用于静止轮叶的冷却结构制造技术

本发明专利技术的实施例提供一种用于静止轮叶的冷却结构。该冷却结构能够包括：翼型件，该翼型件中具有冷却回路；端壁，该端壁联接到翼型件的径向端；室，该室定位在端壁内以用于从冷却回路接收冷却流体，其中冷却流体从端壁吸收热，并且该室的上游区域中的冷却流体的温度低于下游区域中的冷却流体的温度；位于端壁内的第一通道，该第一通道将室的上游区域流体连接到定位在端壁和涡轮转轮之间的轮空间；和位于端壁内的第二通道，该第二通道将室的下游区域流体连接到轮空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及静止轮叶(stationaryblades)，并且更具体地，涉及用于静止轮叶的冷却结构(coolingstructure)。
技术介绍
静止轮叶在涡轮机应用中用于将热气体流引导至移动轮叶(movingblades)以发电。在蒸汽和燃气涡轮机应用中，静止轮叶被称为喷嘴(nozzles)，并且通过端壁(endwall)安装于诸如壳体和/或内部密封结构之类的外部结构。每个端壁都联结到静止轮叶的翼型件的相应端部。静止轮叶还能够包括通道或其它特征，以用于使从涡轮机的操作性部件吸收热的冷却流体循环。为了在极端温度设定下操作，需要对翼型件和端壁进行冷却。例如，在一些设定中，冷却流体被从轮空间(wheelspace)拉出并且被引导至静止轮叶的内部端壁(internalendwalls)以用于冷却。相比之下，在多种燃气涡轮机应用中，可以向靠后级的喷嘴供给冷却流体，例如从燃气涡轮机的压缩机提取的空气。外径端壁(Outerdiameterendwalls)可以直接接收冷却流体，而内径端壁(innerdiameterendwalls)可以在冷却流体从外径被引导通过翼型件之后接收冷却流体。除了冷却的有效性，静止轮叶及其部件的结构也能够影响诸如涡轮机的可制造性、检查便利性、和耐久性之类的其它因素。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种用于静止轮叶的冷却结构，该冷却结构包括：翼型件(airfoil)，该翼型件中具有冷却回路(coolingcircuit)；端壁，该端壁相对于涡轮机的转子轴线联接到翼型件的径向端；室(chamber)，该室定位在端壁内以用于从冷却回路接收冷却流体(coolingfluid)并且该室包括在其中的上游区域(upstreamregion)和下游区域(downstreamregion)，其中冷却流体从端壁吸收热，并且上游区域中的冷却流体的温度低于下游区域中的冷却流体的温度；位于端壁内的第一通道(firstpassage)，该第一通道将室的上游区域流体连接到定位在端壁和涡轮转轮(turbinewheel)之间的轮空间，其中上游区域中的冷却流体的第一部分通过第一通道；和位于端壁内的第二通道，该第二通道将室的下游区域流体连接到轮空间，其中下游区域中的冷却流体的第二部分通过第二通道，并且冷却流体的剩余部分(remainderportion)绕过(bypass)第一通道和第二通道而不进入轮空间。较佳地，所述冷却结构还包括位于所述室内的导热固定件(thermallyconductivefixture)以用于从所述端壁向冷却流体传热。较佳地，所述第一通道定位在所述导热固定件的上游，并且所述第二通道定位在所述导热固定件的下游。较佳地，所述第一通道将所述室的上游区域流体连接到所述轮空间中的第一位置，并且所述第二通道将所述室的下游区域流体连接到所述轮空间中的第二位置。较佳地，所述室的上游区域定位成接近所述翼型件的前缘(leadingedge)，并且所述室的下游区域定位成接近所述翼型件的后缘(trailingedge)。较佳地，所述室还包括定位在所述端壁内的前室(forechamber)和后室(aftchamber)，其中所述前室定位成接近所述翼型件的前缘，所述后室定位成接近所述翼型件的后缘，所述上游区域定位在所述前室内，并且所述下游区域定位在所述后室内。较佳地，所述冷却结构还包括第三通道，所述第三通道将所述室流体连接到所述轮空间，其中所述第三通道中的冷却流体的温度与所述室的所述上游区域中的冷却流体的温度和所述室的所述下游区域中的冷却流体的温度不同。较佳地，所述翼型件包括从所述端壁延伸的多个翼型件，并且所述多个翼型件中的一个包括与所述室流体连通的冷却回路。本专利技术的第二方面提供一种用于静止轮叶的冷却结构，所述冷却结构包括：翼型件，所述翼型件中具有冷却回路；端壁，所述端壁相对于涡轮机的转子轴线联接到所述翼型件的径向端；第一室，所述第一室定位在所述端壁内以用于接收冷却流体，其中所述第一室中的冷却流体从所述端壁的第一部分吸收热，并且其中来自所述冷却回路的冷却流体的第一部分进入所述第一室；位于所述端壁内的第一通道，所述第一通道将所述第一室流体连接到定位在所述端壁和涡轮转轮之间的轮空间；第二室，所述第二室定位在所述端壁内以用于接收冷却流体，其中所述第二室中的冷却流体从所述端壁的第二部分吸收热，并且其中来自所述冷却回路的冷却流体的第二部分进入所述第二室；和位于所述端壁内的第二通道，所述第二通道将所述第二室流体连接到定位在所述端壁和所述涡轮转轮之间的轮空间。较佳地，所述冷却结构还包括位于所述第一室和所述第二室中的至少一个内的导热固定件，以用于从所述端壁的第一部分和第二部分中的至少一个向冷却流体传热。较佳地，所述第一通道中的冷却流体的温度和压力中的一个与所述第二通道中的冷却流体的相应温度和相应压力中的一个不同。较佳地，所述第一室还包括定位在所述端壁的第一部分内的前室和后室，并且其中所述前室定位成接近所述翼型件的前缘，并且所述后室定位成接近所述翼型件的后缘。较佳地，所述翼型件包括从所述端壁延伸的多个翼型件中的一个，并且所述多个翼型件中的一个包括与所述第一室和所述第二室流体连通的冷却回路。较佳地，所述冷却结构还包括定位在所述第一室和所述第二室中的一个中的第三通道，并且所述第三通道将相应的室流体连接到所述轮空间，其中所述第三通道中的冷却流体的温度与所述第一通道中的冷却流体的温度和所述第二通道中的冷却流体的温度均不同。较佳地，所述第一通道将所述第一室流体连接到所述轮空间中的第一位置，并且所述第二通道将所述第二室流体连接到所述轮空间中的第二位置。本专利技术的第三方面提供一种用于静止轮叶的冷却结构，该冷却结构包括：翼型件，该翼型件中具有冷却回路；端壁，该端壁相对于涡轮机的转子轴线联接到翼型件的径向端部；室，该室定位在端壁内以用于接收冷却流体并且该室在其中包括上游区域和下游区域，其中冷却流体从端壁吸收热，并且上游区域中的冷却流体的温度低于下游区域中的冷却流体的温度；位于端壁内的第一通道，该第一通道将室的上游区域流体连接到定位在端壁和涡轮护罩之间的护罩空间，其中上游区域中的冷却流体的第一部分通过第一通道；和位于端壁内的第二通道，该第二通道将室的下游区域连接到护罩空间，其中下游区域中的冷却流体的第二部分通过第二通道，并且冷却流体的剩余部分绕过第一通道和第二通道以进入翼型件的冷却回路。较佳地，所述冷却结构还包括位于所述室内的导热固定件，以用于从所述端壁向冷却流体传热。较佳地，所述室还包括定位在所述端壁内的前室和后室，其中所述前室定位成接近所述翼型件的前缘，所述后室定位成接近所述翼型件的后缘，所述上游区域定位在所述前室内，并且所述下游区域定位在所述后室内。较佳地，所述翼型件包括从所述端壁延伸的多个翼型件，并且所述多个翼型件中的一个包括与所述室流体连通的冷却回路。较佳地，所述第一通道将所述室的上游区域流体连接到所述护罩空间中的第一位置，并且所述第二通道将所述室的下游区域流体连接到所述护罩空间中的第二位置。本专利技术的第四方面提供一种静止轮叶，包括：翼型件，该翼型件中具有冷却回路；第一端壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于静止轮叶的冷却结构，所述冷却结构包括：翼型件，所述翼型件中具有冷却回路；端壁，所述端壁相对于涡轮机的转子轴线联接到所述翼型件的径向端；室，所述室定位在所述端壁内，以用于从所述冷却回路接收冷却流体并且所述室中包括上游区域和下游区域，其中冷却流体从所述端壁吸收热，并且所述上游区域中的冷却流体的温度低于所述下游区域中的冷却流体的温度；位于所述端壁内的第一通道，所述第一通道将所述室的上游区域流体连接到定位在所述端壁和涡轮转轮之间的轮空间，其中所述上游区域中的冷却流体的第一部分通过所述第一通道；和位于所述端壁内的第二通道，所述第二通道将所述室的下游区域流体连接到所述轮空间，其中所述下游区域中的冷却流体的第二部分通过所述第二通道，并且冷却流体的剩余部分绕过所述第一通道和所述第二通道而不进入所述轮空间。

【技术特征摘要】
2015.07.16 US 14/8011971.一种用于静止轮叶的冷却结构，所述冷却结构包括：翼型件，所述翼型件中具有冷却回路；端壁，所述端壁相对于涡轮机的转子轴线联接到所述翼型件的径向端；室，所述室定位在所述端壁内，以用于从所述冷却回路接收冷却流体并且所述室中包括上游区域和下游区域，其中冷却流体从所述端壁吸收热，并且所述上游区域中的冷却流体的温度低于所述下游区域中的冷却流体的温度；位于所述端壁内的第一通道，所述第一通道将所述室的上游区域流体连接到定位在所述端壁和涡轮转轮之间的轮空间，其中所述上游区域中的冷却流体的第一部分通过所述第一通道；和位于所述端壁内的第二通道，所述第二通道将所述室的下游区域流体连接到所述轮空间，其中所述下游区域中的冷却流体的第二部分通过所述第二通道，并且冷却流体的剩余部分绕过所述第一通道和所述第二通道而不进入所述轮空间。2.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括位于所述室内的导热固定件以用于从所述端壁向冷却流体传热。3.根据权利要求2所述的冷却结构，其特征在于，所述第一通道定位在所述导热固定件的上游，并且所述第二通道定位在所述导热固定件的下游。4.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述第一通道将所述室的上游区域流体连接到所述轮空间中的第一位置，并且所述第二通道将所述室的下游区域流体连接到所述轮空间中的第二位置。5.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述室的上游区域定位成接近所述翼型件的前缘，并且所述室的下游区域定位成接
\t近所述翼型件的后缘。6.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述室还包括定位在所述端壁内的前室和后室，其中所述前室定位成接近所述翼型件的前缘，所述后室定位成接近所述翼型件的后缘，所述上游区域定位在所述前室内，并且所述下游区域定位在所述后室内。7.根据权利要求1所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括第三通道，所述第三通...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD波特，CL戈登，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US