具有流體導(dǎo)管的渦輪機(jī)噴嘴和相關(guān)渦輪的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及具有流體導(dǎo)管的渦輪機(jī)噴嘴和相關(guān)渦輪機(jī)。在多個(gè)具體的實(shí)施例中，蒸汽渦輪噴嘴包括主體，所述主體具有：第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括：通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口；以及出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
【專利說(shuō)明】具有流體導(dǎo)管的渦輪機(jī)噴嘴和相關(guān)渦輪機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在本實(shí)用新型中公開(kāi)的主題涉及電力系統(tǒng)。更具體地，本實(shí)用新型是涉及渦輪機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如蒸汽渦輪(或者蒸汽渦輪機(jī))的常規(guī)渦輪機(jī)(也稱為渦輪)總體包括靜態(tài)噴嘴組件，所述靜態(tài)噴嘴組件引導(dǎo)工作流體(例如，蒸汽)流入連接到轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉(bucket)之中。蒸汽渦輪機(jī)中，噴嘴(或者翼型件)結(jié)構(gòu)通常稱作“隔板”或“噴嘴組件”級(jí)。噴嘴組件是以兩個(gè)半部圍繞轉(zhuǎn)子組裝而成，從而形成水平接縫。
[0003]常規(guī)來(lái)說(shuō)，蒸汽渦輪機(jī)還包括位于噴嘴根部和轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉尖端的填料(或者密封物)。這些填料分別用于減少在噴嘴與轉(zhuǎn)子主體之間的界面上和在槳葉與定子隔板之間的界面上的軸向泄漏。在將工作流體(例如，蒸汽)引到槳葉上前，這些區(qū)域中的泄漏可能會(huì)干擾這種流體的流動(dòng)，從而導(dǎo)致性能損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]各實(shí)施例包括蒸汽渦輪噴嘴和包括此種噴嘴的渦輪機(jī)。在各種具體實(shí)施例中，蒸汽渦輪噴嘴包括:主體，所述主體具有:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
[0005]本發(fā)明的第一方面包括一種蒸汽渦輪噴嘴，所述蒸汽渦輪噴嘴具有:主體，所述主體包括:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路是與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
[0006]其中，所述旁路流體導(dǎo)管配置用于允許流體從所述通道的所述開(kāi)口通過(guò)所述出口通路到達(dá)在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的所述至少一個(gè)上的所述第一開(kāi)口。
[0007]其中，所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。[0008]所述蒸汽渦輪噴嘴進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
[0009]其中，所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括第二出口通路，所述第二出口通路具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第二開(kāi)□。
[0010]其中，所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
[0011]本發(fā)明的第二方面包括一種渦輪機(jī)隔板，所述渦輪機(jī)隔板包括:內(nèi)隔板環(huán)；在所述內(nèi)隔板環(huán)徑向外側(cè)的外隔板環(huán)；以及靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在所述內(nèi)隔板環(huán)與所述外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括:主體，所述主體具有:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路是與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
[0012]其中，所述旁路流體導(dǎo)管配置用于允許流體從所述通道的所述開(kāi)口通過(guò)所述出口通路到達(dá)在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的所述第一開(kāi)口。
[0013]其中，所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。
[0014]其中，所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
[0015]其中所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括第二出口通路，所述第二出口通路具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第二開(kāi)□。
[0016]其中所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
[0017]本發(fā)明的第三方面包括一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)包括:轉(zhuǎn)子區(qū)段；以及定子區(qū)段，所述定子區(qū)段大體罩住所述轉(zhuǎn)子區(qū)段，所述定子區(qū)段包括:填料區(qū)段；以及靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在內(nèi)隔板環(huán)與外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括:主體，所述主體具有:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；以及各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口，所述開(kāi)口位于所述填料區(qū)段附近；以及出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括位于所述主體的所述壓力側(cè)上的第一開(kāi)口，其中所述旁路流體導(dǎo)管配置用于在所述渦輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中使流體從所述填料區(qū)段轉(zhuǎn)向到所述主體的所述壓力側(cè)上的所述第一開(kāi)口。
[0018]其中，所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括:前緣區(qū)段，所述前緣區(qū)段在所述主體的第一部分附近；以及后緣區(qū)段，所述后緣區(qū)段在所述主體的與所述主體的所述第一部分相對(duì)的第二部分附近。
[0019]其中，所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀、矩形形狀或者梯形形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。
[0020]其中，所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
[0021]其中，所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括至少一個(gè)另外的出口通路，所述至少一個(gè)另外的出口通路各自具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中之一上的另外的開(kāi)口。
[0022]其中，所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]結(jié)合描繪本發(fā)明各實(shí)施例的附圖，從針對(duì)本發(fā)明的各方面的以下詳細(xì)描述中，將更容易地了解本發(fā)明的這些和其他特征，在附圖中:
[0024]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的渦輪機(jī)噴嘴的從其壓力側(cè)開(kāi)始的示意性三維透視圖。
[0025]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的圖1所示渦輪機(jī)噴嘴的一部分的特寫示意性三維透視圖。
[0026]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的圖1和2所示渦輪機(jī)噴嘴的三維端視圖。
[0027]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的各替代實(shí)施例的渦輪機(jī)噴嘴的三維端視圖。
[0028]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的渦輪機(jī)的一部分的示意性截面圖。
[0029]注意，本發(fā)明的附圖不必是按比例繪制。附圖僅僅旨在描繪本發(fā)明的典型方面，因此不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相似編號(hào)表示附圖間的相似元件。
【具體實(shí)施方式】
[0030]應(yīng)當(dāng)注意，在本實(shí)用新型中公開(kāi)的主題涉及電力系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明是涉及渦輪機(jī)系統(tǒng)。
[0031]如本實(shí)用新型中所述，常規(guī)蒸汽渦輪包括位于噴嘴根部和轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉尖端的填料(或者密封物)。這些填料分別用于減少在噴嘴與轉(zhuǎn)子主體之間的界面上和在槳葉與定子隔板之間的界面上的軸向泄漏。這些區(qū)域中的泄漏可能會(huì)干擾工作流體(例如，蒸汽)的流動(dòng)，尤其是在到達(dá)槳葉之前泄漏流重新進(jìn)入在噴嘴下游的主蒸汽流的情況下。這種干擾可以導(dǎo)致性能損失。
[0032]與常規(guī)渦輪機(jī)(例如蒸汽渦輪機(jī))相比，本發(fā)明的各實(shí)施例包括至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴(Static nozzle)，所述靜態(tài)噴嘴具有從其中延伸通過(guò)的旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管使流體從位于所述靜態(tài)噴嘴附近的所述填料(密封物)流動(dòng)并轉(zhuǎn)向到所述靜態(tài)噴嘴的壓力偵牝所述流體例如為泄漏流體。一旦經(jīng)轉(zhuǎn)向的流體到達(dá)靜態(tài)噴嘴的壓力側(cè)，那么就將所述流體引入主要(或者主要的(primary))蒸汽流路并且可以在渦輪機(jī)中做機(jī)械功。
[0033]本發(fā)明的各具體實(shí)施例包括蒸汽渦輪噴嘴。所述噴嘴可以包括:主體，所述主體包括:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管具有:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路是與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
[0034]本發(fā)明的各其他具體實(shí)施例包括渦輪機(jī)隔板(例如蒸汽渦輪)。所述隔板可以包括:內(nèi)隔板環(huán)；在所述內(nèi)隔板環(huán)徑向外側(cè)的外隔板環(huán)；以及靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在所述內(nèi)隔板環(huán)與所述外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括:主體，所述主體具有:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管具有:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
[0035]本發(fā)明的各另外的具體實(shí)施例包括渦輪機(jī)(例如蒸汽渦輪機(jī))。所述渦輪機(jī)可以包括:轉(zhuǎn)子區(qū)段；以及定子區(qū)段，所述定子區(qū)段大體罩住所述轉(zhuǎn)子區(qū)段，所述定子區(qū)段包括:填料區(qū)段；以及靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在內(nèi)隔板環(huán)與外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括:主體，所述主體具有:第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；以及各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管具有:通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口，所述開(kāi)口位于所述填料區(qū)段附近；以及出口通路，所述出口通路是與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括所述主體的所述壓力側(cè)上的第一開(kāi)口，其中所述旁路流體導(dǎo)管配置用于在所述渦輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中使流體從所述填料區(qū)段轉(zhuǎn)向到所述主體的所述壓力側(cè)上的所述第一開(kāi)口。
[0036]本實(shí)用新型所用術(shù)語(yǔ)“軸向的”和/或“軸向地”是指物體沿大體垂直于渦輪機(jī)(具體來(lái)說(shuō)，即是轉(zhuǎn)子區(qū)段)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線A的相對(duì)位置/方向。另外，本實(shí)用新型所用術(shù)語(yǔ)“徑向的”和/或“徑向地”是指物體沿大體垂直于軸線A并與軸線A僅在一個(gè)位置相交的軸線(r)的相對(duì)位置/方向。另外，術(shù)語(yǔ)“周向的”和/或“周向地”是指物體沿環(huán)繞軸線A但不與軸線A在任何位置處相交的圓周(C)的相對(duì)位置/方向。
[0037]轉(zhuǎn)至圖1至3，蒸汽渦輪噴嘴2的示意性三維透視圖是根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例示出。為了清楚地示出，參照?qǐng)D1、2和3。如圖所示，蒸汽渦輪噴嘴2包括主體4。主體4可以包括第一側(cè)壁6和相對(duì)所述第一側(cè)壁6的第二側(cè)壁8。主體4還包括壓力側(cè)10和吸入側(cè)12。壓力側(cè)10和吸入側(cè)12各自是在第一側(cè)壁6與第二側(cè)壁8之間延伸。主體4還可包括:前緣區(qū)段14，所述前緣區(qū)段14在主體4的第一部分16附近；以及后緣區(qū)段18，所述后緣區(qū)段18在主體4的與所述主體4的所述第一部分16相對(duì)的第二部分20附近。如所屬領(lǐng)域中已知，前緣區(qū)段14包括主體4中的壓力側(cè)10與吸入側(cè)12的第一接點(diǎn)，同時(shí)后緣區(qū)段18包括主體4中的壓力側(cè)10與吸入側(cè)12的第二接點(diǎn)。正如所屬領(lǐng)域中已知的常規(guī)噴嘴，主體4設(shè)計(jì)用于從前緣區(qū)段14橫穿壓力側(cè)10并朝后緣區(qū)段18引導(dǎo)工作流體的流動(dòng)，所述工作流體例如為蒸汽。
[0038]與常規(guī)噴嘴相比，主體4另外包括旁路流體導(dǎo)管22。旁路流體導(dǎo)管22可以包括通道24，所述通道24具有通到第一側(cè)壁6或第二側(cè)壁8中的至少一個(gè)的開(kāi)口 26。通道24通過(guò)圖1至2的主體4的局部透明繪圖可見(jiàn)，但應(yīng)了解，通道24并不具有位于主體4的壓力側(cè)10或吸入側(cè)12上的開(kāi)口。在如圖所示的一些實(shí)施例中，旁路流體導(dǎo)管22包括通到第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁8的開(kāi)口 26。如本實(shí)用新型中將進(jìn)一步描述，可將每個(gè)開(kāi)口 26定位在位于內(nèi)隔板環(huán)或外隔板環(huán)附近的密封件(或者填料)附近。
[0039]還示出，旁路流體導(dǎo)管22可以包括出口通路28,所述出口通路28與通道24在所述第一側(cè)壁6與所述第二側(cè)壁8之間流體連接。也就是說(shuō)，出口通路28可以與通道24形成連續(xù)流路，以使流體可以在通道24與出口通路28之間流動(dòng)。在一些情況中，出口通路28是從通道24大體垂直延伸，但應(yīng)了解，可以通過(guò)各種方式對(duì)出口通路28和通道24進(jìn)行定向以促進(jìn)在兩者之間的流動(dòng)。在一些情況中，出口通路28具有要比通道24小的長(zhǎng)度，然而，在其他情況中，出口通路28可以具有與通道24大體相等的或比所述通道大的長(zhǎng)度。在任何情況中，出口通道28都可包括位于主體4的壓力側(cè)10上的第一開(kāi)口 30。也就是說(shuō)，出口通路28可以在主體4的壓力側(cè)10處終止，從而允許流體(例如，泄漏流體)從通道24的開(kāi)口 26通過(guò)通道24和出口通路28而達(dá)到主體4的壓力側(cè)10上的第一開(kāi)口 30 (例如，將與橫穿主體4的壓力側(cè)10的主流路結(jié)合)。
[0040]在一些情況中，第一開(kāi)口 30具有大體橢圓形狀(如在圖2中最清楚地示出)，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣14與所述后緣18 (dl)之間延伸的距離大于在第一側(cè)壁6與第二側(cè)壁8之間延伸的距離(d2)。然而，應(yīng)當(dāng)了解，一些實(shí)施例中，第一開(kāi)口 30可替代地具有矩形形狀或者梯形形狀。無(wú)論它的形狀如何(橢圓、矩形、梯形等等)，第一開(kāi)口 30都可包括輪廓，所述輪廓在所述前緣14與所述后緣18之間延伸的距離(dl)大于在第一側(cè)壁6與第二側(cè)壁8之間延伸的距離(d2)。在各實(shí)施例中，如圖1和2中所示，旁路流體導(dǎo)管22進(jìn)一步包括第二出口通路32，所述第二出口通路32具有位于主體4的壓力側(cè)10上的第二開(kāi)口 34。在一些情況中，第二出口通路32可以具有與第一出口通路28大體類似的長(zhǎng)度、形狀和/或相對(duì)于通道24的角度，然而，在其他情況中，出口通路28、32可以具有不同長(zhǎng)度、形狀和/或角度。在一些情況中，第二開(kāi)口 34可以具有與第一開(kāi)口 30大體類似的形狀，例如為大體橢圓形的。
[0041]在本發(fā)明的各實(shí)施例中，通道24具有比第一出口通路28的內(nèi)徑(IDopl)大的內(nèi)徑(IDc)。類似地是，通道24的內(nèi)徑IDc可以大于第二出口通路32的內(nèi)徑(IDop2)。
[0042]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的各替代實(shí)施例的渦輪機(jī)噴嘴葉片(blade) 52的三維端視圖。如共同編號(hào)所示出，噴嘴葉片52中的若干特征是與參照?qǐng)D1至3所示的噴嘴葉片2示出并描述的那些特征類似。然而，圖4所示噴嘴葉片52示出這樣的替代實(shí)施例:其中示出一個(gè)或多個(gè)出口通路28與旁路流體導(dǎo)管22流體連接并與主體4的壓力側(cè)10、主體4的吸入側(cè)12或主體4的后緣區(qū)段18中的至少一個(gè)流體連接。在一些情況中，噴嘴葉片52可以包括從旁路流體導(dǎo)管22延伸的多個(gè)出口通路28，其中這些出口通路28中的至少兩個(gè)具有在主體4的不同表面(例如吸入側(cè)12和壓力側(cè)10或壓力側(cè)10和后緣區(qū)段18等等)上的開(kāi)Π 30。[0043]圖5示出渦輪機(jī)102中的一部分的截面示意圖，所述渦輪機(jī)102包括轉(zhuǎn)子區(qū)段104和大體罩住所述轉(zhuǎn)子區(qū)段104的定子區(qū)段106。如圖所示并如所屬領(lǐng)域已知，轉(zhuǎn)子區(qū)段104可以包括連接到轉(zhuǎn)子主體110上的一組槳葉108 (每個(gè)槳葉108表示圍繞轉(zhuǎn)子主體110周向布置的一個(gè)槳葉級(jí))。定子區(qū)段106可以包括隔板112，該隔板112具有內(nèi)隔板環(huán)114和外隔板環(huán)116。橫跨在內(nèi)隔板環(huán)114與外隔板環(huán)116之間的是一組噴嘴葉片2 (每個(gè)噴嘴葉片2表示在內(nèi)隔板環(huán)114與外隔板環(huán)116之間周向布置的一個(gè)噴嘴葉片級(jí))，如參照?qǐng)D1至4示出并描述的噴嘴葉片2和/或52。還示出的是填料區(qū)段(或者密封物)120，所述填料區(qū)段120定位在葉片2的徑向內(nèi)端處，位于側(cè)壁(例如第一側(cè)壁6)附近。如圖所示，葉片2中的至少一個(gè)可以包括從第一側(cè)壁6大體徑向延伸的旁路流體導(dǎo)管22，所述旁路流體導(dǎo)管22具有通道24和出口通路28以使導(dǎo)管22在側(cè)壁6處的開(kāi)口與葉片2、52的主體4的壓力側(cè)10流體連接。在一些情況中，通道24包括僅在一個(gè)側(cè)壁(例如第一側(cè)壁6)處的開(kāi)口，但是在其他情況中，通道24包括在主體4的兩個(gè)側(cè)壁6、8處的開(kāi)口 26。
[0044]在本發(fā)明的各實(shí)施例中，旁路流體導(dǎo)管22配置用于在渦輪機(jī)102運(yùn)行過(guò)程中將流體(例如，像蒸汽或冷凝物的泄漏流體)從填料區(qū)段120轉(zhuǎn)向到主體4的壓力側(cè)10上的第一開(kāi)口 30。在一些情況中，如果旁路流體導(dǎo)管22包括多于一個(gè)出口通路28、32，且流體流是充分的，那么旁路流體導(dǎo)管22配置用于將流體轉(zhuǎn)向到主體4的壓力側(cè)10上的第一開(kāi)口 32和第二開(kāi)口 34中的每一個(gè)。應(yīng)當(dāng)了解，替代實(shí)施例中，旁路流體導(dǎo)管22可以包括通往葉片(例如葉片52)的吸入側(cè)12和/或后緣區(qū)段18的一個(gè)或多個(gè)出口通路28、32。在任何情況中，旁路流體導(dǎo)管22配置用于將流體(例如，像蒸汽或冷凝物的泄漏流體)從填料區(qū)段120轉(zhuǎn)向到壓力側(cè)10上、吸入側(cè)12上和/或后緣區(qū)段18上的開(kāi)口 30中的至少一個(gè)。
[0045]如本實(shí)用新型中所述，本發(fā)明的各實(shí)施例包括渦輪噴嘴設(shè)計(jì)，所述渦輪噴嘴設(shè)計(jì)允許將泄漏流體流引入渦輪機(jī)的主流路之中。噴嘴包括與泄漏流體來(lái)源流體連接的導(dǎo)管，所述泄漏流體來(lái)源如傳統(tǒng)捕截并且傳送泄漏流體的填料或密封物。在本實(shí)用新型示出并描述的設(shè)計(jì)中，使這種泄漏流體與主工作流體結(jié)合，以便提高整個(gè)渦輪機(jī)的效率，由此減輕與不使用根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例所公開(kāi)的噴嘴的常規(guī)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的有關(guān)泄漏流的性能損失。
[0046]本實(shí)用新型所用術(shù)語(yǔ)僅是為了對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行描述，而非旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。除非上下文以其他方式清楚指出，否則本實(shí)用新型所用單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“所述”旨在也會(huì)包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)進(jìn)一步了解，本實(shí)用新型所用術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包括”用于指定存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應(yīng)進(jìn)一步了解，術(shù)語(yǔ)“前面”和“后面”不旨在進(jìn)行限制，并且旨在在適當(dāng)時(shí)可以互換。
[0047]本實(shí)用新型使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明、包括最佳模式，同時(shí)也使所屬領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明、包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)界定，并且可以包括所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員所想出的其他實(shí)例。如果此類其他實(shí)例具有的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義相同，或者如果此類其他實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義并無(wú)大體差別，那么此類其他實(shí)例也在權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸汽渦輪噴嘴，所述蒸汽渦輪噴嘴包括: 主體，所述主體具有: 第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁； 各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及 旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括: 通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪噴嘴，其中所述旁路流體導(dǎo)管配置用于允許流體從所述通道的所述開(kāi)口通過(guò)所述出口通路到達(dá)在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的所述至少一個(gè)上的所述第一開(kāi)口。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪噴嘴，其中所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。
4.如權(quán)利要求1所 述的蒸汽渦輪噴嘴，其進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪噴嘴，其中所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括第二出口通路，所述第二出口通路具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第二開(kāi)口。
6.如權(quán)利要求1所述的蒸汽渦輪噴嘴，其中所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
7.一種渦輪機(jī)隔板，所述渦輪機(jī)隔板包括: 內(nèi)隔板環(huán)； 在所述內(nèi)隔板環(huán)徑向外側(cè)的外隔板環(huán)；以及 靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在所述內(nèi)隔板環(huán)與所述外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括: 主體，所述主體具有: 第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁； 各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第一接點(diǎn)處的前緣區(qū)段，和位于所述壓力側(cè)與所述吸入側(cè)的第二接點(diǎn)處的后緣區(qū)段；以及 旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括: 通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口 ；以及出口通路，所述出口通路是與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第一開(kāi)口。
8.如權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)隔板，其中所述旁路流體導(dǎo)管配置用于允許流體從所述通道的所述開(kāi)口通過(guò)所述出口通路到達(dá)在所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的所述第一開(kāi)口。
9.如權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)隔板，其中所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。
10.如權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)隔板，其中所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
11.如權(quán)利要求8所述的渦輪機(jī)隔板，其中所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括第二出口通路，所述第二出口通路具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中的至少一個(gè)上的第二開(kāi)口。
12.如權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)隔板，其中所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
13.一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)包括: 轉(zhuǎn)子區(qū)段；以及 定子區(qū)段，所述定子區(qū)段大體罩住所述轉(zhuǎn)子區(qū)段，所述定子區(qū)段包括: 填料區(qū)段；以及 靜態(tài)噴嘴集合，所述靜態(tài)噴嘴集合橫跨在內(nèi)隔板環(huán)與外隔板環(huán)之間，其中所述靜態(tài)噴嘴集合中的至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴包括: 主體，所述主體具有: 第一側(cè)壁和相對(duì)所述第一側(cè)壁的第二側(cè)壁；以及 各自在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)；以及 旁路流體導(dǎo)管，所述旁路流體導(dǎo)管包括: 通道，所述通道具有通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中的至少一個(gè)的開(kāi)口，所述開(kāi)口位于所述填料區(qū)段附近；以及 出口通路，所述出口通路與所述通道在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間流體連接，所述出口通路包括位于所述主體的所述壓力側(cè)上的第一開(kāi)口， 其中所述旁路流體導(dǎo)管配置用于在所述渦輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中使流體從所述填料區(qū)段轉(zhuǎn)向到所述主體的所述壓力側(cè)上的所述第一開(kāi)口。
14.如權(quán)利要求13所述的渦輪機(jī)，其中所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括: 前緣區(qū)段，所述前緣區(qū)段在所述主體的第一部分附近；以及 后緣區(qū)段，所述后緣區(qū)段在所述主體的與所述主體的所述第一部分相對(duì)的第二部分附近。
15.如權(quán)利要求14所述的渦輪機(jī)，其中所述第一開(kāi)口具有大體橢圓形狀、矩形形狀或者梯形形狀，所述形狀包括輪廓，所述輪廓在所述前緣與所述后緣之間延伸的距離大于在所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁之間延伸的距離。
16.如權(quán)利要求13所述的渦輪機(jī)，其中所述至少一個(gè)靜態(tài)噴嘴進(jìn)一步包括位于所述通道中的通到所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁中另一個(gè)的第二開(kāi)口。
17.如權(quán)利要求14所述的渦輪機(jī)，其中所述旁路流體導(dǎo)管進(jìn)一步包括至少一個(gè)另外的出口通路，所述至少一個(gè)另外的出口通路各自具有位于所述主體的所述壓力側(cè)、所述主體的所述吸入側(cè)或所述后緣區(qū)段中之一上的另外的開(kāi)口。
18.如權(quán)利要求 13所述的渦輪機(jī)，其中所述通道具有比所述出口通路的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
【文檔編號(hào)】F01D9/02GK203742674SQ201320792865
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】D.穆克霍帕赫亞伊, S.S.伯德吉克, P.P.?？评? M.蘇布拉馬尼延 申請(qǐng)人:通用電氣公司