ES2317560T3 - Corona de alabes para una turbina de gas. - Google Patents
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Abstract
Corona de álabes (90) para una turbina de gas, que comprende álabes (50) para turbina de gas, que presentan un pie (52) de álabe, que está perfilado en sección transversal, sobre el cual se suceden entre sí, una plataforma (54) y, sobre la misma, un perfil (56) de álabe, que está arqueado en la dirección longitudinal (L), cuyo perfil está formado por una pared de perfil (64), por el lado de aspiración, y por una pared de perfil (62), por el lado de presión, discurriendo el pie (52) del álabe en la dirección longitudinal (L) del perfil (56) del álabe y la plataforma (54) presenta un cantos longitudinales (55a, 55b) de la plataforma, discurriendo uno de los cuales arqueado de manera convexa, por el lado de aspiración y discurriendo el otro arqueado de manera cóncava, por el lado de presión, respectivamente en la dirección longitudinal (L), estando conformado el pie (52) del álabe de tal manera, que discurren arqueados de manera convexa y manera cóncava las correspondientes superficies (72) del pie del álabe, que están dirigidas hacia la pared (62, 64) del perfil por el lado de aspiración y por el lado de presión, de conformidad con los correspondientes cantos longitudinales (55a, 55b) de la plataforma, y el resalte (75) de la plataforma por el lado de aspiración y/o por el lado de presión está configurado como muñón de la plataforma con una anchura (B) de la plataforma comparativamente corta, elementos (74) de la plataforma con un pie (78) de la plataforma perfilado y una placa (76) de la plataforma, que presenta un canto longitudinal (79a), que está curvado de manera convexa, y un canto longitudinal (79b), que está curvado de manera cóncava, y en los que se extienden la placa (76) de la plataforma y el pie (78) de la plataforma en una dirección longitudinal (L), estando conformado el pie (78) de la plataforma de tal manera, que discurren con un arqueado convexo o respectivamente cóncavo las correspondientes superficies (77) laterales del pie de la plataforma del canto longitudinal (79) correspondiente, y una estructura portante (80), en la que se han previsto ranuras (92) de retención de los álabes, que pueden ser insertados en los pies (52) del álabe correspondientes a los álabes (50) para una turbina de gas, estando abombada cada una de las ranuras de retención (52) para el álabe en una magnitud idéntica a la del pie (52) para el álabe y se ha previsto respectivamente una ranura de retención (93) para la plataforma entre las ranuras de retención (92) del álabe contiguas, que están abombadas con una magnitud idéntica a la del pie (78) de la plataforma, y en la que se han previsto, visto en la dirección periférica (U), elementos (74) de la plataforma insertados en las ranuras de retención (93) de la plataforma respectivamente entre los cantos longitudinales (55) de la plataforma de dos álabes (50) de una turbina de gas contiguos, insertados en las ranuras de retención (92) del álabe, cubriendo la placa (76) de la plataforma a la estructura portante (50).
Description
Corona de álabes para una turbina de gas.
La invención se refiere a un álabe para una
turbina de gas, del tipo que comprende un pie del álabe, que está
perfilado en la sección transversal, sobre el cual se prolongan,
sucesivamente, una plataforma y, sobre la misma, un perfil del
álabe, que está arqueado en la dirección longitudinal, discurriendo
el pie del álabe en la dirección longitudinal del perfil del álabe
y la plataforma presenta dos cantos longitudinales de la plataforma
curvados, que discurren en la dirección longitudinal. Así mismo, la
invención se refiere a un elemento de plataforma para una corona de
álabes para una turbina de gas, destinada a una turbina de gas, con
un pie de la plataforma, que está perfilado, y con una placa de la
plataforma, que presenta dos cantos longitudinales arqueados y en
la que la placa de la plataforma y el pie de la plataforma se
extienden en una dirección longitudinal. Por otra parte, la
invención se refiere a una estructura portante, destinada a la
fijación de álabes para una turbina de gas, que están dispuestos en
una corona, en cuya estructura se han previsto ranuras de retención
de los álabes, en las cuales puede ser insertado, respectivamente,
el pie del álabe correspondiente al álabe para una turbina de gas.
Por otra parte, la invención se refiere a una corona de álabes para
una turbina de gas, destinada a una turbina de gas, que comprende
una estructura portante y álabes para una turbina de gas, así como
al empleo de una corona de álabes para una turbina de gas de este
tipo.
Se conocen por el estado de la técnica álabes
para una turbina de gas, que comprende pies de álabe rectilíneos y
plataformas rectilíneas así como con perfiles arqueados del álabe. A
lo largo de su perfil del álabe discurren la plataforma del lado de
presión y la plataforma del lado de aspiración con transiciones de
la plataforma que varían en gran medida. A modo de ejemplo, tales
álabes para una turbina de gas presentan, sobre el lado de presión,
en la región central, que está comprendida entre el canto de
afluencia y el canto de efluencia, transiciones de gran tamaño, que
se reducen continuamente hacia el canto de efluencia y hacia el
canto de afluencia. Estas transiciones de gran tamaño únicamente
pueden ser mal refrigeradas, o bien pueden serlo con dificultad y
reducen la duración de vida frente a la fatiga del álabe para una
turbina de gas.
Con el fin de evitar las transiciones de la
plataforma, se conoce por la publicación WO 2001/059263 A2 una
disposición de álabes para turbinas, destinada a una turbina de gas.
El álabe de rodete para una turbina de gas, que presenta un pie del
álabe rectilíneo, está insertado, en unión positiva, en una ranura
de retención, que está prevista sobre la periferia externa de un
disco de turbina. Los álabes de rodete para una turbina de gas
presentan únicamente muñones de plataforma, cuyos cantos
longitudinales discurren de manera arqueada en la dirección axial
de la turbina. Entre dos álabes de rodete para una turbina de gas,
contiguos, está unida una plataforma independiente con el disco de
turbina, por medio de una retención adicional. Como consecuencia de
que los álabes para una turbina de gas son comparativamente ligeros,
puesto que carecen de plataforma, es posible una prolongación
radial del perfil del álabe.
En este caso, constituye un inconveniente el que
cada elemento de la plataforma tiene que ser fijado sobre el disco
de turbina por medio de un elemento de retención independiente o
bien por medio de una retención independiente.
Así mismo, se conoce por la publicación JP
07310502 un álabe para una turbina de gas colado, solidificado de
manera monocristalina, que presenta un pie del álabe, que está
curvado a lo largo de su extensión axial y cantos longitudinales de
la plataforma, que están curvados de manera correspondiente.
Se conoce por la publicación WO 01/59263 otra
disposición de álabes para turbinas.
La tarea de la invención consiste en
proporcionar un sistema simplificado para la fijación de álabes para
una turbina de gas y elementos de plataforma sobre una estructura
portante, con objeto de formar una corona de álabes para una
turbina de gas, destinada a una turbina de gas.
La tarea, que está orientada al sistema, se
resuelve mediante la puesta a disposición de una corona de álabes
para una turbina de gas con las características de la reivindicación
1. El sistema simplificado está constituido por, al menos, una
estructura portante, que comprende ranuras de retención, arqueadas
en la dirección axial, sobre la que están fijados álabes para una
turbina de gas con pies de álabe, que están arqueados de manera
análoga a la de las ranuras de retención. El sistema abarca otras
ranuras de retención en la estructura portante, destinadas a la
fijación de elementos de plataforma con cantos longitudinales, que
están arqueados, correspondientemente, de manera convexa o bien de
manera cóncava.
Los álabes para una turbina de gas son montados
en la estructura portante, con objeto de formar una corona de
álabes para una turbina de gas. En la estructura portante se han
previsto ranuras de retención de los álabes, en las cuales pueden
ser insertados los pies de álabes correspondientes a los álabes para
una turbina de gas, encontrándose en correspondencia las ranuras de
retención de los álabes con los pies de los álabes, correspondientes
a los álabes para una turbina de gas, es decir, que cada ranura de
retención de los álabes está abombada (arqueada) y perfilada en la
sección transversal de manera idéntica a la del pie del álabe en la
dirección longitudinal o bien en la dirección axial.
Entre dos álabes contiguos para una turbina de
gas de una corona de álabes para una turbina de gas están fijados
elementos de plataforma independientes de plataforma, de la misma
forma y manera que los álabes para una turbina de gas. Mediante el
empleo en la estructura portante de álabes para una turbina de gas,
aproximadamente exentos de plataforma, se ha previsto en la
estructura portante respectivamente una ranura de retención de la
plataforma entre dos ranuras contiguas de retención para los
álabes, que están abombadas con una magnitud idéntica a la de los
pies de la plataforma. En estas ranuras de retención de la
plataforma pueden ser insertados los elementos de la plataforma en
una sentido de movimiento correspondiente a su arqueado, puesto que
tanto los cantos longitudinales de los elementos de plataforma así
como, también, los cantos longitudinales de la plataforma,
correspondientes a la plataforma del álabe para una turbina de gas,
así como sus pies (de la plataforma y del álabe) están abombados en
el mismo sentido.
Se consigue una plataforma del álabe para una
turbina de gas, especialmente pequeña, cuando estén configuradas
las partes sobresalientes de la plataforma por el lado de aspiración
y/o por el lado de presión, a modo de muñón de plataforma con una
anchura de la plataforma comparativamente corta. En este caso, el
álabe para una turbina de gas está casi exento de plataforma, con
lo cual se simplifica esencialmente su forma estructural. La
simplificación conduce a una reducción de costes a la hora de la
construcción del álabe para una turbina de gas, así como a la hora
de su montaje. Por otra parte, quedan eliminadas las tensiones del
material, que se presentan en la zona de transición situada entre
el perfil del álabe y la plataforma y que son responsables de una
fatiga prematura.
La invención se basa en el descubrimiento de que
el pie de la plataforma y el pie del álabe correspondientes al
álabe para una turbina de gas, así como sus ranuras de retención de
la estructura portante tienen que estar conformados de igual manera
en la dirección longitudinal o bien en la dirección axial, con
objeto de conseguir un montaje especialmente sencillo, incluso
individual. Sin embargo, en el caso del estado de la técnica, que
ha sido citado en primer lugar, éstos son diferentes: los cantos
longitudinales de la plataforma discurren de forma arqueada en la
dirección axial, mientras que, por el contrario, el pie del álabe
discurre en línea recta en la dirección axial. Puesto que el álabe
para una turbina de gas, conocido por esta publicación, es
insertado en un movimiento puramente de traslación, como
consecuencia de que el pie del álabe discurre en línea recta, y de
que sus cantos longitudinales de la plataforma están arqueados,
tienen que ser insertados radialmente en su posición de trabajo los
elementos de plataforma, que están interconectados, con objeto de
ser fijados a continuación sobre el disco del rotor por medio de una
retención adicional, que está montada en un sentido de movimiento
rectilíneo.
El pie de la plataforma está conformado ahora de
tal manera, que éste discurre arqueadamente de manera convexa o
bien de manera cóncava, de acuerdo con los cantos longitudinales de
la plataforma. Todas las superficies geométricas, que influyen
sobre el montaje, están arqueadas entonces en el mismo sentido de
tal manera, que todos los componentes, que forman la corona de
álabes para una turbina de gas, pueden ser ensamblados
individualmente en un sentido de movimiento, que corresponde a su
arqueado.
El mantenimiento de esta condición geométrica
posibilita, así mismo, la puesta a disposición de álabes para una
turbina de gas con una plataforma por el lado de presión y con una
plataforma por el lado de aspiración, que presentan
respectivamente, a lo largo de la pared del perfil, una anchura de
plataforma aproximadamente idéntica, a modo de transición de de la
plataforma. La anchura de la plataforma es la distancia comprendida
entre la pared del perfil por el lado de presión o por el lado de
aspiración y el canto longitudinal, más próximo, de la
plataforma.
La anchura de la plataforma, que es
aproximadamente constante, posibilita una refrigeración de la
plataforma esencialmente más sencilla y más eficiente. Esto
conduce, durante el empleo en una turbina de gas, a una distribución
de las temperaturas más uniforme a lo largo de la plataforma, lo
cual prolonga, a su vez, la duración de vida de la turbina de gas
como, consecuencia de que las tensiones del material son
menores.
Por otra parte, pueden preverse con la corona de
álabes para una turbina de gas, de conformidad con la invención, un
número de álabes para una turbina de gas mayor que el que era
posible hasta ahora en una corona.
En las reivindicaciones dependientes se han
indicado configuraciones ventajosas.
En una primera configuración ventajosa, el álabe
para una turbina de gas, del tipo considerado, presenta una
superficie del pie del álabe, sobre la cual discurren todas las
líneas de curvatura, que discurren en dirección longitudinal,
paralelamente con respecto a los cantos longitudinales de la
plataforma, curvados, sobre un arco de círculo. De este modo, es
posible fabricar los álabes para una turbina de gas de una manera
especialmente sencilla y económica. De manera alternativa, podrían
discurrir las superficies del pie del álabe por el lado de
aspiración y por el lado de presión, arqueadas entre sí, de tal
manera, que el pie del álabe discurra de manera que se vaya
volviendo puntiagudo desde un lado frontal, del canto de afluencia,
hacia un lado frontal del canto de efluencia, es decir, que su
sección transversal se vaya rediciendo en forma de cuña en la
dirección longitudinal. Durante el funcionamiento sería insertado a
presión y fijado axialmente un álabe para una turbina de gas, de
este tipo, en una ranura de retención, formada de manera
correspondiente al mismo, de una estructura portante, como
consecuencia de las fuerzas de empuje que se presentan en el gas
caliente.
De una manera especialmente ventajosa sobresale
en voladizo de la pared del perfil, por el lado de aspiración,
hasta el canto longitudinal de la plataforma por el lado de
aspiración y/o sobresale en voladizo de la pared del perfil, por el
lado de presión, hasta el canto longitudinal de la plataforma por el
lado de presión, un saliente de la plataforma por el lado de
aspiración o, respectivamente, por el lado de presión, cuya anchura
de plataforma es aproximadamente constante a través de un 30% de su
longitud, que discurre en la dirección longitudinal. Como
consecuencia de que la anchura de la plataforma permanece
aproximadamente constante, la transición de la plataforma y del
perfil del álabe está sometida, durante el funcionamiento, a
tensiones térmicas y mecánicas más uniformes. Una plataforma,
configurada de este nodo, puede ser refrigerada de una manera
especialmente buena y uniforme y evita transiciones de la
plataforma irregulares a lo largo del perfil del álabe, debidas a
que su anchura es especialmente diferente. Por otra parte, puede
conseguirse un aumento de la duración de vida frente a la fatiga
debido a que las tensiones son ahora uniformes en grado máximo.
De manera preferente, el álabe para una turbina
de gas está configurado como álabe de rodete para una turbina de
gas, cuyo pie del álabe está configurado, en sección transversal, en
forma de cola de milano, en forma de martillo o en forma de árbol
de pino. Por otra parte, puede refrigerarse el álabe para una
turbina de gas, que, de manera preferente, se fabrica por
colada.
De manera especialmente preferente, se conforma
el pie de la plataforma en la dirección longitudinal de tal manera
que, todas las líneas de curvatura, que discurren en la dirección
longitudinal, de la superficie del pie de la plataforma, discurran
paralelamente con respecto a los cantos longitudinales, sobre un
arco de círculo. Así pues, el pie de la plataforma está arqueado
con la misma magnitud que el pie del álabe, correspondiente al
álabe para una turbina de gas. Ambos pies presentan, por lo tanto,
arcos de círculo idénticos o bien radios idénticos de tal manera,
que cada elemento puede ser montado individualmente en la estructura
portante.
Con el fin de poner a disposición un elemento de
plataforma especialmente económico y/o especialmente resistente a
la temperatura y a la corrosión, éste está constituido, al menos en
parte, de cerámica. De este modo, puede reducirse la refrigeración
de la plataforma, lo cual tiene como efecto el aumento del
rendimiento en una turbina equipada de este modo.
De manera conveniente, la estructura portante se
ha configurado como disco de rotor, en cuya periferia externa están
previstas las ranuras de retención de los álabes, que discurren en
la dirección axial del disco del rotor.
Como consecuencia de que la anchura de la
plataforma es aproximadamente constante por el lado de aspiración
y/o por el lado de presión o bien de sus transiciones, éstas pueden
refrigerarse de una manera más sencilla y más eficiente. Puede
reducirse el empleo de aire de refrigeración. El aire de
refrigeración ahorrado puede enviarse a la turbina de gas
estacionaria, con objeto de aumentar el rendimiento de la
combustión.
Especialmente, cuando el elemento de la
plataforma sea de cerámica o esté equipado con una capa de cerámica,
aislante del calor, podrá eliminarse, en caso dado, incluso la
refrigeración de la plataforma, lo cual tiene como efecto el
aumento del rendimiento de una turbina de gas, equipada de este
modo.
La invención se explica por medio de las
figuras. Se muestra
en la figura 1 una turbina de gas en una sección
longitudinal, parcial,
en la figura 2 un álabe para una turbina de gas,
de conformidad con la invención, con un pie de álabe arqueado y con
una plataforma arqueada,
en la figura 3 un elemento de plataforma, de
conformidad con la invención, con un pie de plataforma arqueado,
en la figura 4 una vista en perspectiva de un
detalle de una corona de álabes para una turbina de gas, de
conformidad con la invención.
La figura 1 muestra una turbina de gas 1 en una
sección longitudinal, parcial. Esta turbina presenta, en el
interior, un rotor 3, que está alojado de manera giratoria alrededor
de un eje de rotación 2, que se denomina también rotor de la
turbina. A lo largo del rotor 3 se suceden una carcasa de aspiración
4, un compresor 5, una cámara de combustión anular 6, en forma de
toro, con varios quemadores 7, que están dispuestos con simetría de
rotación entre sí, una unidad de turbina 8 y una carcasa para los
gases de escape 9. La cámara de combustión anular 6 forma una
cámara de combustión 17, que se encuentra en comunicación con un
canal 18 para los gases calientes, que tiene forma anular. En este
punto, cuatro etapas de turbina 10, que están conectadas
sucesivamente, forman la unidad de turbina 8. Cada unida de turbina
10 está formada por dos anillos de álabes. Visto en el sentido de
flujo de un gas caliente 11, que es generado en la cámara de
combustión anular 6, una serie de álabes directores 13 va seguida,
respectivamente, en el canal del gas caliente 18, por una serie 14,
que está formada por álabes de rodete 15 para turbina de gas. Los
álabes directores 12 están fijados sobre el estator, mientras que,
por el contrario, los álabes de rodete 15 para turbina de gas,
pertenecientes a una serie 14, están dispuestos sobre el rotor 3
por medio de un disco de turbina 19. Sobre el rotor 3 está acoplado
un generador o una máquina de trabajo (no representada).
La figura 2 muestra un álabe 50 para una turbina
de gas, que está configurado como álabe de rodete para turbina de
gas, de conformidad con la invención, que comprende un pie de álabe
52, sobre el que se han previsto, sucesivamente entre sí, una
plataforma 54 y un perfil de álabe 56. El perfil de álabe 56 está
arqueado en la dirección longitudinal L, es decir en la posición de
montaje en una turbina de gas 1, está arqueado en la dirección axial
A. Con objeto de facilitar la visión no se ha representado el
perfil del álabe 56 en toda su altura, sino que este perfil termina
comparativamente cerca del pie de la plataforma 54.
El perfil del álabe 56 presenta una pared del
perfil 62, por el lado de presión, así como una pared del perfil
64, por el lado de aspiración, que se extienden desde un canto
anterior 66 del perfil del álabe 56 hasta un canto posterior 68.
Durante el funcionamiento de la turbina de gas 1, el gas caliente 11
fluye alrededor del álabe para una turbina de gas 50. Este gas
caliente fluye a lo largo de las paredes del perfil 62, 64, desde
el canto anterior 66 hacia el canto posterior 68.
La plataforma 54 está arqueada a lo largo de la
dirección longitudinal L, de manera correspondiente al arqueado del
perfil del álabe 56, los cantos longitudinales 55 de la plataforma
54 no discurren en línea recta, sino que lo hacen sobre un arco. El
canto longitudinal 55a de la plataforma, por el lado de aspiración,
está arqueado de manera convexa y el canto longitudinal 55b de la
plataforma, por el lado de presión, está arqueado de manera
cóncava. La plataforma 54 presenta un canto transversal 53 de la
plataforma en el lado frontal, que discurre transversalmente,
respectivamente en la región del canto anterior 66 y en la región
del canto posterior 68.
Tal como puede verse en la representación en
perspectiva, dada en la figura 2, el pie del álabe 52 está arqueado
del mismo modo y manera que los cantos longitudinales 55 de la
plataforma 54. La superficie 72b del pie del álabe, por el lado de
aspiración, está arqueada de manera convexa en la dirección
longitudinal y la superficie 72a del pie del álabe, por el lado de
presión, está arqueada de manera cóncava en la dirección
longitudinal. Por otra parte, el pie del álabe 52 está conformado
en la configuración, que ha sido mostrada, de tal manera, que todas
las líneas de curvatura 70, de la superficie 72 del pie del álabe,
que discurren en la dirección longitudinal L, discurran
paralelamente con respecto a los cantos longitudinales 55 de la
plataforma, sobre un arco de círculo.
Las líneas de curvatura 70 de los cantos
longitudinales 55 de la plataforma y del pie 52 del álabe pueden
discurrir sobre un arco de círculo, con objeto de que éstos puedan
ser insertados, de una manera especialmente sencilla, en una
estructura portante 80 (figura 4) sucesivamente en ranuras de
retención 82 para los álabes.
Debe entenderse por superficie 72 del pie del
álabe, la superficie lateral del pie 52 del álabe, que discurre en
el sentido de la dirección longitudinal L. En este caso, quedan
excluidas las superficies 73 del pie del álabe, del lado
frontal.
Como consecuencia de la forma arqueada del pie
52 del álabe, pueden realizarse transiciones 75 de la plataforma,
que reducen de una manera especialmente buena las tensiones
termomecánicas, cuyas transiciones discurren de manera
aproximadamente constante a lo largo del eje longitudinal L, al
menos durante un 30% de la longitud de la plataforma 54 (en la
dirección longitudinal), tanto por el lado de aspiración así como,
también, por el lado de presión.
En la figura 3 se ha mostrado una vista en
perspectiva de un elemento 74 de plataforma, de conformidad con la
invención. El elemento 74 de plataforma presenta una placa 76 de
plataforma, así como un pie 78 de la plataforma, extendiéndose
ambos en la dirección longitudinal L. De manera análoga a lo que
ocurre en el caso de la plataforma 54 del álabe 50 para una turbina
de gas, la placa 76 de plataforma del elemento 74 de plataforma
presenta un canto longitudinal 79a de la plataforma, que está
arqueado de manera convexa en la dirección longitudinal L, y un
canto longitudinal 79b de la plataforma, que está arqueado de manera
cóncava. El pie 78 de la plataforma está arqueado
correspondientemente con respecto a los cantos longitudinales 79 de
la plataforma, en la dirección longitudinal L. Como ocurre en el
caso de todas líneas de curvatura 70 de la superficie 72 del pie del
álabe del álabe 50 para una turbina de gas, de conformidad con la
invención, que discurren en la dirección longitudinal L, todas las
líneas de curvatura 77 de la superficie 81 del pie de la plataforma,
que discurren en la dirección longitudinal L, discurren
paralelamente con respecto a los cantos longitudinales 79 de la
placa 76 de la plataforma 76, sobre un arco de círculo.
La figura 4 muestra, en vista en perspectiva, un
detalle de una corona de álabes 90 para una turbina de gas, de
conformidad con la invención, destinada a una turbina de gas 1. La
corona de álabes 90 para una turbina de gas está mantenida por una
estructura portante 80, especialmente por un disco de rotor 19.
Sobre la periferia externa 91 del disco de rotor 19 se han previsto
ranuras de retención perfiladas, que discurren en la dirección
axial A, con relación al eje de rotación del rotor 3. Las ranuras de
retención sirven para el alojamiento y para la fijación de los
álabes 50 para una turbina de gas, de conformidad con la invención,
y de los elementos 74 de la plataforma. Son preferentes las ranuras
de retención, que están previstas para la fijación de los álabes 50
para una turbina de gas, las ranuras de retención 92 de los álabes
están perfiladas con forma de árbol de pino en sección transversal,
mientras que, por el contrario, las ranuras de retención 93 de la
plataforma, que están previstas para la retención y para la
fijación de los elementos 74 de la plataforma, están configuradas,
en sección transversal, en forma de cola de milano o también pueden
tener otras formas de pie. Cada pie 52 del álabe se asienta en la
ranura de retención 92 del álabe, en unión positiva, así como cada
pie 78 de la plataforma se asienta en la ranura de retención 93 de
la plataforma. Tanto las ranuras de retención 92 del álabe así
como, también, las ranuras de retención 93 de la plataforma,
discurren de manera arqueada en la dirección axial A de tal manera,
que sus líneas de curvatura, de la superficie de la ranura, que
discurren en la dirección axial A, discurren paralelamente sobre un
arco de círculo y, en este caso, son correspondientes la curvatura
del pie 52 del álabe y del pie 78 de la plataforma.
De este modo, es posible insertar
individualmente, por desplazamiento el álabe 50 para una turbina de
gas y el elemento 74 de la plataforma, de manera sucesiva, en las
correspondientes ranuras de retención en un sentido de movimiento,
que corresponde a su curvatura.
Tal como puede verse en la figura 4, todos los
cantos longitudinales, que discurren de forma arqueada en la
dirección axial A o bien en la dirección longitudinal L, se
encuentran paralelamente sobre un arco de círculo, con el fin de
que cada componente, tanto el álabe 50 para una turbina de gas así
como, también, el elemento 74 de la plataforma de una corona de
álabes 90 para una turbina de gas, completamente equipada, pueda ser
desmontado por desplazamiento guiado a partir de dicha corona.
En conjunto, puede ajustarse básicamente una
anchura más uniforme de la plataforma a ambos lados del perfil del
álabe, es decir por el lado de aspiración y por el lado de presión,
como consecuencia de las realizaciones arqueadas del pie del álabe
y de la plataforma. Así pues, pueden configurarse las transiciones
de la plataforma por el lado de presión así como, también, por el
lado de aspiración aproximadamente con el mismo tamaño y, por lo
tanto, de una manera comparativamente simétrica, a lo largo de la
dirección longitudinal del perfil del álabe, lo cual evita
transiciones de la plataforma unilaterales y, por lo tanto, evita
las acumulaciones de masa que varían localmente. Las acumulaciones
de masa, variables, tienen un efecto negativo sobre las
distribuciones de las tensiones y, por lo tanto, sobre la duración
de vida del álabe para la una turbina de gas. Por otra parte, las
transiciones de la plataforma unilaterales, que se presentan de
trecho en trecho, son difícilmente refrigerables, lo cual tiene,
así mismo, un efecto negativo sobre la duración de vida del álabe
para una turbina de gas. Las apariciones de fatiga se presentan de
una forma mas retardada. Mediante la realización con pie del álabe
arqueado y con los cantos longitudinales de la plataforma arqueados
puede obtenerse una simplificación constructiva del álabe para una
turbina de gas y, por lo tanto, una refrigeración más eficiente, que
posibilita así mismo, de manera ventajosa, además la introducción
de los elementos de la plataforma o de las plataformas intermedias,
que están previstas entre los álabes para una turbina de gas.
Claims (8)
1. Corona de álabes (90) para una turbina de
gas, que comprende
- \bullet
- álabes (50) para turbina de gas, que presentan un pie (52) de álabe, que está perfilado en sección transversal, sobre el cual se suceden entre sí, una plataforma (54) y, sobre la misma, un perfil (56) de álabe, que está arqueado en la dirección longitudinal (L), cuyo perfil está formado por una pared de perfil (64), por el lado de aspiración, y por una pared de perfil (62), por el lado de presión, discurriendo el pie (52) del álabe en la dirección longitudinal (L) del perfil (56) del álabe y la plataforma (54) presenta un cantos longitudinales (55a, 55b) de la plataforma, discurriendo uno de los cuales arqueado de manera convexa, por el lado de aspiración y discurriendo el otro arqueado de manera cóncava, por el lado de presión, respectivamente en la dirección longitudinal (L), estando conformado el pie (52) del álabe de tal manera, que discurren arqueados de manera convexa y manera cóncava las correspondientes superficies (72) del pie del álabe, que están dirigidas hacia la pared (62, 64) del perfil por el lado de aspiración y por el lado de presión, de conformidad con los correspondientes cantos longitudinales (55a, 55b) de la plataforma, y el resalte (75) de la plataforma por el lado de aspiración y/o por el lado de presión está configurado como muñón de la plataforma con una anchura (B) de la plataforma comparativamente corta,
- \bullet
- elementos (74) de la plataforma con un pie (78) de la plataforma perfilado y una placa (76) de la plataforma, que presenta un canto longitudinal (79a), que está curvado de manera convexa, y un canto longitudinal (79b), que está curvado de manera cóncava, y en los que se extienden la placa (76) de la plataforma y el pie (78) de la plataforma en una dirección longitudinal (L), estando conformado el pie (78) de la plataforma de tal manera, que discurren con un arqueado convexo o respectivamente cóncavo las correspondientes superficies (77) laterales del pie de la plataforma del canto longitudinal (79) correspondiente, y
- \bullet
- una estructura portante (80), en la que se han previsto ranuras (92) de retención de los álabes, que pueden ser insertados en los pies (52) del álabe correspondientes a los álabes (50) para una turbina de gas, estando abombada cada una de las ranuras de retención (52) para el álabe en una magnitud idéntica a la del pie (52) para el álabe y se ha previsto respectivamente una ranura de retención (93) para la plataforma entre las ranuras de retención (92) del álabe contiguas, que están abombadas con una magnitud idéntica a la del pie (78) de la plataforma, y
en la que se han previsto, visto en
la dirección periférica (U), elementos (74) de la plataforma
insertados en las ranuras de retención (93) de la plataforma
respectivamente entre los cantos longitudinales (55) de la
plataforma de dos álabes (50) de una turbina de gas contiguos,
insertados en las ranuras de retención (92) del álabe, cubriendo la
placa (76) de la plataforma a la estructura portante
(50).
2. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según la reivindicación 1, en la que el pie (52) del álabe,
correspondiente al álabe (50) para una turbina de gas, está
conformado en la dirección longitudinal (L) de tal manera, que
todas las líneas de curvatura (70) de la superficie (72) del pie del
álabe, que discurren en la dirección longitudinal (L), discurren
paralelamente con respecto a los cantos longitudinales (55) de la
plataforma, sobre un arco de círculo.
3. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según la reivindicación 1 o 2, en la que sobresale de la
plataforma, en voladizo, un saliente (75) de la plataforma por el
lado de aspiración o bien por el lado de presión, con una anchura
(B), desde la pared del perfil (64), por el lado de aspiración, del
álabe (50) para una turbina de gas, hasta el canto longitudinal
(55) de la plataforma, por el lado de aspiración, y/o desde la
pared del perfil (62), por el lado de presión, hasta el canto
longitudinal (55) de la plataforma, por el lado de presión, cuya
anchura de la plataforma (B) permanece aproximadamente constante a
través de un 30% de su longitud, que discurre en la dirección
longitudinal (L).
4. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el pie (52) del
álabe, que corresponde al álabe (50) para una turbina de gas, está
configurado en sección transversal en forma de cola de milano, en
forma de martillo o en forma de árbol de pino.
5. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el álabe para la
turbina de gas puede ser refrigerado y/o puede estar fabricado por
colada.
6. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según la reivindicación 1, en la que el pie (78) de la plataforma
del elemento (74) de la plataforma está conformado en la dirección
longitudinal (L) de tal manera, que todas las líneas de curvatura
(77) de la superficie (81) del pie de la plataforma, que discurren
en la dirección longitudinal (L), discurren paralelamente con
respecto a los cantos longitudinales (79), sobre un arco de
círculo.
7. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según la reivindicación 1, en la que el elemento (74) de la
plataforma está constituido, al menos en parte, de cerámica.
8. Corona de álabes (90) para una turbina de gas
según la reivindicación 1, en la que la estructura portante (80)
está formada por un disco de rotor (19) y en el que se han previsto
ranuras de retención (52) del álabe en una dirección axial, que
discurren en la periferia externa (91) del disco de rotor (19).
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