[发明专利]涡轮机端壁冷却布置

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮机端壁。

背景技术

在燃气涡轮机中，由于高温和大的温度梯度，可发生涡轮机端壁损坏。涡轮机端壁可位于定子或转子处，以及可位于涡轮机的内径或外径处，且涡轮机端壁一般定向成使得涡轮机翼型件沿径向延伸远离端壁表面。

在现场中经历的端壁损坏的类型包括但不限于端壁构件的氧化、散裂、破裂、弯曲和脱离。因此，已经尝试了各种方法来解决这个问题。大体上，这些方法采用了针对端壁表面的冷却加强、端壁内的对流冷却通道的建立和/或提供了具有低动量流的局部薄膜冷却的构件的添加。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种翼型件，且该翼型件包括翼型件主体，翼型件主体具有可在径向端部之间延伸的压力面和限定在其中的翼型件内部中的流体路径。压力面形成为进一步限定了通道，可通过该通道沿周向方向远离压力面将冷却剂从翼型件内部中的流体路径输送出来。

根据本发明的另一方面，提供了一种涡轮机，且该涡轮机包括端壁，该端壁包括表面和可固定到该表面上的多个翼型件，表面的部分设置在相邻翼型件的端部之间，各个翼型件包括具有压力面和限定在其中的翼型件内部中的流体路径的翼型件主体，压力面形成为限定了通道，可通过该通道将冷却剂从翼型件内部中的流体路径输送朝向表面部分中的一个。

根据本发明的又一方面，提供了一种形成涡轮机的方法，且该方法包括：制造多个翼型件，该多个翼型件中的各个具有压力面和限定在其中的翼型件内部中的流体路径；将该多个翼型件固定到端壁上，该端壁包括可设置在翼型件的相邻径向端部之间的表面部分；以及限定通过翼型件的压力面的通道，可通过该通道将冷却剂从翼型件内部中的流体路径输送朝向端壁的表面部分中的一个。

根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。

附图说明

在说明书结论部分处的权利要求书中特别指出和明确要求保护被视为本发明的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的前述和其它特征和优点显而易见，在附图中：

图1是涡轮机翼型件和端壁的透视图；

图2是离开图1的涡轮机翼型件的冷却剂流的径向视图；

图3是图2的冷却剂流的轴向视图；以及

图4是涡轮机翼型件和端壁的透视图。

作为实例，参照附图，详细描述阐述了本发明的实施例以及优点和特征。

部件列表：

10涡轮机

20平台

21表面

25表面部分

30翼型件

31端部

33吸力面

34压力面

35前缘

36后缘

37内部

40冷却回路

50通道

D_P周向方向

D_D下游方向

60流动线路

70圆角

71内侧端部

具体实施方式

参照图1，提供了涡轮机10。涡轮机10的一个区段包括端壁20和多个翼型件30。端壁20包括表面21，各个翼型件30可固定到表面21上，其中表面21的部分25设置在相邻翼型件30对的端部31之间。各个翼型件30包括相对的吸力面33和压力面34，吸力面33和压力面34在相应的前缘35和后缘36处会合，以限定在翼型件内部37中具有流体路径38的翼型件30形状，冷却回路40可通过翼型件内部37而延伸。如众所周知的那样，吸力面33一般是凸的，而压力面34一般是凹的。另外，压力面34形成为限定了通道50，或者在一些实施例中，限定了一组通道50，可通过通道50将冷却剂朝向表面部分25中的一个输送。根据各实施例，冷却剂可为能够从例如流体路径38、冷却回路40和/或翼型件30的另一结构中输送出来的。

将理解的是，表面部分25可限定为表面21的区域，由于可在涡轮机10的操作期间出现的热气朝向端壁20的移动，该区域倾向于被相对高度地加热。就此而言，表面部分25大体设置在相邻的翼型件30对的端部31之间，以及设置在下游位置处。