[发明专利]用于燃气涡轮的叶片和包括所述叶片的电力生成设备

说明书

本发明涉及用于燃气涡轮的叶片和包括所述叶片的电力生成设备。用于燃气涡轮(5)的叶片，设有翼型件(18)，具有前缘(27)、后缘(28)、压力侧(24)和吸取侧(25)；所述翼型件(18)包括外壁(35)和基本上由外壁(35)包围的内壁(36)；且带有冷却装置(29)，其包括至少一个在外壁(35)和内壁(36)之间的冷却路径(31a;31b;31c;31d)；冷却路径(31a;31b;31c;31d)具有至少一个入口(40;44;51;57)和至少一个排放装置(41;45;53;58)；其中，排放装置(41;45;53;58)延伸穿过外壁(35)且包括多个入口孔洞(60;160)和至少一个出口公共缝口(61;161)。本发明涉及用于燃气涡轮的叶片和包括所述叶片的电力生成设备。

优先权

本申请要求2017年6月7日提交的欧洲专利申请号17174863.5的优先权，其公开内容通过引用并入。

技术领域

本发明涉及用于燃气涡轮的叶片且涉及包括所述叶片的电力生成设备。具体地，本发明涉及燃气涡轮的叶片的改善的冷却。优选地，电力生成设备连接至电网。

背景技术

在电能生成设备的操作期间，燃气涡轮的叶片经常暴露于来自燃烧室的热气体流。

在燃气涡轮中流动的热气体的温度影响设备的性能。具体地，设备的性能随着在涡轮内部流动的热气体的增加的温度而增加。

然而，在燃气涡轮中流动的热气体的温度的增加由构成叶片的材料的热阻限制。

为了克服这种限制，近年来，用于叶片的冷却系统已经被采用。通常，从压缩机提取或来自专用冷却空气源的冷却空气被驱动穿过叶片。

设有冷却系统的叶片的示例在文件US 8,231,349或EP 2107215中公开。

然而，将大量冷却空气引入到燃气涡轮的叶片中将导致过度的热动力损失。

发明内容

本发明的对象因此是提供具有优化冷却系统的叶片，能够改善叶片的热阻，允许在燃气涡轮中流动的气体的温度的进一步增加且降低热动力损失，因而从而改善了设备性能。

根据本发明，提供了用于燃气涡轮的叶片，包括：

翼型件，具有前缘、后缘、压力侧和吸取侧；翼型件包括外壁和基本上由外壁包围的内壁；和

冷却装置，其包括在外壁和内壁之间的至少一个冷却路径；冷却路径具有至少一个入口和至少一个排放装置；其中，排放装置延伸穿过外壁且包括多个入口孔洞和至少一个出口公用缝口。

由于具有限定的通路面积的多个入口孔洞的存在，延伸穿过排放装置的冷却流体的流率被适当地调节。因为由于多个冷却流体流在出口公用缝口处结合的事实，改善了薄膜冷却效率。外壁的外部面事实上由宽且均匀的冷却流重叠。

因为冷却的效率增加，更低的冷却流体流率可抽取用于冷却叶片。这导致了设备效率的显著增加，因为冷却流体通常从设备的压缩机抽取。

根据本发明的一种优选实施例，排放装置包括多个连接通道，其中每个构造成连接相应的孔洞和出口公用缝口。

根据本发明的一种优选实施例，入口孔洞基本上彼此相同。

根据本发明的一种优选实施例，连接通道基本上彼此相同。

根据本发明的一种优选实施例，每个连接通道具有入口区段和出口区段；每个连接通道的入口区段处于与相应的入口孔洞的接触中且每个连接通道的出口区段处于与出口公用缝口的接触中。

根据本发明的一种优选实施例，每个入口孔洞的通路面积小于相应的连接通道的入口区段的通路面积。