本发明专利技术描述了用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的平台节段，该平台节段包括：被设置成与从燃烧器排出的流动气体相接触的气体通路表面（117、119），其中所述流动气体在流动方向（101）沿所述气体通路表面流动；冷却表面（131、149），其相反于且热连接于所述气体通路表面并且被设置成与冷却流体接触；壁（133、151），其从所述冷却表面突出并至少部分地在所述流动方向（101）延伸，其中该壁被周向设置在提供相邻引导叶瓣的位置之间，以便通过所述壁将冷却流体导向成冷却所述冷却表面的下游部分；以及另一壁（133、151），其从所述冷却表面突出并至少部分地在所述流动方向（101）延伸。该平台节段还被构造成所述壁和所述另一壁之间的周向距离沿所述流动方向（101）减小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的平台节段并且涉及用于燃气轮机的喷嘴引导叶瓣设置，其中 在平台节段处提供冷却表面以用于冷却平台节段的至少一部分。此外，本专利技术涉及通过使用被导向成冷却喷嘴引导叶瓣平台节段的至少一部分的冷却流体来冷却喷嘴引导叶瓣平台节段的方法。
技术介绍
喷嘴引导叶瓣是燃气轮机的静止节段，其将从燃烧器排出的气体引导到位于喷嘴引导叶瓣下游的转子叶片。喷嘴引导叶瓣可以由径向内平台和径向外平台支撑。在燃气轮机运转期间，喷嘴引导叶瓣以及支撑喷嘴引导叶瓣的平台会遭受从燃烧器排出的冲击气体的高温。具体地，冲击气体会导致用于支撑喷嘴引导叶瓣的平台内所包含的材料的严重氧化。因此，会限制平台的工作寿命。在常规涡轮机中，用于支撑喷嘴引导叶瓣的平台可以被制造成具有热障涂层以便实现较长的寿命。EP I 674 661公开了一种内部冷却的燃气轮机发动机涡轮叶瓣，其中在涡轮叶瓣内形成冷却通路。US 6，602，047公开了用于冷却燃气轮机喷嘴的设备，其中喷嘴包括第一壁、第二壁和在其间延伸的多个销。喷嘴还包括至少一行紊流器。EP I 022 435公开了用于燃气轮机叶片的内部冷却回路，其中内部冷却回路具有蜿蜒构造并且包括肋板节段。US 5，615，546公开了用于冷却燃气轮机燃烧室的器械，其中在相邻冷却管道之间设置连接开口。需要一种用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的相比于常规平台节段具有更长寿命的平台节段。此外，需要一种用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的相比于常规平台节段更少地承受从燃烧器排出的热冲击气体的平台节段。此外，需要一种用于燃气轮机的喷嘴引导叶瓣设置，其相比于常规喷嘴引导叶瓣设置提供更长的工作寿命并且还提供或替代性地更少地承受从燃烧器排出的冲击或高温气体。此外，需要一种用于冷却喷嘴引导叶瓣平台节段的方法，其中该方法更有效且以改进方式来保护喷嘴引导叶瓣平台节段以抵抗高温冲击气体。
技术实现思路
这种需求可通过根据独立权利要求的主题来满足。从属权利要求描述了本专利技术的有利实施例。根据实施例，提供用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的平台节段，其中平台节段包括设置成与从燃烧器排出的流动气体相接触的气体通路表面；相反于且热连接于(或热接触于)气体通路表面并且被设置成与冷却流体接触(热接触)的冷却表面；以及从冷却表面突出并至少部分地在流动气体的方向延伸的壁，其中该壁被周向设置在相邻引导叶瓣之间以使冷却流体被导向成冷却该冷却表面的下游部分。燃气轮机可以包括压缩机、至少一个燃烧器和一个或更多个涡轮机段或级。压缩机可以压缩可被输送到燃烧器以与燃料混合并燃烧的空气。燃料和压缩空气的燃烧混合物可以被导引或引导到燃气轮机的所述一个或更多个涡轮机级。具体地，燃气轮机的第一涡轮机级可以包括以环形方式设置的一个或更多个喷嘴引导叶瓣。在环形设置的喷嘴引导叶瓣的对称轴线处，可以在多个转子叶片可被连接的位置处设置转子轴。撞击在喷嘴引导叶瓣上的热气体可被导引到设置在喷嘴引导叶瓣下游的转子叶片。热气体会撞击到转子叶片上从而导致它们驱动转子轴。因而，可以由从燃烧器排出的气体产生机械能。能量可以例如被用于驱动压缩机和/或产生电能或其他形式的机械能。具体地，第一喷嘴引导叶瓣和用于支撑喷嘴引导叶瓣的平台节段在燃气轮机运转期间会遭受高温工作气体。因此，制造平台节段的材料会被化学改变和/或机械改变，使得例如由于严重氧化而不良地影响平台节段。之后，氧化会导致燃气轮机的性能和/或耐用 性的降低。具体地，喷嘴引导叶瓣平台节段和喷嘴引导叶瓣可以对齐于一个或更多个燃烧器并且因而对齐于各个燃炉。可存在绕旋转轴以环形方式设置的有限数量的燃炉或燃烧器。因此，会有一些周向气体温度变化，具体地导致位于不同周向位置的平台节段的应力程度不同。具体地，燃烧器的设置会导致靠近燃炉的喷嘴引导叶瓣与位于不同周向位置的其他喷嘴引导叶瓣相比暴露于更高的气体温度。从燃烧器排出的冲击气体会碰撞到喷嘴引导叶瓣上，从而导致支撑喷嘴引导叶瓣的平台节段的喷嘴引导叶瓣下游边缘部分处存在特别严重的磨损。这个下游部分还可被称为后缘平台位置。平台节段的气体通路表面与主气体(也被称为工作气体)通路连通，该主气体通路在从上游到下游的流动方向流通。因此，气体通路表面面向从燃烧器排出的热气体。相比之下，冷却表面不面向从燃烧器排出的气体，而是与气体通路表面相反。尽管如此，冷却表面可以从气体通路表面将热传导走(或吸收)，因为冷却表面被热连接到气体通路表面。在气体通路表面处被从燃烧器排出的热冲击气体吸收的热可被传导(具体地通过平台节段的连续材料，例如金属)到冷却表面，该冷却表面继而接触冷却流体。因此，冷却流体可以吸收从气体通路表面传递到冷却表面的热并且可以将热带走，从而冷却所述冷却表面并且因而也间接地冷却气体通路表面。冷却流体可以具体地是冷却气体,例如冷却空气,具体地是被压缩的冷却空气。冷却流体(具体地冷却空气)可以从燃气轮机内包括的压缩机输送出或者可以替代性地或附加地从外部压缩机输送出。具体地，气体通路表面和冷却表面可以是形成平台节段的连续单一金属结构的相反表面。具体地，平台节段可以是支撑一行喷嘴引导叶瓣的环形结构的节段。具体地，平台节段可以是圆筒形节段，平台由具有圆柱对称性的多个节段组装而成。可以通过喷嘴引导叶瓣使得驱动燃气轮机的热气体(也被称为工作气体)以螺旋状方式前进或运动，该螺旋状方式具有轴向分量和周向分量(当将旋转轴轴线看作沿轴向方向延伸时)。工作气体的传播路径的几何性质以及工作气体在气体通路内的不同位置处的密度可具体地使得气体通路表面的下游部分(位于靠近喷嘴引导叶瓣的下游边缘)比气体通路表面的其他区域经受更高应力(更高温度或热传递)。因此，会有利地对冷却表面的下游部分(对应于气体通路表面的下游部分)有效地冷却，以便将热有效地传导离开气体通路表面的下游部分。为了有效地冷却冷却表面的下游部分，提供导致朝向冷却表面的下游部分导引冷却流体的壁。具体地，冷却流体可以被输送到(平台节段的径向内部或径向外部的)腔室，由此其可以被引导朝向冷却表面。因而，从冷却表面突出的壁会导致沿冷却表面将冷却流体导向冷却表面的下游部分。从冷却表面突出的壁可以在形成平台节段时被一体成形。具体地，可以由铸造金属来制造平台节段。从冷却表面突出的壁可以突出Imm至10mm，具体地2mm至4mm。壁可以从冷却表面(沿其伸长)突出到不同程度，其中突出程度可以从冷却表面的上游部分向冷却表面的下游部分沿其伸长而变化。 具体地，冷却表面的上游部分可以对应于喷嘴引导叶瓣的上游边缘(例如，具有与其类似的轴向位置)，并且冷却表面的下游部分可以对应于喷嘴引导叶瓣的下游边缘。壁可以以弯曲或卷绕或曲线方式延伸从而模拟工作气体在工作气体通路内的流动路径。具体地，壁可以被成形为类似于喷嘴引导叶瓣的上游表面或喷嘴引导叶瓣的下游表面。具体地，壁可以被类似地成形为如喷嘴引导叶瓣的上游表面和/或喷嘴引导叶瓣的下游表面的横截面。因此，可以提高由冷却流体导致的从冷却表面的，具体地从冷却表面的下游部分的传热效率。因此，可以提高冷却气体通路表面，具体地冷却气体通路表面的下游部分的效率，因而延长用于支撑喷嘴引导叶瓣的平台节段的工作寿命。根据本专利技术实施例，提供用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.17 EP 10166299.71.一种用于支撑燃气轮机的喷嘴引导叶瓣的平台节段，该平台节段包括 设置成与从燃烧器排出的流动气体相接触的气体通路表面(117、119)，其中所述流动气体在流动方向(101)沿所述气体通路表面流动； 冷却表面(131、149)，其相反于且热连接于所述气体通路表面并且设置成与冷却流体接触； 壁(133、151 )，其从所述冷却表面突出并至少部分地在所述流动方向(101)延伸，其中该壁被周向设置在提供相邻引导叶瓣的位置之间，以便通过所述壁将冷却流体导向成冷却所述冷却表面的下游部分；以及 另一壁(133、151)，其从所述冷却表面突出并至少部分地在所述流动方向(101)延伸， 其中所述壁和所述另一壁之间的周向距离沿所述流动方向(101)减小。2.根据权利要求I所述的平台节段，还包括 紊流器(135、153)，其具体地被设置在所述冷却表面的所述下游部分处，所述紊流器从所述冷却表面突出到小于所述壁的突出程度的突出程度，其中所述紊流器横于、具体地正交于所述壁的伸长方向延伸。3.根据权利要求2所述的平台节段，其中所述壁的突出程度达到所述紊流器的突出程度的3倍至10倍之间，具体地在4倍至8倍之间。4.根据权利要求1-3中任一项所述的平台节段，其中所述紊流器从所述壁延伸到所述另一壁。5.根据权利要求1-4中任一项所述的平台节段，还包括 盖(129、145)，其设置成与所述壁和所述另一壁从所述冷却表面突出到最大程度的部分接触，从而在所述壁和所述另一壁之间覆盖所述冷却表面。6.根据权利要求1-5中任一项所述的平台节段，其中所述壁包括从所述冷却表面突出到最大程度的区段(163)和从所述冷却表面突出到所述最大程度的O. 2倍至O. 8倍之间、具体地O. 4倍至O. 6倍之间的区段(161)。7.根据权利要求1-6中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：D布特勒，A戴维斯，C普勒，PM瓦尔克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：
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