专利名称：防止涡轮发动机表面腐蚀的系统的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题涉及涡轮发动机的领域，且更特定而言，涉及防止涡轮发动机腐蚀。
背景技术：
涡轮发动机从流体流动提取能量且将该能量转换成有用功。举例而言，整合气化组合循环(IGCC)发电设施包括一个或多个燃气涡轮发动机，其燃烧例如合成气或天然气的气体以生成能量。气体燃烧形成热废气，其可包含腐蚀性组分。在燃气涡轮发动机的典型操作条件下，腐蚀性组分可腐蚀与热废气接触的燃气涡轮发动机表面。可能要维修或替换燃气涡轮发动机的腐蚀的部件。与热废气接触的燃气涡轮发动机的部件可由耐腐蚀合金制成以减轻腐蚀。但是，这些合金可能较为昂贵和/或难以制成燃气涡轮发动机的部件。
发明内容
在范围上符合最初要求保护的本发明的某些实施例在下文中总结。这些实施例预期并不限制所要求保护的本发明的范围，而是这些实施例预期仅提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文所述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括涡轮发动机构件，其包括具有向流体流动路径暴露的表面的第一材料和安置于该表面上的牺牲性阳极层。牺牲性阳极层包括电化学活性比第一材料更强的第二材料，且第二材料被配置成优先腐蚀以防止第一材料腐蚀。在第二实施例中，一种系统包括燃气涡轮发动机，其包括具有向热冷凝燃烧气体的流动路径暴露的表面和图案化阳极层，图案化阳极层包括安置于该表面上的第二材料。 图案化阳极层被配置成防止该表面由热冷凝燃烧气体腐蚀。在第三实施例中，一种系统包括图案化阳极层，其被配置成保护燃烧系统表面防止热冷凝燃烧气体腐蚀；参考电极，其与热冷凝燃烧气体接触；以及，控制器，其被配置成响应于自参考电极的反馈来调整到图案化阳极层的电流。
当参看附图来阅读本发明下文的详细描述时，本发明的这些和其它特点、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中图1是根据一实施例合并了燃气涡轮发动机的IGCC发电设施的方框图；图2示出穿过纵向轴线所截取的图1的燃气涡轮发动机的实施例的截面图；图3是具有升高的阳极层的涡轮发动机构件的实施例的部分截面图；图4是具有凹入的阳极层的涡轮发动机构件的实施例的部分截面图；图5是具有一个在另一个上堆叠的两个阳极层的部分的涡轮发动机构件的局部截面图；图6是具有两个并排交替的阳极层的部分的涡轮发动机构件的局部截面图7是具有图案化为空心圆形的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图8是具有图案化为菱形的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图9是具有图案化为实心圆形的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图10是具有图案化为人字形的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图11是具有图案化为矩形条带的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图12是具有图案化为波浪形的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图13是具有图案化为网格的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图14是具有图案化为带成角度交叉部件的网格的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图15是具有图案化为带人字形的网格的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；图16是具有图案化为带三角形的网格的阳极层的涡轮发动机构件的一实施例的局部表面视图；以及图17是控制到图案化阳极层的电流的系统的示意图。元件列表
100整合气化组合循环(IGCC)系统102燃料源104原料制备单元106气化器108渣110气体净化器111硫112硫处理器113jm114水处理单元
权利要求
1.一种系统，包括涡轮发动机构件012)，其包括第一材料，所述第一材料具有向流体流动路径暴露的表面015)；以及牺牲性阳极层014)，其安置于所述表面(21 上，其中所述牺牲性阳极层(214)包括电化学活性比所述第一材料更强的第二材料，且所述第二材料被配置成优先腐蚀以防止所述第一材料腐蚀。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牺牲性阳极层(214)包括第二材料的图案化层。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图案化层包括彼此连接的多个牺牲性阳极部分。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图案化层包括彼此不连接的多个牺牲性阳极部分。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述图案化层包括连续地粘附到所述表面的图案化涂层。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牺牲性阳极层(214)包括电化学活性比所述第一材料和第二材料更强的第三材料。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述第二材料安置于多个第一牺牲性阳极部分的第一图案中，所述第三材料安置于多个第二牺牲性阳极部分的第二图案中，且所述第一牺牲性阳极部分和第二牺牲性阳极部分并排地或者一个在另一个上方相对于所述表面安置。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二材料的电化学活性比所述第一材料强至少大约10%。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二材料包括碳钢、铝、混合金属氧化物或其组合。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涡轮发动机构件(212)是燃气轮机燃烧器(120)的一部分或燃气涡轮发动机(118)的燃气轮机部段，且所述流体流动路径是燃烧气体路径。
全文摘要
本发明提供一种防止涡轮发动机表面腐蚀的系统，根据各种实施例，一种系统包括涡轮发动机构件(212)，其包括具有向流体流动路径暴露的表面(215)的第一材料和安置于该表面(215)上的牺牲性阳极层(214)。该牺牲性阳极层(214)包括电化学活性比第一材料更强的第二材料，且第二材料被配置成优先腐蚀以防止第一材料腐蚀。
文档编号C23F13/06GK102251246SQ20111014740
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月20日 优先权日2010年5月21日
发明者G·A·戈勒, P·S·迪马斯西奥, R·E·赫夫纳 申请人:通用电气公司