[發明專利]具有連接管的導向靜葉

有效

• 申請號: 201780024523.1
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN109072700B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: F·阿馬德;R·拉杜羅維克
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D9/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

用于渦輪機的導向靜葉(1)在正確安裝的狀態下具有：外平臺(2)；葉片翼型(3)，其從外平臺突出、沿縱向方向延伸、并且在其內部限定空腔(4)；以及內平臺(5)，其與外平臺相對布置、并且被連接到葉片翼型；以及連接管(6)，其沿縱向方向穿過葉片翼型空腔，該連接管的第一自由端被插入在內平臺中所形成的貫通開口、并且被實質上地結合到內平臺，以及連接管的第二自由端被布置在外平臺上所形成的冷卻流入口開口(7)中、遠離其邊緣、并且從外平臺向外突出，其中至少一個導向裝置(9)被附接到外平臺上，用于對連接管導向的目的，該導向裝置被設計和被布置成使得在長度熱變化的情況下，對連接管沿縱向方向進行導向。

技術領域

本發明涉及一種用于渦輪機(特別是燃氣輪機)的導向靜葉，該導向靜葉在正確安裝狀態下具有：外平臺；翼型，其從外平臺突出、沿縱向方向延伸并且在其內部限定了空腔；內平臺，其與外平臺相對布置并且被連接到翼型；以及連接管，其沿縱向方向穿過翼型的空腔，所述連接管的第一自由端被插入到在內平臺中所形成的貫通開口并且以一體成型的方式被連接到內平臺，以及連接管的第二自由端被布置在外平臺上所形成的冷卻流體進入開口中、位于與上述開口的邊緣隔開一距離處、并且從外平臺向外突出。

背景技術

在已有技術中已知渦輪機(諸如，燃氣輪機)例如具有各種設計，并且用以將工作流體(特別是熱氣)的熱能和流動能轉換成轉動能。渦輪機包括殼體，流動管道沿軸向方向在所述殼體中延伸。多個渦輪級在流體通道中沿軸向方向被一個接一個地并且彼此隔開一距離而被布置。

每個渦輪級包括多個導向靜葉，這些靜葉形成被連接到殼體的導向靜葉環，以便有利地影響工作流體的流動方向。這種導向靜葉通常包括平臺，在導向靜葉的正確安裝狀態下，所述平臺被布置在徑向外部。此外，導向靜葉包括翼型，所述翼型從外平臺突出、并且沿縱向延伸。此外，導向靜葉具有內平臺，所述內平臺被連接到與外平臺相對的翼型。導向靜葉環通過保持環向內封閉，導向靜葉的內平臺被保持在所述保持環中。

此外，每個渦輪級包括多個導向靜葉，這些導向靜葉形成導向靜葉環，所述導向靜葉環被連接到中心安裝的轉子，所述中心安裝的轉子沿軸向方向穿過殼體。此外，在轉子中形成周向槽，導向靜葉環的保持環被布置在所述周向槽中。

在渦輪機的操作期間，工作流體流過渦輪機的流動管道。流過流動管道的工作流體以如下方式被導向靜葉偏轉，使得工作流體以最佳方式沖擊被布置在后面的導向靜葉并且將力施加到導向靜葉上。由導向靜葉所給予的扭矩使轉子旋轉。例如，轉子的旋轉能可以通過發電機而被轉換成電能。

燃氣輪機的熱力學效率越高，熱氣進入燃氣輪機的入口溫度越高。然而，特別是由于被布置在流動管道中的部件的熱載荷能力，對入口溫度的幅值設置了限制。因此，本發明的目的在于提供這樣的部件，即，即使在熱氣的非常高的溫度下，所述部件也具有足夠用于燃氣輪機的操作的機械阻力。

例如，增加導向靜葉的熱載荷能力的一種可能在于借助冷卻流體從導向靜葉導熱。為此目的，在導向靜葉的內部設置供冷卻流體流過的空腔。

導向靜葉環內部上的保持環也被流入周向槽的熱氣大幅地加熱。用于冷卻保持環的經嘗試和經測試的裝置是設計具有U形橫截面的保持環，從而在保持環中創建繞行冷卻流體槽。所述冷卻流體槽被供應冷卻流體，冷卻流體從導向靜葉、流過被設置在內平臺的出口開口、流入保持環的冷卻流體槽。然而，所述冷卻流體已經在導向靜葉的翼型中接收了熱量，這降低了可用于保持環的冷卻能力。

在保持環中的冷卻流體的較高的冷卻能力可以通過特殊的連接管(跨接管)實現，所述連接管沿縱向方向穿過導向靜葉的翼型的空腔，并且冷卻流體直接并且基本未加熱地通過所述空腔、而流入保持環的冷卻流體槽。

連接管的第一自由端被插入到在內平臺中所形成的貫通開口、并且以一體結合的方式被連接到內平臺。連接管的第二自由端被布置在外平臺上所形成的冷卻流體入口開口中、位于與上述開口的邊緣隔開一距離處、并且從外平臺向外突出。