CN105917081A - 基于模块化结构的导叶组件 - Google Patents

基于模块化结构的导叶组件 Download PDF

Info

Publication number
CN105917081A
CN105917081A CN201480074053.6A CN201480074053A CN105917081A CN 105917081 A CN105917081 A CN 105917081A CN 201480074053 A CN201480074053 A CN 201480074053A CN 105917081 A CN105917081 A CN 105917081A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerofoil profile
platform
guide vane
stator
hot gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480074053.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105917081B (zh
Inventor
M.T.普鲁加雷维茨
A.斯坦科维斯基
U.维伦坎普
H.赫恩勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of CN105917081A publication Critical patent/CN105917081A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105917081B publication Critical patent/CN105917081B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/005—Selecting particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/237—Brazing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/238—Soldering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • F05D2230/51—Building or constructing in particular ways in a modular way, e.g. using several identical or complementary parts or features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202—Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及一种涡轮机的基于模块化结构的导叶组件，其中，导叶元件包括至少翼型(100)、内平台、外平台(200)，其中，导叶翼型和/或平台在其一端具有用于导叶元件彼此间的连接的机构。导叶元件彼此间的连接被配置为与涡轮机的转子轴线相比关于翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定。翼型相对于至少一个平台的组装是基于力配合和/或形状配合的连接(210)，或者翼型相对于至少一个平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者翼型相对于至少一个平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构。至少导叶翼型或翼型的备选基本结构包括至少一个流充填的热气体路径外衬(221,223)，它包住导叶翼型的至少一部分。该流充填的热气体路径外衬通过使用冷缩接合与导叶翼型或翼型的备选基本结构连接。

Description

基于模块化结构的导叶组件
技术领域
本发明涉及涡轮机，特别是燃气涡轮机的基于由至少两个可拆卸的元件组装的模块化结构的导叶组件。基本上，这种导叶组件包括由可更换的和不可更换的元件构成，并且除了模块化的导叶组件之外还包括可替换的和不可替换的元件。
导叶组件包括至少一个翼型、内平台、外平台，其中所述导叶翼型和/或平台在其一端具有用于将导叶元件彼此连接的装置，其中，导叶元件彼此连接的连接被配置为与涡轮机的转子轴线相比关于翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定，其中，所述翼型相对于至少平台的组装是基于力配合或形状配合的连接，或者所述翼型相对于至少平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者所述翼型相对于至少平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构，其中，至少所述导叶翼型或翼型的备选基本结构包括至少一个流施加的热气体路径外衬，它包住导叶翼型的至少一部分。
该可拆卸的或永久的连接包括力锁合机构/手段，它具有螺栓或铆钉精加工，或者HT钎焊步骤，活性钎焊步骤或软钎焊步骤。此外，内平台和外平台可由单件制成或由复合结构制成。
此外，内平台和/外平台包括能够抵抗热应力和物理应力的装置和/或插入件，其中，所提到的装置是整体地或部分地可彼此互换的。
发明背景
US 7452182 B2涉及一种模块化的导叶组件。该导叶组件包括翼型部分，外平台和内平台。翼型部分可以由至少两个段制成。优选地，所述构件连接在一起，从而允许导叶的装配和拆卸。因此，在导叶损害的情况下，修理涉及到仅仅更换损坏的子构件。模块化的设计便于在导叶中使用各种材料，包括不同的材料。因此，可选择合适的材料，以优化构件寿命、冷却空气用法、空气动力学性能和成本。因为导叶是较小子构件的组装件，所以导叶的各个构件可更容易地制造，并可以包括更复杂的特征。根据该文献，翼型的一端可以被接收在内平台和外平台之一的凹部内。该组件还可以包括设置在凹部与翼型的径向端部及翼型的靠近径向端的外周面的至少一者之间的密封件。其结果是，热气体渗透或冷却空气泄漏最小化。在这种情况下，一个或多个翼型段、内平台和/或外平台可以由金属间化合物，氧化物弥散强化(ODS)合金，单晶金属，先进超合金，金属基复合材料，陶瓷或CMC制成。
此外，翼型段可以沿其径向界面被钎焊或焊接在其外周面或附近，以便封闭间隙。可选的是，所述间隙可以被填充有柔顺性插入件或其他密封件(绳密封，舌和槽密封，滑动燕尾等)，以防止热气体进入并通过间隙迁移，如US 7452182 B2的图4所示。
密封件可以或不可被固定到形成该间隙的其中至少一界面表面上。又一可能性在于，配置该间隙，以便在其中形成更长和曲折的流动路径。例如，翼型段的界面表面可包括一个或多个步骤，如US 7452182 B2的图5所示。
这些和其他的系统可以用于减小通过翼型段之间的任何间隙的流动势。
EP 1881156 A2的多个方面涉及导叶组件，其中至少一个平台中配备有一个或多个可拆卸的平台插入件。这些插入件可以在平台的其中发生故障或损坏风险的那些区域中使用。如果插入件损坏或者在发动机的运行期间被破坏，那么能够容易地更换插入件，并且平台框架和翼型可以重复使用。其结果是，导叶的整体寿命可以延长。此外，插入件可以由相比于已知导叶可以降低冷却要求的材料制成，从而允许冷却空气用于发动机的其他用途。
所提到的插入件可以由一种或多种不同的材料制成。例如，插入件可以由陶瓷基复合材料(CMC)制成，诸如碳化硅 CMC。在一个实施例中，插入件可以由氧化物基混合CMC体系制成，例如在美国专利No. 6676783；6641907；6287511；和6013592中公开的那些。插入件可以由金属制成，例如单晶先进合金。
根据所述欧洲专利申请的一个实施例，插入件由与接收它们的各自平台框架相同的材料制成，诸如IN939合金和ECY768合金。插入件可以由这样的材料制成，所述材料与平台框架的材料相比可能会或可能不会有更好的耐热能力。例如，插入件可与与接收平台框架的材料相比耐热性能更低的材料制成。插入件可以由廉价的材料制成，以便更换插入件的成本在机器寿命内不会显著增加总成本。
US 2006/228211 A1涉及模块化的涡轮导叶组件。该导叶组件包括翼型部分、外罩和内罩。翼型部分可以由至少两个段制成。优选地，这些构件连接在一起，从而允许导叶的组装和拆卸。因此，在导叶损坏的情况下，修理涉及到仅仅更换损坏的子构件，而非整个导叶。模块化的设计便于在导叶中使用各种材料，包括不同的材料。因此，可选择合适的材料，以优化构件寿命、冷却空气用法、空气动力学性能和成本。因为导叶是较小子构件的组装件而非一个单件式结构，所以，导叶的各个构件可更容易地制造，并可以包括更复杂的特征。
US 8366398 B1没有公开或暗示冷缩接合。
发明概述
本发明的发明构思许可典型导叶的使用，所述典型导叶包括翼型、内平台和外平台，也被称为罩，其被制成为一个整体。特别是，通过使用可以由至少两个单独的部件(即一单独的翼型和外平台和一单独的内平台)组装而成的导叶，就形成了这样的先决条件，即，提供了所指的单独的部件、模块、元件的可互换性或修理和/或修复，而无需更换整个导叶。另外，也可以使用三个可分开的部件(即，外平台、翼型和内平台)制成的导叶。在一单独的工艺中，导叶的多个不同的部件或模块或元件可以被修理和/或修复。
基于模块化组件的涡轮机的模块化导叶优选包括定子侧平台(也被称为“外平台”)、翼型，和转子侧平台(也被称为“内平台”)。导叶可以包括至少一个翼型载体，其形成外平台的至少一个流部件。翼型和/或平台在其一端优选具有机械装置，用于所述导叶元件的可互换连接的用途，其中，所述导叶元件相互间的连接是基于与涡轮机的转子轴线相比在径向或准径向延伸的关于翼型的永久或半永久性固定。翼型相对于平台的组装优选是基于粘附互连导致的力配合或摩擦锁定结合。
备选地，翼型同平台的组装是基于相对于各自导叶元件的固定引导区域使用金属的和/或陶瓷的表面。备选地，翼型同平台的组装是基于力锁合机构或至少一个阴连接器，但带有可拆卸的或永久的连接，其中，至少基本翼型包括至少一个热气体路径外衬，其包住翼型的至少一个部分。
因此，导叶包括翼型，其在其一端在径向或准径向上具有这样的机构，用于将翼型端插入到与内平台相关联的凹部和/或抬高部(boost)中，用于翼型的可拆卸或半可拆卸的或永久或准永久的相应固定。这种固定的进行可以通过粘附促使的摩擦锁定方式，或者通过使用金属的和/或陶瓷的表面涂层，或者通过包括螺栓或铆钉的力锁合机构，或者通过HT钎焊或活性钎焊或软钎焊。
相同的程序也被应用于翼型关于外平台的处理，其中，内平台和外平台可以制成为单件，或者可以由许多元件组装而成。
根据单独的操作要求或单独的操作机制，翼型、内平台和外平台包括能够抵抗热应力和物理应力的附加机构和/或插入件，其中所述的附加装置和插入件是整体的，或者它们的部分是可互换的。
插入件可以力配合的方式插入到适当设计的凹部中，以带有附加固定机构的推送装载抽屉的方式。上表面形成流充填(flow-charged)的区域。
然而，必须确保第一排导叶的全部内平台和外平台在圆周方向上彼此相邻地排列，这限定了涡轮级的入口开口区域中的环形热气流。
在翼型的各自端和内平台之间具有可拆卸固定的情况下，内平台提供了至少一个凹部用于插入翼型的钩状延伸部或凸耳，使得翼型至少在涡轮机的轴向和周向方向上固定。
该钩状延伸部具有像十字形的横截面，其适配到内平台内的凹槽内。内平台内的凹槽提供了用于插入或拆卸的至少一个位置，凹部在该位置提供了开口，翼型的钩状延伸部仅通过径向运动就能够穿过该开口而被完全插入。翼型的该延伸部的形状和内平台的该凹部的形状优选地像弹簧螺母连接那样彼此适配。
出于插入或拆卸目的，也可以只在翼型的其沿径向向外导向的端部来操纵翼型，这是在涡轮机级处进行维护工作的一个显着特征。
可行的是，内平台被可拆卸地安装到中间件上，所述中间件也可拆卸地安装到涡轮机级的内部部件的各自内部结构上。就此而言，中间件提供至少一个凹部用于插入内平台的钩状延伸部，用于内平台的轴向、径向和周向固定。
基本上，上述中间件允许关于内平台在轴向、周向和径向方向上的一些运动。在中间件上设有轴向、周向和径向止动部以防止内平台的无约束的运动。通过这些轴向和周向止动部，导叶翼型在外平台和内平台处被支撑。
一种附加的弹簧类型的部件将内平台压靠在中间件内的径向止动部上，使得能够通过从外平台衬上方的空间径向向内地滑动翼型，而将翼型安装到外平台和内平台中。
此外，将翼型和壳或壳部分(也被称为热气体路径外衬)连接到相应的内平台和外平台上的一种附连方式包括，能够在设置于外平台的凹部中接收翼型的径向端。同样地，也可以在设置于内平台的凹部中接收翼型的径向端。所提到的凹部可以具有大致翼型的形状，以便对应于翼型或翼型组件的外轮廓。因此，包括壳布置的翼型和翼型组件就能够被受限地保持在内平台和外平台之间。
此外，根据“发明背景”中提到的现有技术的现有解决方案仅仅涵盖了本发明的目的的一部分。本发明的其中一个最重要的解决方案是，提供至少一个外壳，如果有必要和有需要的话，并根据个别的操作要求或不同的操作机制，提供用于初始翼型的模块化变体的至少一个无流充填的中间壳。翼型载体的作用是承载来自翼型模块的机械载荷。为了保护翼型载体免受翼型模块的热气体路径的高温和不同的热变形，可以应用外壳和中间壳。
如果提供若干叠加的壳，则这些壳可以构建有或没有彼此之间的间隔。
所提到的壳可以由至少两个段制成。优选的是，形成壳的构件被连接在一起，从而允许导叶的壳、壳构件、翼型和各种构件的组装和拆卸。
通过本发明、特别是指热气体路径外衬实现的优点，包括这样的事实，即，作为导叶基翼型与相关联的附加的流充填元件组合的结果，可以很大程度地使用标准化组件来生产单独地并特定地匹配局部变化的应用条件的导叶。
可以补偿或减轻对导叶个体的流充填的局部差异。
以这种方式，就可以减少在转子叶片区域中的振荡的激励。这种增加流充填元件以适应不同应用条件的使用方式，特别是能够替代不同的但几何形状相似的部件(即，大量完整的导叶)的生产和库存，其中所述大量完整的导叶各自单独地适应特定的条件。
在流充填的壳损坏的情况下，其修理涉及到仅仅更换受损的子构件，而不是更换整个翼型。采用模块化的设计便于在壳中使用各种的材料，包括不同的材料。因此，在壳构件内可选择合适的材料，以优化构件寿命、冷却空气用法、空气动力学性能和成本。
流充填的壳组件还可以包括设置在凹部与壳的径向端部及翼型的邻接径向端的外周面的至少一者之间的密封件。其结果是，如果壳段能够沿它们的径向界面在外周面处或其附近被钎焊或焊接以封闭间隙，则可以排除热气体渗透或冷却空气泄漏，除了当提供喷射之外。可选的是，所述间隙可以被填充有柔顺性插入件或其他密封件(绳密封，舌和槽密封，滑动燕尾等)，以防止热气体进入并通过间隙迁移。在所有情况下，将保证单个外壳或外壳构件的可互换性。
单个壳部件的径向界面的间隙或凹槽可填充有陶瓷绳，和/或可以使用粘结剂混合物。一种备选方案包括，在翼型上收缩壳或收缩壳组件。如果在这种情况下壳或壳部件的互换性不能保证，就必须确保整个翼型装置可以被替换。
内平台和外平台两者都可以类似于翼型地形成。
尤其是，提到的内平台和外平台可以由至少两个段制成。优选地，形成外平台的部件连接在一起，或者连接到翼型和/或壳部件，以便允许该外平台的装配和拆卸。
平台的热气体加载侧配备有一个或多个固定或可移除的插入件。该插入件设备相对于热气体加载区构成一整体的覆盖或封盖。
所提到的插入件设备具有涂层表面，其能够抵抗热应力和物理应力，其中，所述的插入件设备包括整体地或部分的可互换的插入件。
无论翼型或壳连接到内平台和外平台的具体方式如何，必须防止燃气涡轮使用时的热气体渗透到平台的凹部与翼型壳的相应翼型之间的任何间隔中，以便防止不期望的热输入以及最小化流损失。
如果翼型被处于比热燃烧气体更高压力下的冷却介质内部冷却，这可发生过度的冷却介质泄漏到热气体路径中。为了尽量减少这样的担忧，可以连同壳装置一起连接提供一个或多个附加的密封件。所述密封件可以是绳密封件，W形密封件，C形密封件，E型密封件，平板，和迷宫式密封中的至少一者。密封件可以由各种材料制成，包括例如金属和陶瓷。
另外，热绝缘材料或热障涂层(TBC)可以被施加到导叶组件的不同部分。
本发明的主要优势如下：
- 与整体设计相比，模块的热-机械分离提高了部件的寿命。
- 可以选择在冷却和/或材料配置方面具有不同变体的模块，以便最佳地适配不同操作机制。
- 翼型包括单个外壳或由多个构件组装而成的外壳，其可以以这样的方式进行选择，即，用以优化部件寿命，冷却用途，空气动力学性能，并提高耐抗高温应力和热变形的能力。
- 连同内平台和外平台一起加盖或引入各种插入件可以这样的方式进行选择，即，用以优化部件寿命，冷却用途，空气动力学性能，并提高耐抗高温应力和热变形的能力。
- 翼型，内平台，和外平台以及附加的集成元件可以被完善加工有选择的热绝缘材料或热障涂层。
- 导叶的所有上述元件的冷却主要由对流冷却组成，带有可选择地叠加或集成的冲击冷却和/薄膜冷却/泻流冷却。
- 所有元件的可彼此互换性或与等同形式的可互换性是作为一个原则给出的。
- 各种元件的彼此固定可以通过：a)粘附促使的摩擦锁定，或通过使用金属的和/或陶瓷的表面涂层，或者b)通过力配合，或者c)通过形状配合，或者d)通过使用螺栓或铆钉的力锁合组装，或者通过HT钎焊、活性钎焊或软钎焊。
- 该平台可以由多个独立的部件构成，所述多个独立的部件一方面被主动连接到翼型和壳元件，另一方面被主动地连接到转子和定子。
- 翼型的模块化的设计便于根据不同操作机制在壳中使用各种材料，包括不同的材料。
- 模块化的导叶组件由可更换的和不可更换的元件构成，此外，模块化的导叶组件包括可替换的和不可替换的元件。
- 外平台通过铸造、锻造或以金属片或板制造而成。外平台是在预定周期内的消耗品并按规定保养周期经常更换，并且可从导叶翼型上机械地分离，其中外平台可以使用力锁合元件(即，螺栓)机械地补充地连接到翼型载体上。外平台可以涂有CMC或陶瓷材料。
- 导叶翼型具有径向上的优异的或涡旋的空气动力学轮廓，通过铸造、机加工或锻造而成，并另外地包括局部内腹板结构以用于冷却或强化方面的改进。此外，导叶翼型可以被涂覆，并且包括灵活的冷却配置以用于调整至涡轮机的操作要求，例如基本负荷，峰值模式，部分负荷。
- 翼型载体通过铸造、机加工或锻造而成，并且另外包括局部内腹板结构以用于冷却或强化方面的改进。此外，翼型载体可以被涂覆，并且包括灵活的冷却配置以用于适配燃气涡轮的操作要求，例如基本负荷，峰值模式，部分负荷。
- 内平台通过铸造、锻造或以金属片或板制造而成。内平台是消耗品，并在规定的保养期后更换，并且可从导叶翼型上机械地分离，其中，内平台可以使用力锁合元件(即，螺栓)补充地机械地连接到翼型载体上。内平台可以涂有CMC或陶瓷材料。
- 翼梁，作为导叶翼型的子结构或者作为壳组件的子结构直接地工作，是可互换的，是预先制备的，是单件式或多件式的，是未冷却的结构或者是使用对流冷却和/或薄膜冷却和/或泻流冷却和/或冲击冷却的结构，具有用于改进冷却或强化的腹板结构。
- 外壳和额外的中间壳是可互换的消耗品，是预先制备的，采用带有径向或周向补丁的单件或多件形式，并相对于导叶翼型的子结构使用冷缩接合。
附图简要说明
下面结合附图基于示例性的实施例对本发明进行更详细的解释。在附图中：
图1示出了用于燃气涡轮机的示例性导叶；
图2示出了通过导叶的横截面；
图3示出了包括额外的流施加的热气体路径外衬(也称为壳模块)的导叶的横截面；
图4示出了在外平台区域中的组装的导叶，其中该组装是通过钎焊和/或摩擦连接和/或机械加载进行的；
图5示出了在外平台区域中的组装的导叶，其中该组装是通过陶瓷衬套进行的；
图6示出在内平台区域中的组装的导叶，其中该组装是通过陶瓷衬套进行的；
图7示出了由HT陶瓷可选地密封的带插入件或机械联锁装置的平台；
图8示出了在导叶翼型载体和外壳组件的范围内的接合技术；
图9示出了在导叶翼型载体和外壳组件的范围内的另一接合技术；
图10示出了一导叶的构思。
示例性实施例的详细描述
图1示出一典型的导叶，其通常具有翼型100、外平台200和内平台300。外平台设置为壁元件，用于将导叶固定至燃气涡轮机的内壳体(也称为定子)，并形成用于工作介质流过涡轮的热气体管道的外边界。为了工作介质的流动的有效路线布置，将导叶排布置在转子叶片排的上游，其中，所述导叶通常都配有形成轮廓的导叶翼型。导叶翼型100在一侧的导叶根部与在另一侧一体地形成在导叶叶片上的盖板之间延伸；此盖板或平台在各自导叶排的区域中限定了热气体导管，用于工作介质在朝向涡轮轴的方向上流动。导叶翼型和导叶根部连同盖板一起形成了相应导叶的导叶基本主体，其通常是单件式的设计，可选地包括内平台300。这种类型的导叶主体可以例如通过铸造，锻造来制造，或者如果合适的话也可以是单晶的形式。
因此，每个导叶提供了径向外平台200，翼型100和径向内平台300。径向外平台包括安装钩201、202，它们被插入到第一涡轮级的定子部件的安装槽(未示出)中。导叶的内平台300典型地用转子衬套围起一间隙，通过该间隙，冷却介质的吹扫流可被注入到燃气涡轮机内的热气流中。以同样的方式将冷却介质的吹扫流喷射通过一间隙，该间隙由定子构件、导叶外平台200的上游边缘和燃烧器外衬套(也称为定子衬套)的部分围起。一般地，在外平台200的下游，热屏蔽(未示出)被安装在定子构件的内部，以与在外平台200的情况下相同的方式防止在定子部件的内面区域中的过热。
图2示出了参照图1的导叶的横截面。导叶前缘侧冷却通道103，中间冷却通道104、105和导叶后缘侧冷却通道106、107独立地形成于叶片有效段的导叶前缘101侧与导叶后缘102侧之间。如图2所示，传热加速元件108a,108b和109a,109b各自地沿相应压力侧110 和吸力侧120上的各导叶壁而内部地定位于导叶外平台200与内平台300之间。此外，这些元件108a,108b和109a,109b各自地可以被布置为相对于冷却介质的前进流动方向倾斜的一个角度上，并且处于所谓的右上升状态或向左上升的状态。单个的隔壁限定了各自的通往相邻隔壁的冷却通道103-107。
为了强化的冷却效果，可以提供传热加速元件108a,108b和109a,109b。传热加速元件108a,108b位于导叶前缘侧冷却通道103中，并且以右上升状态相对于冷却介质的前进流动方向倾斜。在压力侧110的传热加速元件108a和在吸力侧120的传热加速元件108b可以在冷却介质的径向流动方向上交替地定位。因此，当冷却介质跳过在压力侧110的传热加速元件108a和在吸力侧120的传热加速元件108b时，冷却介质流过相邻吸力侧120和压力侧110的各间隔并且形成涡旋130。
至少在导叶翼型100和外平台200之间的组装是通过在一侧的凸耳150和在另一侧的凹部140来实现的。在圆周方向，该连接140/150可以被布置为圆形或多角形的结构。该连接是基于摩擦锁定接合或永久连接。此外，提供了用于整个连接的局部锚固的机构141。所提到的形成该连接的相邻主体部件，设有金属的和/或陶瓷的配合面。
通常，用于导叶元件(即翼型、内平台、外平台和可选的流载体)的可互换连接的机构，包括基于摩擦锁定结合或永久连接或固定的相互对应的凸耳或凹槽。
图3示出了导叶的横截面图，包括附加的流施加的热气体路径外衬400，也被称为壳模块。该流施加的壳模块根据空气动力学要求一体地或部分地包住导叶的基本导叶翼型的外轮廓。部分壳结构主动地连接到导叶的基本翼型的前缘，其中所述基本翼型的外轮廓由一主动地连接至导叶翼型前缘的独立的流充填部分构成。流充填的壳结构一体地包住基本导叶翼型的外轮廓，遵循导叶的空气动力学最终目标；或者，流充填的壳结构在燃气涡轮机的工作介质的流动方向上部分地包住基本翼型的外轮廓，遵循导叶的空气动力学最终目标。根据一附加的实施例，基本导叶翼型内包括由翼梁结构形成的补充体。代替基本导叶翼型的是，翼梁可制成为子结构。壳结构可以一体地或由分段体的形式而形成。第一壳结构内部包括无流充填的或部分流充填的第二壳结构或中间壳结构，遵循导叶的空气动力学最终目标。这两个壳衬是相邻的，或者彼此之间具有一中间距离。当流充填的第一壳结构一体地包住导叶翼型的外轮廓时，该壳结构包括完全地或部分地形成基本导叶翼型的外轮廓的至少两个主体。所提到的完全地或部分地形成外壳结构的主体沿它们的径向界面被钎焊或焊接，并且它们具有填充有密封件和/或陶瓷材料的径向或准径向间隙。
外壳是可互换的消耗品，是预先制备的，采用带有径向或周向补丁的单件或多件的形式，并相对于导叶翼型的子结构使用冷缩接合。
此外，一个或多个中间壳是可选的组件的部分。上面提到的壳是可互换的，预先制备的，布置为带有径向或周向补丁的单件或多件，未被冷却或被冷却(对流冷却，薄膜冷却，泻流冷却，冲击冷却)，被制备为用于外壳和翼梁的不同热膨胀的补偿器，带有用于优化操作要求的关于不同冷却配置的冷却裙部。
翼梁作为导叶翼型或壳体组件的子结构是可互换的，是预先制备的或不同地制造的，是单件或多件式的，是未被冷却的或者使用对流冷却、薄膜冷却、泻流冷却、冲击冷却来进行冷却的，具有腹板结构以用于冷却或强化方面的改进。
图4示出在外平台区域中的组装的导叶，其中，在翼型100和外平台200 的各自翼型载体220之间的组装，是通过钎焊和/或摩擦连接210进行的。该接头可以是机械地加载的，不要求绝对的密封性。此外，组装的导叶包括下列措施：外平台200具有翼型载体220，其形成热气体外衬，可以被铸造、机加工或锻造而成。翼型载体可以包括用于局部内腹板结构以用于冷却或强化方面的改进。材料选择和性能根据单独的应用进行了优化。翼型载体220包括灵活的冷却配置以用于适配燃气涡轮在基本负荷、峰值模式或部分负荷方面的功能要求。另一接头222在导叶径向的不同水平上影响翼型100与外平台200之间的融合，超越翼型100与外平台200之间的通过钎焊和/或摩擦连接和/或机械加载210的上述组装。接头222未构造成吸收机械载荷，而是作为一密封连接。另一接头225影响在定子一侧的在外平台200和翼型载体220之间的融合。这一接头225未构造成吸收机械载荷，而是作为一密封连接。关于热气体，外平台200的流施加的下侧在导叶径向方向的不同水平上包括保护衬221,223。所提到的衬221,223通过钎焊和/或摩擦连接和/或机械加载224制成。同样的措施被应用于内平台300(未具体示出)。
通常，平台200,300和导叶翼型不是消耗品。相反，提及的密封件和衬是消耗品。翼型载体可以是消耗品，这取决于成本。
翼型载体220被铸造、机加工或锻造以包括添加的特征，其带有局部内腹板结构以用于冷却或强化方面的改进。此外，翼型载体包括灵活的冷却配置以用于调整至燃气涡轮的操作要求，如基本负荷、峰值模式、部分负荷。
图5示出了在外平台区域中的组装的导叶，其中，在翼型100与外平台200各自的翼型载体220之间的组装是通过陶瓷衬套230进行的。该接头231可以是机械地加载的，不要求绝对的密封性。该组装的其余结构基本上对应于如在图4中看到的布置。
外平台200被铸造、锻造或以金属片或板制造而成。外平台是预定周期的消耗品并按规定保养周期经常更换，并且可从导叶翼型上机械地分离，其中外平台可以使用力锁合元件(即，螺栓)补充地机械地连接到翼型载体。外平台可以涂有CMC或陶瓷材料。
图6示出了在内平台300的区域中的组装的导叶，其中，在翼型100和内平台300之间的组装是通过陶瓷衬套240进行的。该接头241可以是机械地加载的，不要求绝对的密封性。该组装的其余结构基本上对应于如在图4中看到的布置。
内平台300被铸造、锻造或以金属片或板制造而成。外平台是消耗品并在规定的保养期更换，并且可从导叶翼型上机械地分离，其中，内平台可以使用力锁合元件(即，螺栓)补充地机械地连接到翼型载体上。内平台可以涂有CMC或陶瓷材料。
图7示出了导叶组件的平台200，其带有被HT陶瓷可选地密封的插入件和/或机械联锁装置501-503。这种布置可包括内平台和/或外平台，和/或翼型，和/或翼型载体，和/或热气体路径外衬，并且沿着热应力区域(即，导叶的流充填区)设置或设置在该热应力区域中。形成各自的流充填区的插入元件和/或机械联锁装置至少以力配合方式被插入到适当设计的凹部中，或者以带有附加固定机构504的推送装载抽屉的方式被插入。此外，该插入元件和/或机械联锁装置可以通过HT陶瓷密封。
图8示出了在导叶翼型载体和外壳组件的范围内的接合技术。具体而言，图8示出了外平台200及导叶翼型载体220；另外示出了用于在翼梁600的范围针对插入件602施加作用力的弹簧606，其中，所述弹簧被主动地连接到锁定系统601,603的滑动床构造。另一弹簧604导致主动地连接到金属夹605和翼梁600，并且间接地连接到外壳401。环607提供了在外平台200和金属夹605之间的密封。
图9示出在导叶翼型载体和外壳组件的范围内的另一接合技术。关于外壳401同翼梁600的组装，包括弹簧8和金属盖元件609。
关于图8和图9所示的接合的重要方面如下：CMC或金属外壳是保护敏感金属翼梁所必须的。避免了尤其是在CMC上的机械载荷，减少了故障的风险。该构思涉及利用陶瓷衬套与补偿器(弹簧)的干涉配合，以及CMC或金属壳利用金属夹及弹簧(图8)的固定或通过弹簧及金属盖(图9)的固定。
图10显示了带金属壳700的导叶的一典型布置。图10中所示的元件很容易被本领域的技术人员理解，即：701 金属壳；702翼梁；703 翼型载体；704 外平台载体；705 外平台热气体衬；706 内平台热气体衬；707 内平台载体；708 螺栓和销；709 补丁。元件的技术方面从前述的附图和相关描述中可以得到。内平台包括钎焊/焊接补丁。热气体衬和热气体载体组成钎焊结构。外平台包括冲击冷却。外平台包括钎焊/焊接结构。翼梁包括相对于翼型密封的密封结构。外平台包括固定元件/旋转元件。
虽然本发明已经关于其详细实施例进行了图示和描述，但本领域的技术人员可以理解，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对其进行形式上和细节上的各种变化。
引用标号清单
100翼型
101导叶前缘
102导叶后缘
103冷却通道
104冷却通道
105冷却通道
106导叶后缘侧冷却通道
107导叶后缘侧冷却通道
108a传热加速元件
108b传热加速元件
109a传热加速元件
109b传热加速元件
110高压侧
120吸力侧
130涡旋
140凹部
150凸耳
200外平台
201安装钩
202安装钩
210连接
220翼型载体
221保护衬
222接头
223保护衬
224机械加载机构
225接头
230陶瓷衬套
231接头
240陶瓷衬套
241接头
300内平台
400壳结构
401外壳，CMC壳
501插入元件或机械联锁装置
502插入元件或机械联锁装置
503插入元件或机械联锁装置
504固定机构
600翼梁，CMC翼梁
601锁定系统
602插入件，CMC插入件
603锁定系统
604弹簧
605 CMC壳的金属夹
606弹簧
607密封环
608弹簧
609 CMC壳的金属盖
700构思的导叶
701金属壳
702翼梁
703翼型载体
704外平台载体
705外平台热气体衬
706内平台热气体衬
707内平台载体
708螺栓和销
709补丁。

Claims (27)

1.涡轮机的基于模块化结构的导叶组件，其中，所述导叶包括至少一个翼型、内平台、外平台，其中，所述导叶翼型和/或平台在其一端具有用于导叶元件彼此间的连接的机构，其中，所述导叶元件彼此间的连接被配置为与所述涡轮机的转子轴线相比关于所述翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定，其中，所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于力配合和/或形状配合的连接，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构，其中，至少所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构包括至少一个流充填的热气体路径外衬，它包住所述导叶翼型的至少一部分，其中，所述流充填的热气体路径外衬通过使用冷缩接合连接到所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构。
2.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，所述导叶元件包括至少一个翼型载体，其形成所述外平台的至少一个流部件。
3.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，通过将至少两个部件在将所述翼型置于所述两个部件之间的情形下接合，来组装所述内平台和/或所述外平台。
4.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，金属的和/或陶瓷的配合面形成相邻主体部件的组成部分。
5.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，所述流充填的热气体路径外衬整体地或部分地包住所述翼型的外轮廓。
6.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，所述翼型的备选基本结构形成为翼梁。
7.根据权利要求1所述的导叶组件，其特征在于，所述翼型的外轮廓由一独立的流充填部分构成，其被直接地或间接地主动连接到所述导叶的翼型的前缘。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的导叶组件，其特征在于，所述流充填的热气体路径外衬整体地包住所述翼型的外轮廓，或者所述流充填的热气体路径外衬部分地包住所述翼型的外轮廓，或者所述流充填的热气体路径外衬整体地包住子结构，其中，所述子结构是通过翼梁的形式形成的。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的导叶组件，其特征在于，所述流充填的热气体路径外衬整体地包住所述翼型的外轮廓，其中，所述热气体路径外衬是由一体的或分段的主体的形式形成的。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的导叶组件，其特征在于，第一流充填的热气体路径外衬内部具有第二或中间的无流充填的衬或部分流充填的衬。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的导叶组件，其特征在于，第一流充填的热气体路径外衬内部具有第二无流充填的或部分流充填的衬，其中，所述外衬和中间衬以相互间隔开的方式彼此相邻地布置。
12.根据权利要求1至11中的一项所述的导叶组件，其特征在于，至少所述第一流充填的热气体路径外衬整体地包住所述翼型的外轮廓，其中，所述第一热气体路径外衬包括至少两个主体，其完全地或部分地形成所述导叶翼型的外轮廓。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的导叶组件，其特征在于，至少所述第一热气体路径外衬整体地包住所述翼型的外轮廓，其中，所述热气体路径外衬包括形成所述翼型之外轮廓的至少两个主体，并且其中，这些主体沿它们的径向界面被钎焊或焊接。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的导叶组件，其特征在于，至少所述第一热气体路径外衬整体地包住所述翼型的外轮廓，其中，所述热气体路径外衬包括形成所述翼型之外轮廓的至少两个主体，并且其中，这些主体具有径向或准径向的间隙，其填充有密封件和/或陶瓷材料。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的导叶组件，其特征在于，用于导叶元件，即翼型、内平台、外平台之间的可互换连接的机构，包括用于摩擦锁定结合或永久连接的相互对应的凸耳或凹部。
16.根据权利要求1至15中的一项所述的导叶组件，其特征在于，至少一个平台包括至少一个插入元件或机械联锁装置和/或沿热应力区域的附加热障涂层。
17.根据权利要求1至16中的一项所述的导叶组件，其特征在于，至少一个平台和/或翼型和/或翼型载体和/或热气体路径外衬包括沿热应力区域或在热应力区域内的至少一个插入元件和/或机械联锁装置，其中，所述插入元件和/或机械联锁装置。
18.根据权利要求17所述的导叶组件，其特征在于，形成各自的流充填区的所述插入元件和/或机械联锁装置至少以力配合的方式被插入适当设计的凹部中，或者以带附加固定机构的推送装载抽屉的方式被插入。
19.根据权利要求18所述的导叶组件，其特征在于，形成各自的流充填区的所述插入元件和/或机械联锁装置的上表面由HT陶瓷密封。
20.根据权利要求1至19中的一项所述的导叶组件，其特征在于，所述翼型的内部冷却路径被主动地连接到第一流充填的热气体路径外衬、第二热气体路径外衬和/或所述内平台及外平台的冷却结构，其中，所述冷却包括对流冷却和/或薄膜冷却和/或泻流冷却和/或冲击冷却方法。
21.根据权利要求1至20中的一项所述的导叶组件，其特征在于，所述导叶翼型具有径向方向上的涡旋的空气动力学轮廓。
22.根据权利要求1至21中的一项所述的导叶组件，其特征在于，在所述翼型载体和外壳的范围内的组装包括用于热膨胀的至少一个补偿器。
23.一种用于组装涡轮机的基于模块化结构的导叶的方法，其中，导叶元件包括至少翼型、内平台、外平台，其中，所述导叶翼型和/或平台在其一端具有用于导叶元件彼此间的连接的机构，所述导叶元件彼此间的连接被配置为与所述涡轮机的转子轴线相比关于所述翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定，其中，所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于力配合和/或形状配合的连接，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构，其中，至少所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构包括至少一个流充填的热气体路径外衬，它包住所述导叶翼型的至少一部分，其中，所述流充填的热气体路径外衬通过使用冷缩接合与所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构连接。
24.一种用于组装涡轮机的基于模块化结构的导叶的方法，其中，导叶元件包括至少翼型、内平台、外平台，其中，所述导叶翼型和/或平台在其一端具有用于导叶元件彼此间的连接的机构，所述导叶元件彼此间的连接被配置为与所述涡轮机的转子轴线相比关于所述翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定，其中，所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于力配合和/或形状配合的连接，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构，其中，至少所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构包括至少一个流充填的热气体路径外衬，它包住所限定的导叶翼型的至少一部分，其中，所述平台包括至少一个插入元件或机械联锁装置和/或沿热应力区域的附加热障涂层。
25.一种用于组装涡轮机的基于模块化结构的导叶的方法，其中，导叶元件包括至少翼型、内平台、外平台，其中，所述导叶翼型和/或平台在其一端具有用于导叶元件彼此间的连接的机构，所述导叶元件彼此间的连接被配置为与燃气涡轮机的转子轴线相比关于所述翼型的径向或准径向延伸的可拆卸的、永久的或半永久性的固定，其中，所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于力配合和/或形状配合的连接，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于使用金属的和/或陶瓷的配合面，或者所述翼型相对于至少一个平台的组装是基于带有可拆卸的、永久的或半永久性的固定的力锁合机构，其中，至少所述导叶翼型或所述翼型的备选基本结构包括至少一个流充填的热气体路径外衬，它包住所限定的导叶翼型的至少一部分，其中，平台和/或翼型和/或翼型载体和/或热气体路径外衬包括沿着热应力区域或在热应力区域内的至少一个插入元件和/或机械联锁装置。
26.根据权利要求23至25中的一项所述的用于组装导叶的方法, 其特征在于，形成各自的流充填区的插入元件和/或机械联锁装置至少以力配合的方式被插入适当设计的凹部中，或者以带附加固定机构的推送装载抽屉的方式被插入。
27.根据权利要求23至26中的一项所述的用于组装导叶的方法 , 其特征在于，形成各自的流充填区的插入元件和/或机械联锁装置的上表面由HT陶瓷密封。
CN201480074053.6A 2013-11-25 2014-11-24 基于模块化结构的导叶组件 Active CN105917081B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13194254 2013-11-25
EP13194254.2 2013-11-25
PCT/EP2014/075406 WO2015075233A2 (en) 2013-11-25 2014-11-24 Guide vane assembly on the basis of a modular structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105917081A true CN105917081A (zh) 2016-08-31
CN105917081B CN105917081B (zh) 2020-03-03

Family

ID=49641633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480074053.6A Active CN105917081B (zh) 2013-11-25 2014-11-24 基于模块化结构的导叶组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160376899A1 (zh)
EP (1) EP3074601B1 (zh)
CN (1) CN105917081B (zh)
WO (1) WO2015075233A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107717328A (zh) * 2017-11-06 2018-02-23 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机隔板装配工艺
CN110132556A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 中国航发湖南动力机械研究所 模块化涡轮试验件及其试验方法
CN110662884A (zh) * 2017-05-30 2020-01-07 西门子公司 具有凹槽尖端和致密的氧化物弥散强化层的涡轮机叶片

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10767501B2 (en) * 2016-04-21 2020-09-08 General Electric Company Article, component, and method of making a component
US10458262B2 (en) 2016-11-17 2019-10-29 United Technologies Corporation Airfoil with seal between endwall and airfoil section
US10746038B2 (en) 2016-11-17 2020-08-18 Raytheon Technologies Corporation Airfoil with airfoil piece having radial seal
US10260362B2 (en) * 2017-05-30 2019-04-16 Rolls-Royce Corporation Turbine vane assembly with ceramic matrix composite airfoil and friction fit metallic attachment features
US10746035B2 (en) 2017-08-30 2020-08-18 General Electric Company Flow path assemblies for gas turbine engines and assembly methods therefore
US10890077B2 (en) * 2018-09-26 2021-01-12 Rolls-Royce Corporation Anti-fret liner
US10483659B1 (en) * 2018-11-19 2019-11-19 United Technologies Corporation Grounding clip for bonded vanes
US11156105B2 (en) 2019-11-08 2021-10-26 Raytheon Technologies Corporation Vane with seal
US11261748B2 (en) 2019-11-08 2022-03-01 Raytheon Technologies Corporation Vane with seal
US11346227B2 (en) * 2019-12-19 2022-05-31 Power Systems Mfg., Llc Modular components for gas turbine engines and methods of manufacturing the same
US11536148B2 (en) * 2020-11-24 2022-12-27 Raytheon Technologies Corporation Vane arc segment with thermal insulation element
US11391163B1 (en) 2021-03-05 2022-07-19 Raytheon Technologies Corporation Vane arc segment with seal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583914A (en) * 1982-06-14 1986-04-22 United Technologies Corp. Rotor blade for a rotary machine
US4786234A (en) * 1982-06-21 1988-11-22 Teledyne Industries, Inc. Turbine airfoil
US20060228211A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Siemens Westinghouse Power Corporation Multi-piece turbine vane assembly
EP1881156A2 (en) * 2006-07-27 2008-01-23 Siemens Power Generation, Inc. Turbine vane with removable platform inserts
EP2039884A1 (en) * 2007-06-28 2009-03-25 United Technologies Corporation Ceramic matrix composite turbine engine vane
US8366398B1 (en) * 2010-06-08 2013-02-05 Florida Turbine Technologies, Inc. Multiple piece turbine blade/vane

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6676783B1 (en) 1998-03-27 2004-01-13 Siemens Westinghouse Power Corporation High temperature insulation for ceramic matrix composites
US6641907B1 (en) 1999-12-20 2003-11-04 Siemens Westinghouse Power Corporation High temperature erosion resistant coating and material containing compacted hollow geometric shapes
US6013592A (en) 1998-03-27 2000-01-11 Siemens Westinghouse Power Corporation High temperature insulation for ceramic matrix composites
US7093359B2 (en) * 2002-09-17 2006-08-22 Siemens Westinghouse Power Corporation Composite structure formed by CMC-on-insulation process
JP6221545B2 (ja) * 2013-09-18 2017-11-01 株式会社Ihi ジェットエンジンのための導電構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583914A (en) * 1982-06-14 1986-04-22 United Technologies Corp. Rotor blade for a rotary machine
US4786234A (en) * 1982-06-21 1988-11-22 Teledyne Industries, Inc. Turbine airfoil
US20060228211A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Siemens Westinghouse Power Corporation Multi-piece turbine vane assembly
EP1881156A2 (en) * 2006-07-27 2008-01-23 Siemens Power Generation, Inc. Turbine vane with removable platform inserts
EP2039884A1 (en) * 2007-06-28 2009-03-25 United Technologies Corporation Ceramic matrix composite turbine engine vane
US8366398B1 (en) * 2010-06-08 2013-02-05 Florida Turbine Technologies, Inc. Multiple piece turbine blade/vane

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110662884A (zh) * 2017-05-30 2020-01-07 西门子公司 具有凹槽尖端和致密的氧化物弥散强化层的涡轮机叶片
CN107717328A (zh) * 2017-11-06 2018-02-23 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种汽轮机隔板装配工艺
CN110132556A (zh) * 2019-04-30 2019-08-16 中国航发湖南动力机械研究所 模块化涡轮试验件及其试验方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3074601B1 (en) 2019-11-13
WO2015075233A2 (en) 2015-05-28
EP3074601A2 (en) 2016-10-05
US20160376899A1 (en) 2016-12-29
CN105917081B (zh) 2020-03-03
WO2015075233A3 (en) 2015-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105917081A (zh) 基于模块化结构的导叶组件
EP3080398B1 (en) Blade assembly for a turbomachine on the basis of a modular structure
US7452182B2 (en) Multi-piece turbine vane assembly
US20170175534A1 (en) Blade assembly on basis of a modular structure for a turbomachine
CN104929695B (zh) 涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分
US7278820B2 (en) Ring seal system with reduced cooling requirements
EP3097267B1 (en) Rotor blade or guide vane assembly
KR101648732B1 (ko) 개선된 밀봉부를 갖는 터빈 블레이드 및 터빈
US9631517B2 (en) Multi-piece fairing for monolithic turbine exhaust case
US9784116B2 (en) Turbine shroud assembly
CA2894854A1 (en) Hybrid turbine nozzle
US20090202355A1 (en) Replaceable blade tip shroud
JP5964032B2 (ja) 蒸気タービン用の自己整列フロースプリッター
US10662795B2 (en) Rotary assembly for a turbomachine
US20220275730A1 (en) Fairing assembly
US20120057988A1 (en) Rotor for a turbomachine
US20140083113A1 (en) Flow control tab for turbine section flow cavity

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20171123

Address after: London, England

Applicant after: Security energy UK Intellectual Property Ltd

Address before: Baden, Switzerland

Applicant before: ALSTOM TECHNOLOGY LTD

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant