渦輪機系統的葉片組件技術方案

本發明專利技術公開一種用于渦輪機系統的葉片組件。該葉片組件包括：主體，該主體具有外部表面并且限定了主冷卻回路；以及平臺，該平臺包繞主體并且至少部分地限定了平臺冷卻回路。平臺包括前部和后部，所述前部和后部均在壓力側斜面與吸力側斜面之間延伸。平臺進一步包括前面、后面、和頂面。該葉片組件進一步包括通道，該通道被限定在平臺的后部中。該通道與主冷卻回路或平臺冷卻回路中的一個冷卻回路流體連通。

【技術實現步驟摘要】

本文中所公開的主題總體涉及渦輪機系統，并且更具體地涉及用于渦輪機系統的葉片組件。
技術介紹
渦輪機系統廣泛用于例如發電的領域中。例如，傳統的燃氣渦輪機系統包括壓縮機、燃燒室、和渦輪。在燃氣渦輪機系統操作期間，系統中的各種部件經受高溫流，該高溫流能夠導致部件故障。由于較高溫度的流體通常使燃氣渦輪機系統的性能、效率、和功率得到提高，因此必須對經受高溫流的部件進行冷卻，以允許燃氣渦輪機系統在升高的溫度下進行操作。用于對各種燃氣渦輪機系統部件進行冷卻的各種策略是本領域內已知的。例如，冷卻介質可以從壓縮機出發并且被提供給各種部件。在系統的壓縮機和渦輪部段中，冷卻介質可以用于對各種壓縮機和渦輪部件進行冷卻。葉片是必須進行冷卻的熱氣體路徑部件的一個示例。例如，葉片的各個部分(例如翼型、平臺、柄、和燕尾榫)布置在熱氣體路徑中并且暴露于相對較高的溫度下，并且因此需要進行冷卻。各種冷卻通道和冷卻回路可以被限定在葉片的各部分中，并且冷卻介質可以流過各冷卻通道和冷卻回路，以對葉片進行冷卻。然而，在許多已知的葉片中，盡管使用這種冷卻通道和冷卻回路，但是葉片的各部分在操作期間所達到的溫度可能比期望溫度高。例如，盡管使用已知的葉片的平臺中的這種冷卻通道和冷卻回路，但是葉片的各部分所達到的溫度可能比期望溫度高。所關注的已知的葉片中的一個具體部分是后部，例如靠近吸力側斜面(slash face)的后部。目前已知的用于平臺的冷卻通道和冷卻回路并不延伸到平臺的這些部分中。因此，對這種部分的冷卻可能不夠充分。此外，目前已知的制造工藝很難在后部中形成目前已知的冷卻通道和冷卻回路。因此，改進的用于渦輪機系統的葉片組件是本領域內期望的。具體而言，具有改進的冷卻特征的葉片組件將是有利的。
技術實現思路
本專利技術的各個方面以及優點將會在下文的描述中進行部分闡述，或者是通過說明書可顯而易見的，或者是可通過實施本專利技術而學到。在一個實施例中，公開一種用于渦輪機系統的葉片組件。該葉片組件包括:主體，該主體具有外部表面并且限定了主冷卻回路；以及平臺，該平臺包繞主體并且至少部分地限定了平臺冷卻回路。平臺包括前部和后部，所述前部和后部均在壓力側斜面與吸力側斜面之間延伸。平臺進一步包括前面、后面、和頂面。該葉片組件進一步包括通道，該通道被限定在平臺的后部中。該通道與主冷卻回路或平臺冷卻回路中的一個冷卻回路流體連通。參照下文的描述以及所附權利要求，本專利技術的這些和其它的特征、方面以及優點將變得更好理解。結合在本說明書中并且構成本說明書一部分的附圖顯示了本專利技術的實施例，并且與描述一起用于對本專利技術的原理進行解釋。附圖說明參照附圖，說明書中闡述了面向本領域普通技術人員的本專利技術的完整和可實施的公開，包括本專利技術的最佳模式，在附圖中:圖1是根據本專利技術的一個實施例的燃氣渦輪機系統的示意圖；圖2是根據本專利技術的一個實施例的葉片組件的透視圖；圖3是示出了根據本專利技術的一個實施例的葉片組件的內部部件的主視圖；圖4是示出了根據本專利技術的一個實施例的葉片組件的各種內部部件的部分透視圖；以及圖5是沿圖3的線5-5的頂橫截面圖，其中示出了根據本專利技術的一個實施例的葉片組件的各種內部部件。具體實施例方式現在將詳細地參照本專利技術的實施例，附圖中示出了實施例中的一個或多個示例。每個示例都以對專利技術進行解釋的方式給出，并不對本專利技術構成限制。實際上，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，能夠在不偏離本專利技術的范圍或者精神的前提下對本專利技術進行多種改型和變型。例如，作為一個實施例的一部分示出或者進行描述的特征能夠用于另一個實施例，從而產生又一個實施例。因此，期望的是，本專利技術覆蓋落入所附權利要求及其等同形式的范圍內的這些改型以及變型。圖1是燃氣渦輪機系統10的示意圖。系統10可以包括壓縮機12、燃燒室14、和渦輪16。壓縮機12和渦輪16可以通過軸18聯接。軸18可以是單個軸或者聯接在一起以形成軸18的多個軸段。渦輪16可以包括多個渦輪級。例如，在一個實施例中，渦輪16可以具有三級。渦輪16的第一級可以包括多個沿周向間隔開的噴嘴和葉片。噴嘴可以圍繞軸18沿周向布置和固定。葉片可以圍繞軸沿周向布置并且聯接至軸18。渦輪16的第二級可以包括多個沿周向間隔開的噴嘴和葉片。噴嘴可以圍繞軸18沿周向布置和固定。葉片可以圍繞軸18沿周向布置并且聯接至軸18。渦輪16的第三級可以包括多個沿周向間隔開的噴嘴和葉片。噴嘴可以圍繞軸18沿周向布置和固定。葉片可以圍繞軸18沿周向布置并且聯接至軸18。渦輪16的各級可以在熱氣體路徑(未示出)中至少部分地布置在渦輪16中并且可以至少部分地限定熱氣體路徑(未示出)。應當理解，渦輪16并不限于三級，而是任何級數(numberof stages)都屬于本專利技術的范圍和精神內。類似地，壓縮機12可以包括多個壓縮機級(未示出)。壓縮機12級中的每一級都可以包括多個沿周向間隔開的噴嘴和葉片。渦輪16和/或壓縮機12中的一個或多個葉片可以包括葉片組件30，如圖2至圖5中所示。葉片組件30可以包括主體32和平臺34。主體32典型地包括翼型36和柄38。翼型36可以從柄38徑向向外定位。柄38可以包括根部40，根部40可以連接至渦輪機系統10中的轉子輪(未示出)，以有利于葉片組件30的旋轉。總體而言，主體32具有外部表面。例如，在主體32包括翼型36和柄38的實施例中，限定了翼型36的外部表面的部分可以具有大體空氣動力學輪廓。例如，翼型32所具有的外部表面可以限定均在前緣46與后緣48之間延伸的壓力側42和吸力側44。此外，柄38的外部表面的部分可以包括壓力側面52、吸力側面54、前緣面56、和后緣面58。平臺34可以大體包繞主體32，如圖所示。典型的平臺可以定位在主體32的翼型36與柄38之間的相交處或過渡處，并且沿大體軸向和切向方向向外延伸。然而，應當理解，根據本專利技術的平臺可以相對于葉片組件30的主體32具有任何合適的位置。根據本專利技術的平臺34可以包括前部62和后部64。前部62是定位成接近翼型36的前緣46和柄38的前緣面56的平臺34的部分，而后部64是定位成接近翼型36的后緣48和柄36的后緣58的平臺34的部分。前部62和后部64可以進一步限定平臺34的頂面66，頂面66可以如圖所示地大體包繞翼型36。此外，外周邊緣可以包繞前部62、后部64、和頂面66。外周邊緣可以包括壓力側斜面72和吸力側斜面74，前部62和后部64中的每一個都可以在壓力側斜面72與吸力側斜面74之間延伸。外周邊緣可以進一步包括前面76和后面78，如面76可以限定如部62的外周邊緣，后面78可以限定后部64的外周邊緣。如圖3至圖5中所示，主體32中可以限定一個或多個主冷卻回路。主冷卻回路可以延伸通過主體32的一部分，以對主體32進行冷卻。例如，在如圖所示的一些實施例中，主體32可以限定前主冷卻回路82和后主冷卻回路84。主冷卻回路可以具有任何合適的形狀并且可以沿任何合適的路徑延伸。例如，如圖所示，每個主冷卻回路都可以具有各種分支和盤管部分(serpentine portions),并且可以延伸通過主體32的各部分,例如通過翼型36和柄38。冷卻介質可以流入并且通過各主冷卻回路82，以對主體32進行冷卻。如圖3至圖5中進一步所示，一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種渦輪機系統的葉片組件，所述葉片組件包括：主體，所述主體具有外部表面并且限定了主冷卻回路；平臺，所述平臺包繞所述主體并且至少部分地限定平臺冷卻回路，所述平臺包括前部和后部，所述前部和所述后部均在壓力側斜面與吸力側斜面之間延伸，所述平臺進一步包括前面、后面、和頂面；以及通道，所述通道被限定在所述平臺的所述后部中并且與所述主冷卻回路或所述平臺冷卻回路中的一個流體連通。

【技術特征摘要】
2011.11.04 US 13/2891031.一種渦輪機系統的葉片組件，所述葉片組件包括: 主體，所述主體具有外部表面并且限定了主冷卻回路； 平臺，所述平臺包繞所述主體并且至少部分地限定平臺冷卻回路，所述平臺包括前部和后部，所述前部和所述后部均在壓力側斜面與吸力側斜面之間延伸，所述平臺進一步包括前面、后面、和頂面；以及 通道，所述通道被限定在所述平臺的所述后部中并且與所述主冷卻回路或所述平臺冷卻回路中的一個流體連通。2.根據權利要求1所述的葉片組件，其中所述通道鄰近所述后面延伸。3.根據權利要求1所述的葉片組件，其中所述通道與所述后面大體平行地延伸。4.根據權利要求1所述的葉片組件，其中所述通道從所述吸力側斜面延伸。5.根據權利要求1所述的葉片組件，其中所述通道與所述平臺冷卻回路流體連通。6.根據權利要求1所述的葉片組件，所述葉片組件進一步包括排出通道，所述排出通道被限定在所述平臺中并且與所述通道流體連通。7.根據權利要求6所述的葉片組件，其中所述排出通道的出口被限定在所述平臺的所述頂面中。8.根據權利要求6所述的葉片組件，其中所述排出通道的出口被限定在所述平臺的所述吸力側斜面中。9.根據權利要求6所述的葉片組件，所述葉片組件進一步包括多個排出通道。10.根據權利要求1所述的葉片組件，其中所述主體包括翼型和柄，所述翼型從所述柄徑向向外定位。11.一種渦輪機系統，所述渦輪機系統包括: 壓縮機； 渦...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JA瓦倫，MS洪坎普，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：