[发明专利]用于冷却叶片组件的设备

说明书

技术领域

本文所公开的主题大体而言涉及涡轮机叶片，且更具体而言涉及叶片组件构件的冷却设备。

背景技术

燃气轮机系统被广泛地用于例如发电的领域。常规燃气轮机系统可包括压缩机、燃烧器和涡轮机。在燃气轮机系统操作期间，在系统中的各种构件经受高温流动，这可能会造成构件故障。由于更高温流动通常导致燃气轮机系统的性能、效率和功率输出提高，经受高温流动的构件必须被冷却以允许燃气轮机系统在升高的温度操作。

在本领域中已知各种策略来冷却各种燃气轮机系统构件。例如，冷却介质可从压缩机导送且提供给各种构件。在系统的涡轮机部段，冷却介质可用于冷却各种涡轮机构件。

涡轮机叶片是必须被冷却的热气体路径构件的一个实例。未完好密封的叶片柄可能会允许热气体进入柄，且热气体可造成叶片故障。例如，在某些柄中，当进入柄的热气体在大约1900°F以上时，热气体可使柄密封销蠕变和变形，且可使密封销从柄挤出。另外，热气体可损坏柄阻尼器销和柄本身，导致叶片故障。

在本领域中已知各种策略来冷却叶片柄构件且防止热气体摄入。例如，一种现有技术策略利用冷却介质的高压流动来使柄腔增压，向柄上的所有热气体摄入位置提供正回流裕度(positive back-flowmargin)。这种正回流裕度防止热气体进入且损坏柄。但是，必须从压缩机导送以使柄腔增压的冷却介质量很大，且通过压缩机的此流动损失导致燃气轮机系统的性能、效率和功率输出损失。另外，被提供用于使柄腔增压的大量冷却介质泄漏且从柄腔排到热气体路径内，导致此冷却介质浪费。

因此，本领域需要一种叶片柄的冷却设备。例如，下面这样的冷却设备将是有利的：使从压缩机导送的冷却介质量和在叶片柄冷却期间浪费和损失的冷却介质量最小。另外，下面这样的冷却设备将是有利的：在有效地冷却叶片柄的同时使燃气轮机系统的性能、效率和功率输出最高。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明来学习。

在一实施例中，提供一种叶片组件，其包括平台、翼面和柄。翼面可从平台径向向外延伸。柄可从平台径向向内延伸。柄可包括压力侧侧壁、吸力侧侧壁、上游侧壁和下游侧壁。侧壁可至少部分地限定冷却回路。冷却回路可配置成接收冷却介质且提供冷却介质给翼面。上游侧壁可至少部分地限定内部冷却通路且至少部分地限定外部摄入区。冷却通路可被配置为从冷却回路提供冷却介质的一部分到相邻叶片组件的摄入区。

参考下文的描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特点。方面和优点将会更好地理解。附图合并于本说明书中并构成说明书的部分，附图示出本发明的实施例且与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本发明的全面并可实施的公开内容，包括其最佳实施方式，在说明书中陈述，说明书参考附图，在附图中：

图1是燃气轮机系统的示意图；

图2是根据本公开内容的一实施例的燃气轮机系统的涡轮机部段的截面侧视图。

图3是根据本公开内容的一实施例的叶片组件的透视图。

图4是根据本公开内容的一实施例的叶片组件的侧视图。

图5是根据本公开内容的一实施例的叶片组件的相对侧视图。

图6是根据本公开内容的一实施例的局部转子组件的截面图。

图7是根据本公开内容的一实施例的局部转子组件的透视图。