多边形横截面。 此外，应当理解，过渡管道50的入口 52和出口 54不必具有相似形状的截面。例如，在一个 实施例中，入口 52可具有大体上圆形的横截面，而出口 54可具有大体上矩形的横截面。
[0041] 此外，通路56可在入口 52和出口 54之间大体上渐缩。例如，在示例性实施例中， 通路56的至少一部分可大体上呈圆锥形的形状。然而，另外或备选地，通路56或其任何部 分可具有大体上矩形的横截面、三角形的横截面或任何其它合适的多边形横截面。应当理 解，随着通路56从相对较大的入口 52渐缩到相对较小的出口 54,通路56的截面形状可在 整个通路56或其任何部分中改变。
[0042] 多个过渡管道50中每一个的出口 54可从相应过渡管道50的入口 52偏置。如本 文使用的那样，术语"偏置"意指沿所标识的坐标方向间隔开。多个过渡管道50中每一个 的出口 54可从相应过渡管道50的入口 52纵向地偏置，例如沿纵向轴线90偏置。
[0043] 此外，在示例性实施例中，多个过渡管道50中每一个的出口 54可从相应过渡管道 50的入口 52切向地偏置，例如沿切向轴线92偏置。因为多个过渡管道50中每一个的出 口 54从相应过渡管道50的入口 52切向地偏置，所以过渡管道50可有利地利用工作流体 穿过过渡管道50的流的切向分量来消除对涡轮部段16中第一级喷嘴的需要，如下面论述 的那样。
[0044] 此外，在示例性实施例中，多个过渡管道50中每一个的出口 54可从相应过渡管道 50的入口 52径向地偏置，例如沿径向轴线94偏置。因为多个过渡管道50中每一个的出 口 54从相应过渡管道50的入口 52径向地偏置，所以过渡管道50可有利地利用工作流体 穿过过渡管道50的流的径向分量来进一步消除对涡轮部段16中第一级喷嘴的需要，如下 面论述的那样。
[0045] 应当理解，切向轴线92和径向轴线94相对于由环形阵列的过渡管道50限定的圆 周对于每个过渡管道50单独限定，如图3中所示，并且轴线92和轴线94基于围绕纵向轴 线90布置成环形阵列的过渡管道50的数量绕圆周对于每个过渡管道50不同。
[0046] 如所论述的那样，在热燃烧气体流动穿过过渡管道50之后，它们可从过渡管道50 流到涡轮部段16中。如图8中所示，根据本公开的涡轮部段16可包括护罩102,其可限定 热气通道104。护罩102可由多个护罩块106形成。护罩块106可布置成一个或多个环形 阵列，其中每一个可在其中限定热气通道104的一部分。
[0047] 涡轮部段16还可包括多个动叶112和多个喷嘴114。多个动叶112和喷嘴114中 的每一个可至少部分地布置在热气通道104中。此外，多个动叶112和多个喷嘴114可布 置成一个或多个环形阵列，其中每一个可限定热气通道104的一部分。
[0048] 涡轮部段16可包括多个涡轮级。每个级可包括布置成环形阵列的多个动叶112 以及布置成环形阵列的多个喷嘴114。例如，在一个实施例中，涡轮部段16可具有三个级， 如图8中所示。例如，涡轮部段16的第一级可包括第一级喷嘴组件（未示出）和第一级动 叶组件122。喷嘴组件可包括多个喷嘴114,它们围绕轴18沿周向布置和固定。动叶组件 122可包括多个动叶112,它们围绕轴18沿周向布置并联接至轴18。然而，在其中涡轮部段 联接至包括多个过渡管道50的燃烧器部段14的示例性实施例中，可消除第一级喷嘴组件， 使得没有喷嘴布置在第一级动叶组件122的上游。上游可相对于热燃烧气体穿过热气通道 104的流而定义。
[0049] 涡轮部段16的第二级可包括第二级喷嘴组件123和第二级动叶组件124。包括 在喷嘴组件123中的喷嘴114可围绕轴18沿周向布置和固定。包括在动叶组件124中的 动叶112可围绕轴18沿周向布置并联接至轴18。因此，第二级喷嘴组件123沿着热气通 道104定位在第一级动叶组件122和第二级动叶组件124之间。涡轮部段16的第三级可 包括第三级喷嘴组件125和第三级动叶组件126。包括在喷嘴组件125中的喷嘴114可围 绕轴18沿周向布置和固定。包括在动叶组件126中的动叶112可围绕轴18沿周向布置并 联接至轴18。因此，第三级喷嘴组件125沿着热气通道104定位在第二级动叶组件124和 第三级动叶组件126之间。
[0050] 应当理解，涡轮部段16并不限于三个级，而是任何数量的级都处于本公开的范围 和精神内。
[0051] 如图4、图6和图7中所示，在示例性实施例中，流套筒140可大体上围绕（例如 以大体上周向的方式）过渡管道50。沿周向围绕过渡管道50的流套筒140可在其间限定 腔142。来自壳体21的压缩工作流体146可流过腔142以向过渡管道50提供对流冷却。 此外，在一些实施例中，流套筒140可为冲击套筒。在这些实施例中，冲击孔144可限定在 套筒140中，如图所示。来自壳体21的压缩工作流体146可在流过腔142之前流过冲击孔 144并冲击在过渡管道50上，从而提供过渡管道的额外冲击冷却。
[0052] 每个流套筒140可具有上游出口 152、下游出口 154和介于其间的通路156。每个 流套筒140可在一个燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40与涡轮部段16之间延伸，从而围绕相 关联的过渡管道50的至少一部分。因此，类似于过渡管道50,如上面所论述的那样，多个 流套筒140中每一个的下游出口 154可从相应流套筒140的上游出口 152沿纵向、径向和 /或切向偏置。
[0053] 如所论述的那样，工作流体146可流过限定于过渡管道50和流套筒140之间的腔 142。该工作流体146可在涡轮机的操作期间冷却过渡管道50。如上面所论述的那样，期望 工作流体146被有效地利用以冷却过渡管道50。因此，在示例性实施例中，肋160可被包括 在一个或多个过渡管道50以及相关联的流套筒140的腔142中。肋160可定位在过渡管 道50和流套筒140之间，并且可将腔142分成上游腔162和下游腔164。因此，过渡管道 50 (例如其通路56)可被肋160分为上游部分172和下游部分174,并且流套筒140可类似 地被肋160分为上游部分176和下游部分178。
[0054] 通过分隔腔162和相关联的过渡管道50和流套筒142,肋160可允许上游腔162 中工作流体146的一部分182提供该腔所需的有利的流和冷却特性，同时允许下游腔164 中工作流体146的一部分184提供该腔所需的单独的有利的流和冷却特性。例如，如图6和 图7中所示，下游腔164中的部分184可大体上向下游流动，从而有利地冷却通路56的下 游部分174。应注意，由于过渡管道50和其通路56的设计，热燃烧气体穿过下游部分174 的流186可具有相对较高的马赫数，并且下游部分172中的传热系数可相对较大。根据本 公开的肋160的使用可有利地提供下游部分174的针对性冷却。此外，在示例性实施例中， 通路56的下游部分174可包括限定在其中的延伸于通路56的外表面192和内表面194之 间的多个薄膜冷却通路190。每个薄膜冷却通路190可使工作流体146的下游部分184的 薄膜冷却部分196与过渡管道50的燃烧室58连通。该薄膜冷却部分196可沿通路56的 内表面194大体上向下游流动，从而向下游部分174提供进一步的冷却。
[0055] 如图6和图7中进一步所示，上游腔162中的部分182可大体上向上游流动，从而 有利地冷却通路56的上游部分172。这种流可冷却上游部分172,同时另外将该部分182 供给至燃料喷嘴40以用于与燃料混合及其燃烧。根据本公开的肋160的使用可因此有利 地提供上游部分172的针对性冷却，同时有效地提供工作流体146的一部分182以用于燃 烧。
[0056] 在示例性实施例中，肋160可大体上使上游腔162和下游腔164(及其各个部分） 彼此隔离。在这些实施例中，肋160有效地密封上游腔162和下游腔164避免彼此，使得没 有或很少工作流体146的部分182可从上游腔162经过肋160流入下游腔164中，并且没 有或很少工作流体146的部分184可从下游腔164经过肋160流入上游腔162中。通过隔 离腔162、164,工作流体146的冷却和利用的效率提高。
[0057] 根据本公开的肋160围绕过渡管道50的周边大体上沿周边延伸，从而将过渡管道 50分成上游部分172和下游部分174并将流套筒140分成上游部分176和下游部分178。 肋160可为定位于过渡管道50和流套筒140之间以提供这种划分的单个构件或多个构件。 在示例性实施例中，肋160从通路56的外表面192延伸。肋160可与通路56成整体，如图 6中所示。例如，肋160和通路56可被铸成单个构件。备选地，肋160可被安装至通路56， 例如通过焊接、钎焊、螺栓连接等。另外或备选地，肋160可从流套筒140的内表面198延 伸，并且可与流套筒140成整体或被安装至流套筒140。
[0058] 根据本公开的肋160的使用可因此向过渡管道50和利用过渡管道50的涡轮机提 供改进的冷却。这样的冷却尤其可如上所述致力于高效地冷却过渡管道50,同时减少泄漏 并提供足够的工作流体146以用于燃烧。
[0059] 如图7中进一步示出的，根据本公开的过渡管道50可包括多个进一步促进其冷却 的内部销200。在这些实施例中，通路56或其一部分可为大体上中空的，在外表面192和 内表面194之间限定内部202。销200可布置在内部202中，在一些实施例中布置成一个 或多个大体上周向的排，其大体上在外表面192和内表面194之间延伸。进入孔204可被 限定在外表面192中，使得工作流体146或其一部分（例如部分184)流过进入孔204到内 部202中。在示例性实施例中，进入孔204可位于销200的上游。该工作流体146或其部 分然后可流过销200,从而大体上冷却销200和过渡管道50。薄膜冷却通路206或其它合 适的排气孔可限定在内表面194中，使得工作流体146或其部分然后可从内部202排出到 过渡管道50的燃烧室58以大体上向下游流动，例如在燃烧室58内沿着通路56的内表面 194,从而对通路56提供进一步的冷却。在示例性实施例中，薄膜冷却通路206或其它合适 的排气孔可布置在销200的下游。
[0060] 在如图所示的示例性实施例中，销200可仅仅设置在过渡管道50的下游部分174 中。然而，另外或备选地，销200可被包括在上游部分172中。此外，应当理解，根据本公开 的销200的使用并不限于其中过渡管道50利用肋160的实施例，而是可用于任何合适的过 渡管道50中。
[0061] 另外，在其中利用销200的一些实施例中，可能不需要流套筒140的各个部分。例 如，如图7中所示，由于在过渡管道50的下游部分174中使用销200,因而流套筒140可仅 仅包括上游部分176,而不包括下游部分178。然而备选地，可包括下游部分174。此外，当 利用销200时，可包括或可不包括流套筒140的任何合适部分。
[〇〇62] 该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域任何技术人 员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发 明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如 果这种其它示例包括与权利要求的字面语言没有差别的结构要素，或者如果它们包括与权 利要求的字面语言无实质差别的等同结构要素，那么这种其它示例意图在权利要求的范围 内。
【权利要求】
1. 一种涡轮系统，包括： 过渡管道，其包括入口、出口和管道通路，所述管道通路在所述入口和所述出口之间延 伸并限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述过渡管道的出口沿所述纵向轴线和所述切 向轴线从所述入口偏置，所述管道通路包括从所述入口延伸的上游部分以及从所述出口延 伸的下游部分； 肋，其从所述管道通路的外表面延伸，所述肋分隔所述上游部分和所述下游部分。
2. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，还包括大体上围绕所述过渡管道的 流套筒，所述流套筒包括上游出口、下游出口以及在所述上游出口和所述下游出口之间延 伸的套筒通路，所述套筒通路包括从所述上游出口延伸的上游部分以及从所述下游出口延 伸的下游部分，并且其中，所述肋进一步分隔所述流套筒的上游部分和所述流套筒的下游 部分。
3. 根据权利要求2所述的涡轮系统，其特征在于，所述过渡管道的上游部分和所述流 套筒在它们之间限定上游腔，其中所述过渡管道的下游部分和所述流套筒在它们之间限定 下游腔，并且其中，所述肋大体上使所述上游腔和所述下游腔彼此隔离。
4. 根据权利要求2所述的涡轮系统，其特征在于，所述流套筒是冲击套筒。
5. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述肋与所述通路成整体。
6. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，多个薄膜冷却孔被限定在所述管道 通路的下游部分中。
7. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述过渡管道的出口进一步沿所述 径向轴线从所述入口偏置。
8. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述下游部分还包括多个内部销。
9. 根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，还包括与所述过渡管道连通的涡轮 部段，所述涡轮部段包括第一级动叶组件。
10. 根据权利要求9所述的涡轮系统，其特征在于，没有喷嘴布置在所述第一级动叶组 件的上游。
【文档编号】F23R3/00GK104061594SQ201410026641
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】K.W.麦克马汉, J.S.勒贝格, J.J.马尔多纳多, D.J.迪拉德, J.S.弗拉纳根 申请人:通用电气公司