[发明专利]用于涡轮机部件的冷却回路

说明书

本发明提供了一种转子叶片，该转子叶片包括平台(42)和从平台(42)径向向内延伸的柄(36)。转子叶片还包括从平台(42)径向向外延伸的翼片(40)。翼片(40)包括前缘(52)和后缘(54)。冷却回路(56)限定在柄(36)和翼片(40)内。冷却回路(56)包括多个销钉(68)。多个销钉(68)包括定位在平台(42)的径向内侧的第一销钉组(72)和定位在翼片(40)内的第二销钉组(74)。冷却回路(56)还包括沿后缘(54)设置的多个出口通道(66)。多个出口通道(66)在多个销钉(68)的下游。冷却回路(56)还包括至少一个旁通导管(88)，其从设置在冷却回路(56)中的入口(90)延伸到定位在后平台面(116)上的出口(92)。至少一个旁通导管(88)定位在平台表面(43)的径向内侧。

技术领域

本公开整体涉及用于涡轮机部件的冷却回路。具体地讲，本公开涉及涡轮机转子叶片冷却回路。

背景技术

涡轮机广泛用于诸如发电的领域。例如，常规气体涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和至少一个涡轮区段。压缩机区段被构造成在空气流过压缩机区段时压缩空气。然后将空气从压缩机区段引导至燃烧器区段，在燃烧器区段将空气与燃料混合并燃烧，从而产生热气体流。将热气体流提供给涡轮区段，该涡轮区段从热气体流中提取能量以为压缩机、发电机和/或其他各种负载提供动力。

涡轮区段通常包括多个级，所述多个级沿着热气体路径设置，使得热气体流过第一级喷嘴和转子叶片，并且流过后续涡轮级的喷嘴和转子叶片。涡轮转子叶片可以固定到包括涡轮转子的多个转子盘，其中每个转子盘安装到转子轴以随其旋转。

涡轮转子叶片通常包括从基本上平面的平台径向向外延伸的翼片(airfoil)，以及从该平台径向向内延伸以用于将转子叶片固定到这些转子盘中的一个转子盘的柄部分。冷却回路包裹(circumscribe)在转子叶片中，以提供用于使来自压缩机区段的冷却空气流过并冷却翼片的暴露于热气流的高温的各个部分的路径。在许多转子叶片中，销钉组可设置在冷却回路内。销钉组用于通过增加暴露于压缩机空气的总表面积来增加转子叶片内的对流冷却量。然而，利用从转子叶片的平台表面径向向内延伸的销钉组在冷却回路内形成流动路径死区。例如，压缩机空气可在冷却回路内涡旋和/或滞留，从而导致不需要的热点并降低总体气体涡轮性能。因此，允许使用销钉组而不引起流动死区的转子叶片冷却回路在本领域中是期望的。

发明内容

根据本公开的组件的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来学习。

根据一个实施方案，提供了一种涡轮机部件。涡轮机部件包括平台和柄。平台包括前平台面、后平台面和平台表面。柄从平台径向向内延伸。转子叶片还包括从平台径向向外延伸的翼片。翼片包括前缘和后缘。冷却回路限定在柄和翼片内。冷却回路包括多个销钉。多个销钉跨过冷却回路延伸。多个销钉包括定位在平台表面的径向内侧的第一销钉组和定位在翼片内的第二销钉组。第二销钉组在第一销钉组的下游。冷却回路还包括沿后缘设置的多个出口通道。多个出口通道在多个销钉的下游。冷却回路还包括至少一个旁通导管，至少一个旁通导管从设置在冷却回路中的入口延伸到定位在后平台面上的出口。至少一个旁通导管定位在平台表面的径向内侧。

根据另一个实施方案，提供了一种涡轮机。涡轮机包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。多个转子叶片设置在涡轮区段中，并且多个转子叶片中的每个转子叶片包括平台和柄。平台包括前平台面、后平台面和平台表面。柄从平台径向向内延伸。转子叶片还包括从平台径向向外延伸的翼片。翼片包括前缘和后缘。冷却回路限定在柄和翼片内。冷却回路包括多个销钉。多个销钉跨过冷却回路延伸。多个销钉包括定位在平台表面的径向内侧的第一销钉组和定位在翼片内的第二销钉组。第二销钉组在第一销钉组的下游。冷却回路还包括沿后缘设置的多个出口通道。多个出口通道在多个销钉的下游。冷却回路还包括至少一个旁通导管，至少一个旁通导管从设置在冷却回路中的入口延伸到定位在后平台面上的出口。至少一个旁通导管定位在平台表面的径向内侧。