CN107489460B - 涡轮盘组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涡轮盘组件及其制造方法。具体而言，提供了一种涡轮盘组件。涡轮盘组件包括第一转子盘(206)、第二转子盘(210)、以及沿轴线(108)联接在第一转子盘和第二转子盘之间以限定气室(282)的间隔盘(208)。间隔盘具有内表面(290)，该内表面(290)具有从轴线起的半径(288)。限定在第一转子盘和间隔盘之间的第一冷却通道(252)与气室流连通。第二转子盘包括具有定位在气室内的偏转表面(310)的偏转器(300)，使得偏转表面朝第一冷却通道定向为相对于间隔盘的内表面的半径成锐角(α)。

Description

涡轮盘组件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请请求享有2016年6月10日提交的美国非临时专利申请第15/179594号和2015年12月3日提交的波兰专利申请第P-415045号的权益，其通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本公开内容的领域大体上涉及涡轮盘，且更具体地涉及涡轮盘组件及其制造方法。
背景技术
许多已知的燃气涡轮组件包括压缩机、燃烧器和涡轮。气体(例如，空气)流入压缩机中且被压缩。压缩气流然后排放到燃烧器中，与燃料混合，且点燃来生成燃烧气体。燃烧气流从燃烧器引导穿过涡轮。
至少一些已知的涡轮包括由燃烧气流驱动的多个转子叶片。因此，转子叶片大体上经历比涡轮组件的其他部分更高温度的操作条件。为了便于防止转子叶片过热，至少一些已知的转子叶片通过将冷却气流引导穿过限定在各个转子叶片内的冷却回路来冷却。然而，可能难以在转子叶片之间分配冷却气流来确保各个转子叶片充分冷却。
发明内容
一方面，提供了一种涡轮盘组件。涡轮盘组件包括第一转子盘、第二转子盘、以及沿轴线联接在第一转子盘和第二盘之间以限定气室的间隔盘。间隔盘具有内表面，该内表面具有从轴线起的半径。限定在第一转子盘和间隔盘之间的第一冷却通道与气室流连通。第二转子盘包括具有定位在气室内的偏转表面的偏转器，使得偏转表面朝第一冷却通道定向为相对于间隔盘的内表面的半径成锐角。
另一方面，提供了一种制造涡轮盘组件的方法。该方法包括形成第一转子盘和形成第二转子盘，使得第二转子盘包括具有偏转表面的偏转器。该方法还包括形成间隔盘，使得间隔盘具有内表面，且该方法还包括将间隔盘沿轴线联接在第一转子盘和第二转子盘之间以限定气室，其中半径限定为从轴线到间隔盘的内表面。限定在第一转子盘和间隔盘之间的第一冷却通道与气室流连通。偏转表面定位在气室内，且朝第一冷却通道定向为相对于间隔盘的内表面的半径成锐角。
另一方面，提供了一种燃气涡轮组件。燃气涡轮组件包括具有多个压缩机转子叶片的压缩机。燃气涡轮组件还包括具有多个涡轮转子叶片的涡轮。涡轮转子叶片中的每一个具有内部冷却回路。燃气涡轮组件还包括将涡轮转子叶片可旋转地联接到压缩机转子叶片上的转子轴。压缩机跨过转子轴与涡轮转子叶片的内部冷却回路流连通。转子轴具有涡轮节段，其包括第一转子盘、第二转子盘、以及沿轴线联接在第一转子盘和第二转子盘之间以限定气室的间隔盘。间隔盘具有内表面，该内表面具有从轴线起的半径。第一冷却通道限定在第一转子盘和间隔盘之间，使得第一冷却通道与气室和涡轮转子叶片中的一者的内部冷却回路流连通。第二转子盘包括具有定位在气室内的偏转表面的偏转器，使得偏转表面朝第一冷却通道定向为相对于间隔盘的内表面的半径成锐角。
技术方案1. 一种涡轮盘组件，包括：
第一转子盘；
第二转子盘；以及
间隔盘，其沿轴线联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间以限定气室，所述间隔盘具有内表面，所述内表面具有从所述轴线起的半径，其中限定在所述第一转子盘和所述间隔盘之间的第一冷却通道与所述气室流连通，所述第二转子盘包括具有定位在所述气室内的偏转表面的偏转器，使得所述偏转表面朝所述第一冷却通道定向为相对于所述间隔盘的所述内表面的半径成锐角。
技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮盘组件，其中，第二冷却通道限定在所述第二转子盘和所述间隔盘之间。
技术方案3. 根据技术方案1所述的涡轮盘组件，其中，所述第二转子盘包括侧表面，所述偏转器与所述侧表面整体结合地形成。
技术方案4. 根据技术方案1所述的涡轮盘组件，其中，所述第二转子盘包括侧表面，所述偏转器联接到所述侧表面上。
技术方案5. 根据技术方案1所述的涡轮盘组件，其中，所述第二转子盘包括第一侧表面、第二侧表面、以及在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间延伸的内表面，所述第二转子盘还包括联接到所述第二转子盘的所述内表面上的套管，所述偏转器与所述套管整体结合地形成。
技术方案6. 根据技术方案1所述的涡轮盘组件，其中，所述偏转器围绕所述轴线沿周向延伸。
技术方案7. 一种制造涡轮盘组件的方法，所述方法包括：
形成第一转子盘；
形成第二转子盘，使得所述第二转子盘包括具有偏转表面的偏转器；
形成间隔盘，使得所述间隔盘具有内表面；以及
将所述间隔盘沿轴线联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间以限定气室，其中半径限定为从所述轴线到所述间隔盘的内表面，使得限定在所述第一转子盘和所述间隔盘之间的第一冷却通道与所述气室流连通，且使得所述偏转表面定位在所述气室内，且朝所述第一冷却通道定向为相对于所述间隔盘的内表面的半径成锐角。
技术方案8. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，将所述间隔盘联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间包括，将所述第二转子盘联接到所述间隔盘上，使得第二冷却通道限定在所述第二转子盘和所述间隔盘之间。
技术方案9. 根据技术方案7所述的方法，其中，形成第二转子盘包括，形成所述第二转子盘，使得所述第二转子盘具有侧表面，且使得所述偏转器与所述侧表面整体结合地形成。
技术方案10. 根据技术方案7所述的方法，其中，形成第二转子盘包括，形成所述第二转子盘，使得所述第二转子盘具有侧表面，且使得所述偏转器联接到所述侧表面上。
技术方案11. 根据技术方案7所述的方法，其中，形成第二转子盘包括：
形成所述第二转子盘，使得所述第二转子盘具有第一侧表面、第二侧表面、以及在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间延伸的内表面；
使所述偏转器与套管一起整体结合地形成；以及
将所述套管联接到所述第二转子盘的内表面上，使得所述套管沿所述第二转子盘的内表面延伸。
技术方案12. 根据技术方案7所述的方法，其中，形成第二转子盘包括，形成所述偏转器，使得所述偏转器围绕所述轴线沿周向延伸。
技术方案13. 一种燃气涡轮组件，包括：
压缩机，其包括多个压缩机转子叶片；
涡轮，其包括多个涡轮转子叶片，其中所述涡轮转子叶片中的每一个具有内部冷却回路；以及
转子轴，其将所述涡轮转子叶片可旋转地联接到所述压缩机转子叶片上，其中所述压缩机跨过所述转子轴与所述涡轮转子叶片的所述内部冷却回路流连通，所述转子轴具有涡轮节段，所述涡轮节段包括：
第一转子盘；
第二转子盘；和
间隔盘，其沿轴线联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间以限定气室，所述间隔盘具有内表面，所述内表面具有从所述轴线起的半径，其中第一冷却通道限定在所述第一转子盘和所述间隔盘之间，使得所述第一冷却通道与所述气室和所述涡轮转子叶片中的一者的内部冷却回路流连通，所述第二转子盘包括具有定位在所述气室内的偏转表面的偏转器，使得所述偏转表面朝所述第一冷却通道定向为相对于所述间隔盘的所述内表面的半径成锐角。
技术方案14. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，第二冷却通道限定在所述第二转子盘和所述间隔盘之间。
技术方案15. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述第二转子盘包括侧表面，所述偏转器与所述侧表面整体结合地形成。
技术方案16. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述第二转子盘包括侧表面，所述偏转器联接到所述侧表面上。
技术方案17. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述第二转子盘包括第一侧表面、第二侧表面、以及在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间延伸的内表面，所述第二转子盘还包括联接到所述第二转子盘的所述内表面上的套管，所述偏转器与所述套管整体结合地形成。
技术方案18. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述偏转器围绕所述轴线沿周向延伸。
技术方案19. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述涡轮转子叶片中的每一个包括与其相应的内部冷却回路流连通的冷却气体排放端口。
技术方案20. 根据技术方案13所述的燃气涡轮组件，其中，所述涡轮节段还包括第一毂、第二毂和多个螺栓，使得所述第一涡轮转子盘、所述第二涡轮转子盘和所述间隔盘在所述第一毂和所述第二毂之间经由所述螺栓联接在一起。
附图说明
图1是示例性涡轮组件的示意图；
图2是用于在图1中所示的涡轮组件中使用的转子轴的示例性涡轮节段的一部分的示意图；且
图3是图3中所示的涡轮节段的放大部分。
零件清单
α 角
100 燃气涡轮组件
102 压缩机
104 燃烧器
106 涡轮
108 中心轴线
110 径向尺寸
112 周向尺寸
114 压缩机转子叶片
116 压缩机定子导叶
118 涡轮转子叶片
120 涡轮定子导叶
122 转子级
124 转子轴
126 定子级
128 工作气流
130 压缩气流
132 燃烧气流
134 排出气流
136 冷却气流
200 涡轮节段
202 涡轮盘
204 螺栓
206 第一转子盘
208 第一间隔盘
210 第二转子盘
212 第二间隔盘
214 第三转子盘
216 第三间隔盘
218 第四转子盘
220 第一毂
222 第二毂
224 第一转子叶片
226 第一转子级
228 第一定子导叶
230 第一定子级
232 第二转子叶片
234 第二转子级
236 第二定子导叶
238 第二定子级
240 第三转子叶片
242 第三转子级
244 第三定子导叶
246 第三定子级
248 第四转子叶片
250 第四转子级
252 第一冷却通道
254 第二冷却通道
256 第三冷却通道
258 第四冷却通道
260 第五冷却通道
262 第六冷却通道
264 第一冷却气体排放端口
266 第一内部冷却回路
268 第二冷却气体排放端口
270 第二内部冷却回路
272 第三冷却气体排放端口
274 第三内部冷却回路
276 第四冷却气体排放端口
278 第四内部冷却回路
280 中心管道
282 第一周向气室
284 第二周向气室
286 第三周向气室
288 半径
290 第一间隔盘径向内表面
292 转子盘前侧表面
294 转子盘后侧表面
296 转子盘径向内表面
300 偏转器
302 前固位凸缘
304 套管
306 后固位凸缘
308 距离
310 偏转表面
312 向前方向
314 第一径向位置
316 向后方向
318 第二径向位置
320 第三径向位置。
具体实施方式
以下详细描述通过举例而非限制的方式示出了涡轮盘。此描述应当允许本领域普通技术人员制作和使用涡轮盘，且此描述对涡轮盘的若干实施例进行了描述，包括目前认为是制作和使用涡轮盘的最佳模式的内容。示例性涡轮盘在本文中描述为联接在燃气涡轮组件内。然而，构想的是，涡轮盘具有除燃气涡轮组件外的多种领域中的较宽范围的系统中的普遍应用。
图1示出了示例性涡轮组件100。在示例性实施例中，涡轮组件100是燃气涡轮组件，其包括沿中心轴线108与彼此流连通地联接的压缩机102、燃烧器104和涡轮106，使得涡轮组件100具有从轴线108延伸的径向尺寸110和围绕轴线108延伸的周向尺寸112。如本文使用的用语"半径"(或其任何变型)是指从任何适合的形状(例如，正方形、矩形、三角形等)的中心向外延伸的尺寸，且不限于从圆形的中心向外延伸的尺寸。类似地，如本文使用的用语"周长"(或其任何变型)是指围绕任何适合的形状(例如，正方形、矩形、三角形等)的中心延伸的尺寸，且不限于围绕圆形的中心延伸的尺寸。
在示例性实施例中，压缩机102包括多个转子叶片114和多个定子导叶116，且涡轮106同样包括多个转子叶片118和多个定子导叶120。显著地，涡轮转子叶片118(或轮叶)以多个环形的沿轴向间隔开的级122组合，其可在沿轴向对准的转子轴124上旋转，转子轴124继而可旋转地联接到压缩机102的转子叶片114上。类似地，定子导叶120(或喷嘴)以多个环形的沿轴向间隔开的级126组合，其与转子级122沿轴向相互间隔开。显著地，涡轮106可具有便于允许涡轮组件100如本文描述的那样起作用的任何适合数量的转子级122和定子级126。
在涡轮组件100的操作期间，工作气流128(例如，环境空气)进入压缩机102，其中流128被压缩且引导到燃烧器104中。在从涡轮组件100排放为排出气流134之前，所得的压缩流130与燃料混合且在燃烧器104中点燃，以生成引导穿过涡轮106的燃烧气流132。更具体而言，当燃烧气流132引导穿过涡轮106时，流132使转子叶片118转移，且驱动转子轴124，其继而驱动压缩机转子叶片114。至少部分地由于其与燃烧气流132的直接接触，转子叶片118趋于经历比其他涡轮构件更高温度的操作条件，且因此期望在涡轮组件100的操作期间冷却转子叶片118。为了便于冷却叶片118，压缩气流130的一部分(即，冷却气体(或吹扫)流136)引导穿过转子轴124，使得冷却气流136绕过燃烧器104，且随后在其喷射到涡轮106内的燃烧气流132中之前引导到各个转子叶片118中。
图2是示例性涡轮节段200的示意图。在示例性实施例中，涡轮节段200包括经由多个螺栓204沿轴线108联接在一起的多个涡轮盘202。更具体而言，在示例性实施例中，涡轮节段200包括第一转子盘206、第一间隔盘208、第二转子盘210、第二间隔盘212、第三转子盘214、第三间隔盘216和第四转子盘218，其以轴向序列顺序面对面布置，且在第一毂220和第二毂222之间经由螺栓204联接在一起。尽管涡轮节段200在示例性实施例中具有四个转子盘和四个间隔盘，但涡轮节段200可具有以任何适合方式布置的任何适合数目的转子盘和间隔盘。如本文使用的用语"涡轮盘"是指与涡轮区段(例如，涡轮106)而非压缩机区段(例如，非压缩机102)沿轴向对准的转子轴节段的盘。
在示例性实施例中，第一转子盘206与第一转子级226的多个沿周向间隔开的第一转子叶片224沿轴向对准且沿径向联接，使得第一转子盘206与第一转子叶片224一起旋转。第一间隔盘208与第一定子级230的多个沿周向间隔开的第一定子导叶228沿轴向对准且沿径向间隔开，使得第一间隔盘208相对于第一定子导叶228旋转。第二转子盘210与第二转子级234的多个沿周向间隔开的第二转子叶片232沿轴向对准且沿径向联接，使得第二转子盘210与第二转子叶片232一起旋转。第二间隔盘212与第二定子级238的多个沿周向间隔开的第二定子导叶236沿轴向对准且沿径向间隔开，使得第二间隔盘212相对于第二定子导叶236旋转。第三转子盘214与第三转子级242的多个沿周向间隔开的第三转子叶片240沿轴向对准且沿径向联接，使得第三转子盘214与第三转子叶片240一起旋转。第三间隔盘216与第三定子级246的多个沿周向间隔开的第三定子导叶244沿轴向对准且沿径向间隔开，使得第三间隔盘216相对于第三定子导叶244旋转。第四转子盘218与第四转子级250的多个沿周向间隔开的第四转子叶片248沿轴向对准且沿径向联接，使得第四转子盘218与第四转子叶片248一起旋转。
在示例性实施例中，一排沿周向间隔开的第一冷却通道252限定在第一转子盘206和第一间隔盘208之间，且一排沿周向间隔开的第二冷却通道254限定在第一间隔盘208和第二转子盘210之间。类似地，一排沿周向间隔开的第三冷却通道256限定在第二转子盘210和第二间隔盘212之间，且一排沿周向间隔开的第四冷却通道258限定在第二间隔盘212和第三转子盘214之间。同样，一排沿周向间隔开的第五冷却通道260限定在第三转子盘214和第三间隔盘216之间，且一排沿周向间隔开的第六冷却通道262限定在第三间隔盘216和第四转子盘218之间。尽管各个冷却通道252、254、256、258、260和262在示例性实施例中示出为线性地延伸且沿径向定向(即，大致垂直于轴线108定向)，但各个冷却通道252、254、256、258、260和262可在其他实施例中具有任何适合的形状和/或定向(例如，冷却通道252、254、256、258、260和/或262可具有不沿径向定向的弯曲形状)。
在示例性实施例中，各个第一转子叶片224具有至少一个第一冷却气体排放端口264以及与第一冷却气体排放端口264流连通的第一内部冷却回路266。此外，各个第二转子叶片232具有至少一个第二冷却气体排放端口268以及与第二冷却气体排放端口268流连通的第二内部冷却回路270。类似地，各个第三转子叶片240具有至少一个第三冷却气体排放端口272以及与第三冷却气体排放端口272流连通的第三内部冷却回路274，且各个第四转子叶片248具有至少一个第四冷却气体排放端口276以及与第四冷却气体排放端口276流连通的第四内部冷却回路278。显著地，各个第一冷却通道252与第一转子叶片224的第一内部冷却回路266流连通。各个第二冷却通道254与第二转子叶片232的第二内部冷却回路270流连通，且各个第三冷却通道256也与第二转子叶片232的第二内部冷却回路270流连通。同样，各个第四冷却通道258与第三转子叶片240的第三内部冷却回路274流连通，且各个第五冷却通道260也与第三转子叶片240的第三内部冷却回路274流连通。各个第六冷却通道262与第四转子叶片248的第四内部冷却回路278流连通。
在示例性实施例中，中心管道280沿节段200限定以允许冷却气流136沿转子轴124轴向地引导。第一转子盘206、第一间隔盘208和第二转子盘210共同限定第一周向气室282，冷却气流136从中心管道280引导穿过第一周向气室282。同样，第二转子盘210、第二间隔盘212和第三转子盘214共同限定第二周向气室284，冷却气流136从中心管道280引导穿过第二周向气室284。第三转子盘214、第三间隔盘216和第四转子盘218也共同限定第三周向气室286，冷却气流136从中心管道280引导穿过第三周向气室286。第一周向气室282与第一冷却通道252和第二冷却通道254流连通；第二周向气室284与第三冷却通道256和第四冷却通道258流连通；且第三周向气室286与第五冷却通道260和第六冷却通道262流连通。备选地，气室282、284和/或286可具有任何适合的形状和任何适合的定向(例如，气室282、284和/或286在一些实施例中可不是周向的)。
在涡轮组件100的操作期间，来自中心管道280的冷却气流136分别经由周向气室282、284和286进入冷却通道252、254、256、258、260和262。更具体而言，冷却气流136经由第一周向气室282进入各个第一冷却通道252和各个第二冷却通道254，冷却气流136经由第二周向气室284进入各个第三冷却通道256和各个第四冷却通道258，且冷却气流136经由第三周向气室286进入各个第五冷却通道260和各个第六冷却通道262。
来自冷却通道252、254、256、258、260和262的冷却气流136然后引导到相应转子叶片224、232、240和248的内部冷却回路266、270、274和278中。更具体而言，来自各个第一冷却通道252的冷却气流136进入第一转子叶片224的第一内部冷却回路266。来自各个第二冷却通道254的冷却气流136进入第二转子叶片232的第二内部冷却回路270，且来自各个第三冷却通道256的冷却气流136也进入第二转子叶片232的第二内部冷却回路270。同样，来自各个第四冷却通道258的冷却气流136进入第三转子叶片240的第三内部冷却回路274，且来自各个第五冷却通道260的冷却气流136也进入第三转子叶片240的第三内部冷却回路274。来自各个第六冷却通道262的冷却气流136进入第四转子叶片248的第四内部冷却回路278。
来自内部冷却回路266、270、274和278的冷却气流136然后分别经由冷却气体排放端口264、268、272和276从转子叶片224、232、240和248排放。更具体而言，来自各个第一内部冷却回路266的冷却气流136从其相应的第一冷却气体排放端口264排放到燃烧气流132中，且来自各个第二内部冷却回路270的冷却气流136从其相应的第二冷却气体排放端口268排放到燃烧气流132中。同样，来自各个第三内部冷却回路274的冷却气流136从其相应的第三冷却气体排放端口272排放到燃烧气流132中，且来自各个第四内部冷却回路278的冷却气流136从其相应的第四冷却气体排放端口276排放到燃烧气流132中。
图3是涡轮节段200的放大部分。在示例性实施例中，各个周向气室282、284和286具有半径288，其从轴线108分别延伸至相关联的冷却通道252和254、或256和258、或260和262之间的相关联的间隔盘208、212或216。例如，如图3中所示，第一周向气室282的半径288从轴线108延伸至第一冷却通道252和第二冷却通道254之间的第一间隔盘208的径向内表面290。第二周向气室284(未示出)的半径288关于第二间隔盘212、第三冷却通道256和第四冷却通道258类似地定向，且第三周向气室286(未示出)的半径288关于第三间隔盘216、第五冷却通道260和第六冷却通道262类似地定向。
在示例性实施例中，第二转子盘210、第三转子盘214和第四转子盘218中的每一个具有前侧表面292、后侧表面294、以及从前侧表面292延伸至后侧表面294的径向内表面296。第二转子盘210、第三转子盘214和第四转子盘218中的至少一者具有与其整体结合地形成或联接到其上的偏转器300。例如，如图3中所示，偏转器300经由沿前侧表面292延伸的整体结合地形成的前固位凸缘302、从前固位凸缘302沿内表面296和中心管道280向下游延伸的整体结合地形成的套管304、以及从套管304沿后侧表面294延伸的整体结合地形成的后固位凸缘306而联接到第二转子盘210上。显著地，偏转器300与内表面296沿径向向外间隔开距离308，且偏转器300具有偏转表面310，其沿部分径向地向外且部分向前的方向定向来相对于半径288形成锐角α。如本文使用的用语"前"是指平行于轴线108朝压缩机102定向的方向312，且用语"后"是指平行于轴线108远离压缩机102定向的方向316。
尽管偏转器300、前固位凸缘302、套管304和后固位凸缘306在示例性实施例中整体结合地形成在一起，但偏转器300、前固位凸缘302、套管304和后固位凸缘306可在其他实施例中以任何适合的方式联接在一起。此外，尽管偏转器300、前固位凸缘302、套管304和后固位凸缘306在示例性实施例中是周向的，但偏转器300、前固位凸缘302、套管304和/或后固位凸缘306在其他实施例中可不是周向的。备选地，偏转器300可按任何适合的方式联接到第二转子盘210上(即，偏转器300可不使用前固位凸缘302、套管304和后固位凸缘306联接到第二转子盘210上)。
在涡轮组件100的操作期间，偏转器300便于冷却通道252、254、256、258、260和262中的冷却气流136的较好分配。例如，如图3中所示，第二转子盘210的偏转器300通过使冷却气流136大体上朝第一冷却通道252向前偏转而便于防止多余量的冷却气流136进入第二冷却通道254。更具体而言，由于偏转表面310定向为相对于半径288成锐角α，故进入第一周向气室282的冷却气流136大体上朝第一冷却通道252向前偏转以便于确保第一冷却通道252供有足量的冷却气体，这促进了第一转子叶片224的充分冷却。因此，进入第一冷却通道252的冷却气流136在两个不同径向位置处穿过半径288，即，在第一径向位置314处(同时大体上向后流动)和与第一径向位置314沿径向向外间隔开的第二径向位置318处(同时大体上向前流动)。此外，进入第二冷却通道254的冷却气流136在三个不同的径向位置处穿过半径288，即，第一径向位置314处(同时大体上向后流动)、第二径向位置318处(同时大体上向前流动)、且又在与第二径向位置318沿径向向外间隔开的第三径向位置320处(同时大体上向后流动)。结果，冷却气流136在第一周向气室282内具有大体上S形的流路(如图3中所示)。如果偏转器300以类似方式与第三转子盘214和/或第四转子盘218整体结合地形成或联接，则第二周向气室284和第三周向气室286内的冷却气流136分别具有大体上S形的类似流路。
本文描述的方法和系统便于冷却燃气涡轮组件的涡轮转子叶片。更具体而言，方法和系统便于在涡轮转子叶片间分配冷却气体，以确保各个转子叶片充分冷却(具体是涡轮的第一转子级的转子叶片)。例如，方法和系统便于在气室内提供偏转器来使冷却气体朝与气室相关联的前冷却通道偏转，从而防止过量的冷却气体进入与气室相关联的后冷却通道。结果，方法和系统便于确保涡轮转子叶片在燃气涡轮组件的操作期间适当地冷却，从而减小了涡轮转子叶片经历热相关的破裂的可能性，这继而改善了涡轮转子叶片的使用寿命。
上文详细描述了涡轮盘的示例性实施例。本文描述的方法和系统不限于本文描述的特定实施例，相反，方法和系统的构件可独立地使用和与本文描述的其他构件分开使用。例如，本文描述的方法和系统可具有不限于结合如本文描述的燃气涡轮组件实践的其他应用。相反，本文描述的方法和系统可结合各种其他行业实施和使用。
尽管关于各种特定实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，本发明可利用权利要求的精神和范围内的改型实践。

Claims (10)

1.一种涡轮盘组件，包括：
第一转子盘(206)；
第二转子盘(210)；以及
间隔盘(208)，其沿轴线(108)联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间以限定气室(282)，所述间隔盘具有内表面(290)，所述内表面(290)具有从所述轴线起的半径(288)，其中限定在所述第一转子盘和所述间隔盘之间的第一冷却通道(252)与所述气室流连通，所述第二转子盘包括具有定位在所述气室内的偏转表面(310)的偏转器(300)，使得所述偏转表面朝所述第一冷却通道定向为相对于所述间隔盘的所述内表面的半径成锐角(α)。
2.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，第二冷却通道(254)限定在所述第二转子盘(210)和所述间隔盘(208)之间。
3.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，所述第二转子盘(210)包括侧表面(292)，所述偏转器(300)与所述侧表面整体结合地形成。
4.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，所述第二转子盘(210)包括侧表面(292)，所述偏转器(300)联接到所述侧表面上。
5.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，所述第二转子盘(210)包括第一侧表面(292)、第二侧表面(294)、以及在所述第一侧表面和所述第二侧表面之间延伸的内表面(296)，所述第二转子盘还包括联接到所述第二转子盘的所述内表面上的套管(304)，所述偏转器(300)与所述套管整体结合地形成。
6.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，所述偏转器(300)围绕所述轴线(108)沿周向延伸。
7.一种燃气涡轮组件(100)，包括：
压缩机(102)，其包括多个压缩机转子叶片(114)；
涡轮(106)，其包括多个涡轮转子叶片(118)，其中所述涡轮转子叶片中的每一个具有内部冷却回路(266,270,274,278)；以及
转子轴(124)，其将所述涡轮转子叶片可旋转地联接到所述压缩机转子叶片上，其中所述压缩机跨过所述转子轴与所述涡轮转子叶片的所述内部冷却回路流连通，所述转子轴具有涡轮节段(200)，所述涡轮节段(200)包括：
第一转子盘(206)；
第二转子盘(210)；和
间隔盘(208)，其沿轴线(108)联接在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间以限定气室(282)，所述间隔盘具有内表面(290)，所述内表面(290)具有从所述轴线起的半径(288)，其中第一冷却通道(252)限定在所述第一转子盘和所述间隔盘之间，使得所述第一冷却通道与所述气室和所述涡轮转子叶片中的一者的内部冷却回路流连通，所述第二转子盘包括具有定位在所述气室内的偏转表面(310)的偏转器(300)，使得所述偏转表面朝所述第一冷却通道定向为相对于所述间隔盘的所述内表面的半径成锐角(α)。
8.根据权利要求7所述的燃气涡轮组件(100)，其特征在于，第二冷却通道(254)限定在所述第二转子盘(210)和所述间隔盘(208)之间。
9.根据权利要求7所述的燃气涡轮组件(100)，其特征在于，所述第二转子盘(210)包括侧表面(292)，所述偏转器(300)与所述侧表面整体结合地形成。
10.根据权利要求7所述的燃气涡轮组件(100)，其特征在于，所述第二转子盘(210)包括侧表面(292)，所述偏转器(300)联接到所述侧表面上。
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