[发明专利]具有至轮空间的大体径向冷却导管的涡轮机叶片

说明书

技术领域

本公开大体上涉及涡轮机叶片冷却，并且更具体而言，涉及一种具有大体径向冷却导管的涡轮机叶片，该大体径向冷却导管将冷却流体沿径向向内输送至邻近其柄部且在后根部边缘径向内侧的轮空间。

背景技术

典型的涡轮机叶片包括由平台联接于柄部的翼型件，该柄部将涡轮机叶片安装于涡轮机的壳体或转子。翼型件的后缘联接于叶片的平台的后缘根部，其中两个部分由填角(fillet)，例如由焊接或其它金属组合方法形成的大体三角形形状的材料件联接。在历史上，翼型件的后缘与平台的后部分(被称为盖板)沿径向对准。然而，在某些新的涡轮机模型中，提供了具有后缘的翼型件，该后缘以径向非对准构造会合平台的后缘根部。该布置减小填角区域中的应力。

新的涡轮机模型还在高于先前模型的温度下操作，并且因此由于具有较低的材料能力而使其叶片暴露。增加的温度可导致各种寿命限制问题，如低循环疲劳(LCF)。因此，在采用较高的操作温度时，填角区域表示对低循环疲劳增加关注的区域。常规地，需要冷却的涡轮机叶片包括用于输送冷却流体的在其中的仓室，其将冷却流体供给至热区域。例如，与仓室连通的轴向延伸的冷却开口典型地应用在叶片的翼型件的后缘中。流动穿过冷却开口的冷却流体冷却柄部和/或平台的后缘根部，该后缘根部关于翼型件向下游延伸。然而，填角和在径向最内冷却孔下方的、仅在平台上方的区域不设有冷却开口并且不被直接地冷却。

发明内容

本公开的第一方面提供一种涡轮机叶片，其包括：翼型件，该翼型件包括在其中延伸的冷却流体仓室以及从冷却流体仓室延伸穿过翼型件的后缘的后缘冷却开口；用于将翼型件联接于柄部的平台，平台包括关于柄部向下游延伸的后缘根部；以及至少一个冷却导管，该至少一个冷却导管将冷却流体从冷却流体仓室和后缘冷却开口中的至少一个沿径向向内输送至轮空间，该轮空间邻近柄部并且在后缘根部径向内侧。

本公开的第二方面提供一种涡轮机，其包括：转子，该转子包括多个涡轮机叶片，各个涡轮机叶片包括：翼型件，该翼型件包括在其中延伸的冷却流体仓室以及从冷却流体仓室延伸穿过翼型件的后缘的后缘冷却开口；用于将翼型件联接于柄部的平台，平台包括关于柄部向下游延伸的后缘根部；以及至少一个冷却导管，该至少一个冷却导管将冷却流体从冷却流体仓室和后缘冷却开口中的至少一个沿径向向内输送至轮空间，该轮空间邻近柄部并且在后缘根部径向内侧。

技术方案1. 一种涡轮机叶片，其包括：

翼型件，其包括在其中延伸的冷却流体仓室以及从所述冷却流体仓室延伸穿过所述翼型件的后缘的后缘冷却开口；

用于将所述翼型件联接于柄部的平台，所述平台包括关于所述柄部向下游延伸的后缘根部；以及

至少一个冷却导管，其将冷却流体从所述冷却流体仓室和所述后缘冷却开口中的至少一个沿径向向内输送至轮空间，所述轮空间邻近所述柄部并且在所述后缘根部径向内侧。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括至少两个冷却导管，其中所述至少两个冷却导管中的至少一个从所述冷却流体仓室延伸，而所述至少两个冷却导管中的至少一个从所述后缘冷却开口延伸。

技术方案3. 根据技术方案2所述的涡轮机叶片，其特征在于，一个冷却导管从所述冷却流体仓室延伸，而两个冷却导管从所述后缘冷却开口延伸。

技术方案4. 根据技术方案1所述的涡轮机叶片，其特征在于，各个冷却导管以关于径向在近似0°到近似45°之间的角延伸。

技术方案5. 根据技术方案1所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述翼型件由填角联接于所述后缘根部，并且其中所述至少一个冷却导管延伸穿过所述后缘根部。

技术方案6. 根据技术方案1所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述后缘冷却开口为沿着所述翼型件的所述后缘径向地间隔的多个后缘冷却开口中的径向最内冷却开口。

技术方案7. 一种涡轮机，其包括：

转子，其包括多个涡轮机叶片，各个涡轮机叶片包括：

翼型件，其包括在其中延伸的冷却流体仓室以及从所述冷却流体仓室延伸穿过所述翼型件的后缘的后缘冷却开口；

用于将所述翼型件联接于柄部的平台，所述平台包括关于所述柄部向下游延伸的后缘根部；以及

至少一个冷却导管，其将冷却流体从所述冷却流体仓室和所述后缘冷却开口中的至少一个沿径向向内输送至轮空间，所述轮空间邻近所述柄部并且在所述后缘根部径向内侧。