具有加热结构以降低热应力的涡轮部件制造技术

涡轮部件

【技术实现步骤摘要】
具有加热结构以降低热应力的涡轮部件


[0001]本公开总体上涉及涡轮机，并且更具体地涉及在其结构中包括流体通道的涡轮部件，该流体通道被构造为提高该结构的温度并且降低导致热应力的温差
。

技术介绍

[0002]涡轮部件的各部分之间的温差可导致部件中的热应力
。
热应力可导致比预期更早的维护和
/
或缩短部件的使用寿命
。
涡轮部件被冷却以防止来自涡轮的热气体路径的损坏，但是传统的冷却方案没有减轻由温差引起的涡轮机部件所经受的热应力
。

技术实现思路

[0003]下文提到的所有方面
、
示例和特征可以以任何技术上可能的方式组合
。
[0004]本公开的一个方面包括一种涡轮部件，该涡轮部件具有暴露于热气体路径的第一结构和与第一结构成一体但与热气体路径隔离的第二结构
。
第一结构中的第一流体通道输送热传递流体，例如冷却剂
(
诸如空气
)
，通过第一结构的至少一部分，以冷却第一结构
。
第二流体通道被限定在第二结构的至少一部分内并且与第一流体通道流体连通
。
在第一结构中热传递之后，热传递流体比第二结构的温度更热，因此提高了第二结构的温度
。
传递到第二结构的热量降低了第一结构和第二结构之间的温差，该温差在没有加热的情况下会在结构之间引起热应力
。
第二结构的加热降低了对早期维护的需要并且延长了部件的寿命
。
[0005]本公开的一个方面提供了一种涡轮部件，包括：第一结构，其一体地联接到第二结构；第一流体通道，其被限定在第一结构中，用于输送第一热传递流体通过第一结构的至少一部分；和第二流体通道，其被限定在第二结构的至少一部分内，第二流体通道与第一结构下游的第一流体通道流体连通，其中第一结构包括至少一个表面，其直接暴露于涡轮的热气体路径，并且第二结构不直接暴露于涡轮的热气体路径，并且其中在第一流体通道中进入第一结构的第一热传递流体的温度低于第一结构的温度，以降低第一结构的温度，并且在第二流体通道中进入第二结构的第一热传递流体的温度高于第二结构的温度，以提高第二结构的温度
。
[0006]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且第一结构包括翼型件
、
联接到翼型件的平台和平台的斜面中的至少一者，并且其中第二结构包括联接到平台的径向延伸的安装导轨
。
[0007]本公开的另一个方面包括前述方面中的任一个方面，并且还包括第三结构和第三流体通道，该第三结构一体地联接到第二结构，该第三流体通道被限定在第三结构的至少一部分内，其中第三流体通道与第二结构下游的第二流体通道流体连通，并且其中第一热传递流体用于以下至少一者：冷却第三结构和作为净化气体排出第三结构
。
[0008]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且第一结构包括翼型件
、
联接到翼型件的平台和平台的斜面中的至少一者，其中第二结构包括联接到平台的径向延伸的安装导轨的至少一部分，并且其中第三结构包括平台的斜面
、
翼型件的外表面和翼型件
的后缘中的至少一者
。
[0009]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且第二流体通道具有穿过第二结构的非线性路径
。
[0010]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且第二流体通道包括多个流体通道，该多个流体通道在其上游端通过上游歧管流体地联接并且在其下游端通过下游歧管流体地联接
。
[0011]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且还包括第三结构，该第三结构一体地联接到第二结构并且比第二结构更靠近热气体路径；第三流体通道，其被限定在第三结构中，用于输送第二热传递流体通过第三结构的至少一部分；和第四流体通道，其被限定在第二结构的至少一部分内，第四流体通道与第三结构下游的第三流体通道流体连通，其中在第三流体通道中进入第三结构的第二热传递流体的温度低于第三结构的温度，以降低第三结构的温度，并且在第四流体通道中进入第二结构的第二热传递流体的温度高于第二结构的温度，以提高第二结构的温度
。
[0012]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且与第二结构中的第四流体通道中的第二热传递流体流动的相反的第二方向相比，第二结构中的第二流体通道中的第一热传递流体在第二结构中沿第一方向流动
。
[0013]本公开的一个方面还包括一种涡轮喷嘴，包括：翼型件；平台，该平台联接到翼型件，平台包括径向延伸的安装导轨；第一流体通道，该第一流体通道被限定在翼型件和平台中的至少一者中，用于输送第一热传递流体通过第一流体通道；和第二流体通道，该第二流体通道在径向延伸的安装导轨的周向长度的至少一部分内延伸，第二流体通道与第一流体通道流体连通
。
[0014]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且翼型件和平台的至少一个表面直接暴露于涡轮的热气体路径，并且径向延伸的安装导轨不直接暴露于涡轮的热气体路径，并且其中进入翼型件和平台中的一者中的第一流体通道中的第一热传递流体的温度低于翼型件和平台中的一者的温度，以降低翼型件和平台中的一者的温度，并且进入径向延伸的安装导轨中的第二流体通道中的第一热传递流体的温度高于径向延伸的安装导轨的温度，以提高径向延伸的安装导轨的温度
。
[0015]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且还包括附加结构，该附加结构一体地联接到径向延伸的安装导轨并且比径向延伸的安装导轨更靠近热气体路径；和第三流体通道，该第三流体通道被限定在附加结构的至少一部分内，其中第三流体通道与径向延伸的安装导轨下游的第二流体通道流体连通，其中第一热传递流体用于以下中的至少一者：冷却附加结构和作为净化气体排出附加结构
。
[0016]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且附加结构包括平台的斜面
、
翼型件的外表面和翼型件的后缘中的至少一者
。
[0017]本公开的另一方面包括前述方面中的任一个方面，并且还包括：第四流体通道，其被限定在附加结构中，用于输送第二热传递流体通过附加结构的至少一部分；和第五流体通道，该第五流体通道被限定在径向延伸的安装导轨的至少一部分内，第五流体通道与附加结构下游的第四流体通道流体连通，其中在第四流体通道中进入附加结构的第二热传递流体的温度低于附加结构的温度，以降低附加结构的温度，并且在第五流体通道中进入径
向延伸的安装导轨的第二热传递流体的温度高于径向延伸的安装导轨的温度，以提高径向延伸的安装导轨的温度，并且其中，与在径向延伸的安装导轨中的第五流体通道中的第二热传递流体的相反的第二方向流动相比，在径向延伸的安装导轨中的第二流体通道中的第一热传递流体在径向延伸的安装导轨中沿第一方向流动
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种涡轮部件
(200)
，包括：第一结构
(210)
，所述第一结构一体地联接至第二结构
(212)
；第一流体通道
(220)
，所述第一流体通道被限定在所述第一结构
(210)
中，用于输送第一热传递流体
(222)
通过所述第一结构
(210)
的至少一部分；和第二流体通道
(230)
，所述第二流体通道被限定在所述第二结构
(212)
的至少一部分内，所述第二流体通道
(230)
与所述第一结构
(210)
下游的所述第一流体通道
(220)
流体连通，其中在所述第一流体通道
(220)
中进入所述第一结构
(210)
的所述第一热传递流体
(222)
的温度低于所述第一结构
(210)
的温度，以降低所述第一结构
(210)
的温度，并且在所述第二流体通道
(230)
中进入所述第二结构
(212)
的所述第一热传递流体
(240)
的温度高于所述第二结构
(212)
的温度，以提高所述第二结构
(212)
的温度
。2.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，其中所述第一结构
(210)
包括至少一个表面
(214))
，其直接暴露于涡轮
(111)
的热气体路径，并且所述第二结构
(212)
不直接暴露于所述涡轮
(111)
的所述热气体路径
。3.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，其中所述第一结构
(210)
包括翼型件
(176)、
联接到所述翼型件
(176)
的平台
(190)
和所述平台
(190)
的斜面
(216)
中的至少一者，并且其中所述第二结构
(212)
包括联接到所述平台
(190)
的径向延伸的安装导轨
(232)。4.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，还包括第三结构
(250)
和第三流体通道
(252)
，所述第三结构一体地联接到所述第二结构
(212)
，所述第三流体通道被限定在所述第三结构
(250)
的至少一部分内，所述第三流体通道
(252)
与所述第二结构
(212)
下游的所述第二流体通道
(230)
流体连通，其中所述第一热传递流体
(222)
用于以下中的至少一者：冷却所述第三结构
(250)
和作为净化气体排出所述第三结构
(250)。5.
根据权利要求4所述的涡轮部件
(200)
，其中所述第一结构
(210)
包括翼型件
(176)、
联接到所述翼型件
(176)
的平台
(190)
和所述平台
(190)
的斜面
(216)
中的至少一者，其中所述第二结构
(212)
包括联接到所述平台
(190)
的径向延伸的安装导轨
(232)
的至少一部分，并且其中所述第三结构
(250)
包括所述平台
(128)
的斜面
(216)、
所述翼型件
(176)
的外表面和所述翼型件
(176)
的后缘
(184)
中的至少一者
。6.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，其中所述第二流体通道
(230)
具有穿过所述第二结构
(212)
的非线性路径
。7.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，其中所述第二流体通道
(230)
包括多个流体通道
(230A
至
230C)
，所述多个流体通道在其上游端
(262)
处由上游歧管
(260)
流体地联接并且在其下游端
(266)
处由下游歧管
(264)
流体地联接
。8.
根据权利要求1所述的涡轮部件
(200)
，还包括：第三结构
(250)
，所述第三结构一体地联接至所述第二结构
(212)
；第三流体通道
(252)
，所述第三流体通道被限定在所述第三结构
(250)
中，用于输送第二热传递流体
(272)
通过所述第三结构
(250)
的至少一部分；和第四流体通道，所述第四流体通道被限定在所述第二结构
(212)
的至少一部分内，所述第四流体通道与所述第三结构
(250)
下游的所述第三流体通道
(252)
流体连通，其中在所述第三流体通道
(252)
中进入所述第三结构
(250)
的所述第二热传递流体
(254)
的温度低于所述第三结构
(250)
的温度，以降低所述第三结构
(250)
的温度，并且在所述第四流体通道中进入所述第二结构
(212)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：