燃气轮机导向静叶节段及制造方法技术

本发明专利技术涉及燃气轮机导向静叶节段(1)及相应的制造方法。燃气轮机导向静叶节段(1)包括：第一导向静叶部分(2)，包括翼型(21)和第一平台部段(22)，所述第一平台部段(22)是在运行期间用于工作流体流动的边界壁的节段；以及第二导向静叶部分(3)，包括第二平台部段(32)和密封部段(31)，所述第二平台部段(32)是在运行期间用于工作流体流动的边界壁的节段，并且所述密封部段(31)是密封装置(50)的元件，密封装置在所述燃气轮机导向静叶节段(1)的关于所述工作流体的流动方向的上游端处。所述第一导向静叶部分(2)和所述第二导向静叶部分(3)是单独制造的接合在一起的多个部分，使得所述第二平台部段(32)限定所述燃气轮机导向静叶节段(1)的前缘(4)，并且使得所述第一平台部段(22)和所述第二平台部段(32)形成所述燃气轮机导向静叶节段(1)的对齐的公共平台表面(42)。所述第一平台部段(22)包括在所述第一平台部段(22)中的多个槽(23)，所述槽用于沿着所述第一平台部段(22)的表面(24)引导冷却流体(80)，冷却流体用于所述表面(24)的薄膜冷却，所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的上游弯曲部(25)处，并且所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的面向所述工作流体的一侧上。

Gas turbine guide blade segment and manufacturing method

The invention relates to a gas turbine steering static blade segment (1) and a corresponding manufacturing method. The gas turbine guide blade segment (1) includes the first guide stator section (2), including the airfoil (21) and the first platform section (22), and the first platform section (22) is the segment of the boundary wall used for the working fluid flow during operation, and the second guide stator section (3), including the second platform section (32) and the sealing section (31). The second platform section (32) is a section of the boundary wall used for the flow of working fluids during operation, and the seal section (31) is a component of the sealing device (50), and the sealing device is at the upstream end of the flow direction of the working fluid in the gas turbine guiding static blade segment (1). The first guide stator section (2) and the second guide stator part (3) are separate parts made together, so that the second platform section (32) defines the front edge (4) of the gas turbine guiding the blade segment (1), and causes the first platform segment (22) and the second platform section (32) to form the description. The alignment surface of the common platform surface of the gas turbine steering static blade section (1) (42). The first platform section (22) includes a plurality of grooves (23) in the first platform section (22), which is used to guide the cooling fluid (80) along the surface (24) of the first platform section (22), and the cooling fluid for the film of the surface (24) is cooled, and the trough (23) is set at the upstream bending part (2) of the first platform section (22). 5) and the slot (23) is disposed on one side of the said working fluid facing the first platform segment (22).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气轮机导向静叶节段及制造方法
本专利技术涉及一种燃气轮机导向静叶节段，该燃气轮机导向静叶节段由两个单独的部分构建并且连续接合。
技术介绍
燃气涡轮发动机主要包括压气部段、燃烧部段和涡轮部段。涡轮部段自身又包括多个涡轮级。每个涡轮级包括一组导向静叶，所述一组导向静叶随后是一组转子动叶。导向静叶和转子动叶在运行期间经历高温，并且因此由耐高温材料制造，和/或需要冷却特征来承受高温。一个完整的导向静叶环通常包括多个导向静叶节段。一个这样的节段通常包括至少一个平台和至少一个翼型。这种导向静叶节段通常是由已知的制造技术制造的铸造元件。铸造是一种制造过程，在这个过程中，模具中充满了随后固化的液体材料。在这样的铸造过程中，在几何形状和提供冷却特征方面存在限制，因为并非所有可能的构造都能够被制造。如果需要大量的材料来建造导向静叶节段，导向静叶节段的铸造可能是非常昂贵的。为了降低成本，通常选择完全适应预期温度的材料。一种比“正常”铸造通常更昂贵的铸造技术就是所谓的精密铸造。从EP1731715A1已知，在燃烧器的下游端和连续的涡轮部段之间可以存在缝隙。该缝隙可以通过盖(作为另一个单独的部件)闭合。根据本文件中的图，盖可以遵循柱体的节段的形式。EP2428647A1也关注于燃烧器和涡轮部段之间的过渡区域。隔热罩将作为用于流动路径的边界表面而放置。FR3003599A1涉及一种具有环形平台的静叶，静叶的特征在于内环包括附接到径向壁的第一环形板，所述第一环形板包括折叠成抵靠径向环形壁的端部环形带。端部环形带靠近环形平台的后表面。返回参照导向静叶节段的冷却特征，除了在导向静叶节段中提供冷却腔和冷却孔之外，一个备选方案可以是提供来自相邻部件(例如压气机的出口)的冷却特征，或者提供允许冷却空气冲击到导向静叶节段的表面上的附加定子部件或转子部件。
技术实现思路
本专利技术寻求改善上述解释的缺点。通过独立权利要求实现该目的。从属权利要求描述了本专利技术的有利的发展方案和修改方案。根据本专利技术，提供一种燃气轮机导向静叶节段，包括第一导向静叶部分和第二导向静叶部分。第一导向静叶部分包括翼型和第一平台部段，第一平台部段是在运行期间用于工作流体流动的边界壁的节段。第二导向静叶部分包括第二平台部段和密封部段，第二平台部段是运行期间用于工作流体流动的边界壁的节段，并且密封部段是密封装置的元件，密封装置在燃气轮机导向静叶节段的关于所述工作流体的流动方向的上游端处。第一导向静叶部分和第二导向静叶部分是单独制造的接合在一起的部分，使得第二平台部段限定燃气轮机导向静叶节段的前缘并且使得第一平台部段和第二平台部段形成燃气轮机导向静叶节段的对齐的(特别是统一的)公共平台表面。另外，第一平台部段包括在第一平台部段中的槽，这些槽用于沿着第一平台部段的表面引导冷却流体，以用于所述表面的薄膜冷却，这些槽被设置在第一平台部段的上游弯曲部处，并且这些槽被设置在第一平台部段的面向工作流体的一侧上。因此，第一导向静叶部分和第二导向静叶部分是不同的部件，其可以通过不同的制造工艺或甚至通过相同的制造工艺来单独制造。例如，这两个部分或仅这些部分中的一个部分可以通过铸造来制造，甚至更优选通过精密铸造来制造。这两个部分可以使用相同的材料或不同的材料。在一个优选的解决方案中，第二导向静叶部分通过精密铸造制成，第一导向静叶部分通过非精密铸造制成。两个部分的接合可以优选地通过将第二导向静叶部分钎焊在第一导向静叶部分上来执行。备选的键合技术可以被用于接合这两个部分。在一个实施例中，该接合将以使这些部分不可分离的方式而被执行。在另一实施例中，可能有利的是，两个部分在接合之后仍然是可分离的。这样的由两个单独的部分构成的燃气轮机导向静叶节段可能是有利的，因为可以使用不同材料和不同生产方法，这些不同材料和不同生产方法可以单独地以最有利的方式被优化。另外，通过具有两个单独的部分，可以生成不能由单个铸造元件构建的元件。如果现有的铸件已经存在以用于翼型和导向静叶的大部分，则该解决方案是特别有利的，使得现有模具可以用于铸造，并且可能仅需要单独制造很小的第二导向静叶部分。如果导向静叶节段仍处于测试过程中，则将两个单独的部分接合起来也是有利的，从而使得不同类型的第二导向静叶部分可以用于测试，同时总是使用相同的第一导向静叶部分。此外，一些通常很难通过铸造来制造的特定冷却特征可以被添加到燃气轮机导向静叶节段。特别地，燃气轮机导向静叶节段被制造成位于燃气轮机发动机的涡轮部段中。甚至更优选地，燃气轮机导向静叶节段用于在燃烧器后面的第一涡轮导向静叶级。在这样的构造中，燃烧器的固定部分可以跟随有涡轮机的另外的固定部分，但是在这两个部分之间没有固定连接，以便适应温度变化。因此，在燃烧部段和涡轮部段之间可以存在缝隙，该缝隙应该尽可能小，以减少在运行期间热工作流体流入到缝隙中。第二导向静叶部分包括密封部段的实质原因是存在热流体进入的危险。密封部段可以是涡轮叶片节段前面的上游密封件。术语“上游”是指燃气轮机在运行期间的工作流体或工作介质的流体流动方向。“下游”是相反的方向。上游方向也称为燃气轮机的(正)轴向。附加地，径向方向是与燃气轮机的旋转轴线垂直的方向，并且径向方向是翼型的展开方向。此外，在本申请中可能使用术语“周向方向”，“周向方向”是在特定位置处垂直于径向方向和垂直于轴向方向的方向。如以上所解释那样，第一平台部段和第二平台部段在燃气轮机发动机的运行期间限定用于工作流体流动的边界壁。多个燃气轮机导向静叶节段将被组装在一起，以形成限定用于工作流体的环形通道的环形环。因此，在只观察单个燃气轮机导向静叶节段时，可能会看到平台特别平坦，但是一般来说，当平台在通过几个节段组装在一起时呈柱体形。根据本专利技术，第一平台部段和第二平台部段被成型和设计为：使得第一平台部段和第二平台部段在组装在一起时形成公共的平台部段。第一平台部段在第二平台部段的下游。第一导向静叶部分和第二导向静叶部分以这样的方式组装：特别是第一平台部段的表面对齐第二平台部段的表面，使得构建出一个公共的基本平坦的表面或光滑表面。这些表面形成均匀的或平坦的或统一的公共整体表面。特别地，第一平台部段和第二平台部段被布置为，使得通过使第一平台部段和第二平台部段会聚的区域不会产生湍流或者仅产生较小的湍流。第一平台部段的表面与第二平台部段的表面具有相同的取向。“对齐的公共平台表面”具体表示从第一平台部段和第二平台部段的两个相邻表面构建出一个对齐的统一的公共平台表面。整体公共表面是光滑的被气体冲洗的表面。两个表面彼此交汇而没有弯曲部，也没有台阶(除了一些可以轻微错位，这些是可以接受的)。第一平台部段的表面和第二平台部段的表面形成一个公共表面形状，该形状适于流体沿着第一平台部段和第二平台部段流动。第一平台部段的表面和第二平台部段的表面是平整的。在第一导向静叶部分和第二导向静叶部分连接的区域中，存在冷却孔，冷却孔用于第一导向静叶部分的表面的其余部分的薄膜冷却，并且特别是用于第一平台部段的薄膜冷却。如上所述，第一平台部段因此包括在第一平台部段中的槽，这些槽用于沿着第一平台的表面引导冷却流体，以用于表面的薄膜冷却，这些槽被设置在第一平台的上游弯曲部或台阶处，并且这些槽被设置在第一平台的面向工作流体的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机导向静叶节段(1)，包括：一个第一导向静叶部分(2)，包括一个翼型(21)和一个第一平台部段(22)，所述第一平台部段(22)是在运行期间用于工作流体流动的一个边界壁的一个节段，以及一个第二导向静叶部分(3)，包括一个第二平台部段(32)和一个密封部段(31)，所述第二平台部段(32)是在运行期间用于工作流体流动的一个边界壁的一个节段，并且所述密封部段(31)是密封装置(50)的一个元件，所述密封装置在所述燃气轮机导向静叶节段(1)的关于所述工作流体的流动方向的一个上游端处，其中，所述第一导向静叶部分(2)和所述第二导向静叶部分(3)是单独制造的、接合在一起的多个部分，使得所述第二平台部段(32)限定所述燃气轮机导向静叶节段(1)的一个前缘(4)，并且使得所述第一平台部段(22)和所述第二平台部段(32)形成所述燃气轮机导向静叶节段(1)的对齐的一个公共平台表面(42)，其特征在于，所述第一平台部段(22)包括在所述第一平台部段(22)中的多个槽(23)，所述槽用于沿着所述第一平台部段(22)的一个表面(24)引导冷却流体(80)，以用于所述表面(24)的薄膜冷却，所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的上游的弯曲部(25)处，并且所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的面向所述工作流体的一侧上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 EP 15185103.71.一种燃气轮机导向静叶节段(1)，包括：一个第一导向静叶部分(2)，包括一个翼型(21)和一个第一平台部段(22)，所述第一平台部段(22)是在运行期间用于工作流体流动的一个边界壁的一个节段，以及一个第二导向静叶部分(3)，包括一个第二平台部段(32)和一个密封部段(31)，所述第二平台部段(32)是在运行期间用于工作流体流动的一个边界壁的一个节段，并且所述密封部段(31)是密封装置(50)的一个元件，所述密封装置在所述燃气轮机导向静叶节段(1)的关于所述工作流体的流动方向的一个上游端处，其中，所述第一导向静叶部分(2)和所述第二导向静叶部分(3)是单独制造的、接合在一起的多个部分，使得所述第二平台部段(32)限定所述燃气轮机导向静叶节段(1)的一个前缘(4)，并且使得所述第一平台部段(22)和所述第二平台部段(32)形成所述燃气轮机导向静叶节段(1)的对齐的一个公共平台表面(42)，其特征在于，所述第一平台部段(22)包括在所述第一平台部段(22)中的多个槽(23)，所述槽用于沿着所述第一平台部段(22)的一个表面(24)引导冷却流体(80)，以用于所述表面(24)的薄膜冷却，所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的上游的弯曲部(25)处，并且所述槽(23)被设置在所述第一平台部段(22)的面向所述工作流体的一侧上。2.根据权利要求1所述的燃气轮机导向静叶节段(1)，其特征在于，优选在省略在所述翼型(21)上游的所述弯曲部(25)的中央区域(26)的情况下，所述槽(23)沿着所述弯曲部(25)分布。3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机导向静叶节段(1)，其特征在于，所述槽(23)在下游方向上具有连续减小的深度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气轮机导向静叶节段(1)，其特征在于，所述第二平台部段(32)包括多个凹槽(33)，所述凹槽在所述第二平台部段(32)中，以用于引导指向所述第一平台部段(22)的所述弯曲部(25)的冷却流体(80)，所述凹槽(33)设置在所述第二平台部段(32)的一个下游端处，并且所述凹槽(33)设置在所述第二平台部段(32)的远离所述工作流体的一个表面(34)上。5.根据权利要求4所述的燃气轮机导向静叶节段(1)，其特征在于，优选在省略位于所述翼型(21)上游的边缘(35)的中央区域(36)的情况下，所述凹槽(33)沿着所述第二平台部段(32)的一个下游边缘(35)分布。6.根据权利要求3或5所述的燃气轮机导向静叶节段(1)，其特征在于，所述凹槽(33)在下游方向上具有连续增加的深度。7.根据权利要求3至6中任一项所述的燃气轮机导向静叶节段(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·格兰贝格，J·西贾托，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE