[发明专利]用于静止叶片的冷却结构

说明书

技术领域

本公开大体上涉及静止叶片，并且更具体地涉及用于静止叶片的冷却结构。

背景技术

静止叶片在涡轮应用中用于引导热气体流来移动叶片以生成功率。在蒸汽涡轮和燃气涡轮应用中，静止叶片称为喷嘴，并且由端壁安装于外部结构，如，壳和/或内部密封结构。各个端壁连结于静止叶片的翼型件的对应端。静止叶片还可包括通路或其它特征，用于使冷却流体循环，该冷却流体吸收来自涡轮机的操作构件的热。

为了在极端温度环境中操作，翼型件和端壁需要冷却。例如，在一些环境中，冷却流体从轮空间吸出，并且引导至静止叶片的内部端壁用于冷却。相比之下，在许多燃气涡轮应用中，随后级的喷嘴可被供给从燃气涡轮的压缩机抽取的冷却流体，例如，空气。外径端壁可直接地接收冷却流体，而内径端壁可在冷却流体从外径发送穿过翼型件之后接收冷却流体。除冷却的有效性之外，静止叶片及其构件的结构可影响其它因素，如，可制造性、容易检查，以及涡轮机的耐久性。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种用于静止叶片的冷却结构，其包括：联接于关于涡轮机的转子轴线的翼型件的径向端的端壁，翼型件包括压力侧表面、吸入侧表面、前缘和后缘；定位在端壁内并且从翼型件的后缘的径向端沿径向移位的室，室接收来自冷却流体源的冷却流体，其中室包括一对相对室壁，一对相对室壁中的一个定位在翼型件的压力侧表面近侧，并且一对相对室壁中的另一个定位在翼型件的吸入侧表面和后缘近侧，并且其中室中的冷却流体与定位在翼型件的压力侧表面和后缘近侧的端壁的至少一部分热连通；以及定位在室内并且大致均匀地分布在室各处的多个导热附件(fixture)。

本公开的第二方面提供了一种用于静止叶片的冷却结构，其包括：联接于关于涡轮机的转子轴线的翼型件的径向端的端壁，翼型件包括压力侧表面、吸入侧表面、前缘和后缘；定位在端壁内并且从翼型件的后缘的径向端沿径向移位的室，室接收来自冷却流体源的冷却流体，其中室包括一对相对室壁，一对相对室壁中的一个定位在翼型件的压力侧表面近侧，并且一对相对室壁中的另一个定位在翼型件的吸入侧表面近侧，并且从翼型件的后缘大致沿径向移位，室中的冷却流体与定位在翼型件的压力侧表面和后缘近侧的端壁的至少一部分热连通，并且其中室还包括从翼型件的后缘和压力侧表面附近的静止叶片的高马赫区域沿径向移位的腔；以及定位在腔内的至少一个导热附件。

本公开的第三方面提供了一种用于静止叶片的冷却结构，其包括：联接于关于涡轮机的转子轴线的翼型件的径向端的端壁，翼型件包括压力侧表面、吸入侧表面、前缘和后缘；定位在端壁内并且从翼型件的后缘的径向端沿径向移位的室，室接收来自冷却流体源的冷却流体，其中室包括一对相对室壁，一对相对室壁中的一个定位在翼型件的压力侧表面近侧，并且一对相对室壁中的另一个定位在翼型件的吸入侧表面近侧，并且从翼型件的后缘大致沿径向移位，室中的冷却流体与定位在翼型件的压力侧表面和后缘近侧的端壁的至少一部分热连通，并且其中室还包括从翼型件的后缘和压力侧表面附近的静止叶片的高马赫区域沿径向移位的腔；以及定位在室内并且大致均匀地分布在室各处的多个导热附件。

技术方案1. 一种用于静止叶片的冷却结构，包括：

端壁，其联接于关于涡轮机的转子轴线的翼型件的径向端，所述翼型件包括压力侧表面、吸入侧表面、前缘和后缘；

室，其定位在所述端壁内并且从所述翼型件的所述后缘的所述径向端沿径向移位，所述室接收来自冷却流体源的冷却流体，其中所述室包括一对相对室壁，所述一对相对室壁中的一个定位在所述翼型件的所述压力侧表面近侧，并且所述一对相对室壁中的另一个定位在所述翼型件的所述吸入侧表面和所述后缘近侧，并且其中所述室中的所述冷却流体与定位在所述翼型件的所述压力侧表面和所述后缘近侧的所述端壁的至少一部分热连通；以及

多个导热附件，其定位在所述室内并且大致均匀地分布在所述室各处。

技术方案2. 根据技术方案1所述的冷却结构，其特征在于，所述多个导热附件包括从所述翼型件的所述后缘大致沿径向移位的基座。

技术方案3. 根据技术方案1所述的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构还包括：

第一多个通路，其定位在所述端壁内，延伸穿过所述一对相对室壁中的一个，并且与所述室流体连通；以及

第二多个通路，其定位在所述端壁内，延伸穿过所述一对相对室壁中的另一个，并且与所述室流体连通。

技术方案4. 根据技术方案3所述的冷却结构，其特征在于，所述第一多个通路和所述第二多个通路中的各个还包括相应的冷却流体入口和相应的冷却流体出口。