[發明專利]渦輪機葉片末端附件

在審

• 申請號: 201980065807.4
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN112805453A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 斯里坎特·錢德拉杜·科蒂林加姆;喬恩·康拉德·謝弗;布賴恩·李·托利森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/28
• 分類號: F01D25/28;F01D5/18;F01D5/20
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發明公開了用于渦輪機(100)的葉片、用于渦輪機(100)的葉片(120)的末端(154)以及相關方法。該葉片(120)可包括末端主體(160,160A)，該末端主體具有至少部分地被構造用于聯接到該葉片(120)的翼面主體(124)的形狀；位于該末端主體(160,160A)中的至少一個冷卻劑通道(145)，該至少一個冷卻劑通道被構造用于與該翼面主體(124)中的至少一個冷卻劑通道(145)流體連通；以及保持構件(180)，該保持構件從該末端主體(160,160A)延伸以聯接到該翼面主體(124)中的末端保持構件底座(170)。該末端(154)可被替換，從而允許葉片的該末端(154)中的該冷卻劑通道(162)的變化。

本專利申請涉及與本專利申請同時提交的美國專利申請第16/184,111號，GE案卷號325994-2。

背景技術

本公開整體涉及燃氣渦輪葉片，并且更具體地涉及用于將葉片末端附接到葉片主體的系統。

燃氣渦輪機系統廣泛用于發電。燃氣渦輪熱氣體路徑旋轉葉片，并且具體地葉片末端，在操作期間需要冷卻。此外，燃氣渦輪熱氣體路徑噴嘴在操作期間可能需要冷卻。顯著量的空氣可用于冷卻該葉片和該噴嘴。然而，如果用于冷卻的空氣的使用程度減小，則可提高燃氣渦輪系統的總效率。通常使用熔模鑄造工藝將渦輪葉片和噴嘴制造為整體結構。該熔模鑄造工藝對于在某些區域(例如，噴嘴和/或葉片的葉片末端或前緣和/或后緣)中實現高級熱傳遞設計提出了許多挑戰。解決這些挑戰的一種方法是分別制造翼面的一部分(例如，末端或邊緣試樣塊)并將其附接到翼面的其余部分(例如，葉片或噴嘴的翼面主體)。這樣，可在例如葉片末端或噴嘴翼面前緣或后緣中實現先進的冷卻布置，并且在新部件和用過的部件兩者中均投入實踐該先進的冷卻布置。使用以后附接的單獨的末端或試樣塊的一個挑戰是將部件充分地聯接到葉片或噴嘴的翼面的其余部分。目前的實踐包括焊接、釬焊和粘結。

發明內容

本公開的第一方面提供了一種用于渦輪機的葉片，該葉片包括：翼面主體，該翼面主體包括至少一個第一冷卻劑通道，以及末端保持構件底座，該末端保持構件底座位于該翼面主體之中或之上；以及末端，該末端具有至少部分地被構造用于聯接到翼面主體的形狀，該末端包括：末端主體；位于末端主體中的至少一個第二冷卻劑通道，該至少一個第二冷卻劑通道被構造用于與翼面主體中的該至少一個第一冷卻劑通道流體連通；以及保持構件，該保持構件從末端主體延伸以聯接到翼面主體中的末端保持構件底座。

本公開的第二方面提供了一種形成用于渦輪機的葉片的方法，該方法包括：提供翼面主體，該翼面主體包括位于其中的至少一個第一冷卻劑通道；以及提供第一末端，該第一末端具有至少部分地被構造用于聯接到翼面主體的形狀，該第一末端包括：末端主體、位于末端主體中的至少一個第二冷卻劑通道、以及從末端主體延伸以聯接到翼面主體中的至少一個保持構件底座的至少一個保持構件；以及將第一末端聯接到翼面主體，使得該至少一個第二冷卻劑通道與翼面主體中的該至少一個第一冷卻劑通道流體連通，并且該至少一個保持構件聯接到翼面主體中的該至少一個保持構件底座。

本公開的第三方面提供了一種用于渦輪機的葉片的末端，該末端包括：末端主體，該末端主體具有至少部分地被構造用于聯接到葉片的翼面主體的形狀；位于末端主體中的至少一個冷卻劑通道，該至少一個冷卻劑通道被構造用于與翼面主體中的至少一個冷卻劑通道流體連通；以及保持構件，該保持構件從末端主體延伸以聯接到翼面主體中的末端保持構件底座。

本公開的第四方面提供了一種用于渦輪機的葉片或噴嘴的翼面，該翼面包括：翼面主體，該翼面主體包括至少一個第一冷卻劑通道，以及位于翼面主體的前緣或后緣中的邊緣開口，該邊緣開口具有位于翼面主體的內表面之中或之上的邊緣試樣塊保持構件底座；以及邊緣試樣塊，該邊緣試樣塊具有至少部分地被構造用于聯接到翼面主體中的邊緣開口的形狀，該邊緣試樣塊包括：邊緣試樣塊主體，位于該邊緣試樣塊主體中的至少一個第二冷卻劑通道，該至少一個第二冷卻劑通道被構造用于與翼面主體中的該至少一個第一冷卻劑通道流體連通，以及保持構件，該保持構件從邊緣試樣塊主體延伸以聯接到翼面主體中的邊緣試樣塊保持構件底座。