NL8003071A - Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cylindrisch inzetstuk, dat een v-vormig ingekeepte waterkering bezit. - Google Patents

Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cylindrisch inzetstuk, dat een v-vormig ingekeepte waterkering bezit. Download PDF

Info

Publication number
NL8003071A
NL8003071A NL8003071A NL8003071A NL8003071A NL 8003071 A NL8003071 A NL 8003071A NL 8003071 A NL8003071 A NL 8003071A NL 8003071 A NL8003071 A NL 8003071A NL 8003071 A NL8003071 A NL 8003071A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
coolant
channels
liquid
distribution system
blade
Prior art date
Application number
NL8003071A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Gen Electric
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 Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of NL8003071A publication Critical patent/NL8003071A/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/185Liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/20Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/80Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81Cooled platforms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/18Two-dimensional patterned
    • F05D2250/182Two-dimensional patterned crenellated, notched
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • F05D2250/23Three-dimensional prismatic
    • F05D2250/231Three-dimensional prismatic cylindrical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Description

P & c ., * *
W 2348-1051 Ned.M/LvD
Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cvlindrisch inzetstuk, dat een V-vormig ingekeepte waterkering bezit.
De uitvinding heeft betrekking op een verbeterd koelsysteem voor een gasturbine. Meer in het bijzonder is de onderhavige uitvinding 5 gericht op een verbeterd koelsysteem, dat gebruik maakt van een cylindrisch distributiekanaal, voorzien van een aantal met een V-vormige inkeping uitgeruste waterkeringen, die daarin gevormd zijn voor het doseren van het koelmiddel in een aantal plateau- en draagprofiel distributie kanalen, die gelegen zijn in de schoepen van de gasturbine.
10 Het koelsysteem volgens de onderhavige uitvinding wordt toe gepast in samenhang met een gasturbine van het type, dat een turbineschijf omvat, gemonteerd op een roteerbaar in een huis ondersteunde as en een _ aantal turbineschoepen, die zich radiaal ten opzichte van de schijf naar buiten toe uitstrekken. Elk van de schoepen omvat een voetgedeelte, 15 gemonteerd in de schijf; een schachtgedeelte dat zich vanaf het voetge·5· deelte radiaal naar buiten toe uitstrekt naar een plateau gedeelte; en een draagprofiel, dat zich vanaf het plateau gedeelte radiaal naar buiten toe uitstrekt. Inbedrijf ontvangen de schoepen een aandrijvende kracht uit een heet fluïdum, dat beweegt in een richting, die in 20 hoofdzaak evenwijdig is aan de hartlijn van de turbine-as, en zetten deze aandrijvende kracht om in een draaibeweging, die overgedragen wordt aan de turbine-as via de turbineschijf. Als gevolg van de relatief hoge temperaturen van het hete fluïdum, wordt een belangrijke hoeveelheid warmte doorgeleid naar de turbineschoepen. Teneinde deze warmte uit de 25 schoepen structuur te verwijderen, is er in de bekende stand der techniek een grote verscheidenheid van open-vloeistof koelsystemen ontwikkeld. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn te vinden in het Amerikaanse octrooischrift 3.658.439; het Amerikaanse octrooischrift 3.804.551 ; het Amerikaanse octrooischrift 4.017.210 en de Amerikaanse 30 octrooi aanvrage no. 910.500, die op 30 mei 1978 werd ingediend.
Vloeistof koelsystemen van het open circuit type zijn bijzonder belangrijk omdat zij het mogelijk maken de turbine inlaat temperatuur op te voeren tot een werkbereik vanaf 1371 graden C. tot ten minste 1927 graden C. waardoor een toename verkregen wordt van het uitgangs 35 vermogen, dat reikt van ongeveer 100 tot ongeveer 200 procent en een toename van het thermische rendement, dat reikt tot maximaal 50 procent.
Een eerste vereiste van een vloeistof koelsysteem van het open circuit type, is dat het vloeibare koelmiddel op gelijkmatige wijze verdeeld wordt over de verschillende plateau- en draagprofiel distributie kanalen, 80030 71 - 2 - gevormd in de schoep. Een dergelijke verdeling is moeilijk te verkrijgen als gevolg van de uiterst hoge toegepaste snelheden van de schoepen punten, die resulteren in centrifugale velden in de orde van 25.000 g.
Ter verkrijging van een gelijkmatige stroming van koelvloeistof door de 5 verschillende koelkanalen gebruiken de bekende systemen, zoals geopen-. baard in de Amerikaanse octrooischriften 3.804.551 en 4.017.210, waterkeringconstructies, die hoeveelheid vloeibaar koelmiddel toegevoerd aan elk individueel kanaal vanaf bassins met koelvloeistof gevormd in het plateau gedeelte van de schoep doseren. In het bijzonder introduceer-10 den deze systemen vloeibaar koelmiddel in elk einde van een trog, gevormd in het plateau gedeelte van de schoep, zodanig, dat vloeibaar koelmiddel stroomt in een richting evenwijdig aan de rotatieas van de turbineschijf vanaf elk einde van de trog. Het vloeibare koelmiddel stroomt over de bovenzijde van een langwerpige damwand, of waterkering, 15 welke de dosering voor elk kanaal tot stand brengt. Om dit op bevredigende wijze uit te voeren, is het kritisch dat de bovenzijde van de bekende damwand evenwijdig is aan de rotatieas van de turbine in een tolerantie van verscheidene tientallen microns. Indien deze betrekking niet wordt gehandhaafd/ zal alle koelmiddelvloeistof boven het lage 20 einde van de damwand stromen en zullen dientengevolge sommige van de koelmiddel kanalen, gevormd in het plateau en het draagprofiel van de schoep een dringende behoefte krijgen aan koelmiddel.
Teneinde de hiervoor genoemde nadelen van de bekende dosering structuur te overwinnen maakt de onderhavige uitvinding gebruik van een 25 nieuw koelmiddel distributiekanaal, dat afzonderlijk van de turbine- schoepen gefabriceerd kan worden en een gedoseerde hoeveelheid koelmiddel toevoert aan elk van een aantal koelmiddel kanalen in het plateau en in het draagprofiel. Aangezien het koelmiddel distributie kanaal onafhankelijk gefabriceerd en gestoken kan worden in de schoep constructie, is 30 die bepalend voor de precisie van de vervaardiging en inspectie. Meer in het bijzonder bevat het distributie kanaal volgens de onderhavige uitvinding: 1° een cylindrisch inzetstuk voorzien van een aantal groeven, gevormd op van elkaar gelegen plaatsen rondom de omtrek ervan, waarbij 35 elk der groeven uitgericht is ten opzichte van telkens een ander plateau koelmiddel kanaal, dat koelmiddel toevoert aan in de draagpro-fielen van de schoepen gevormde draagprofiel-koelmiddelkanalen; en 2° een van een V-vormige inkeping voorziene waterkering gevormd in elk der groeven om vloeibaar koelmiddel, dat zich bevindt in het 800 3 0 71 * i - 3 - inwendige van het inzetstuk in staat te stellen door de V-vormige inkepingen te stromen in de groeven, als reaktie op een centrifugale kracht, medegedeeld aan het vloeibare koelmiddel door de rotatie van de turbine, waarvan de schoepen deel uit maken.
5 De uitvinding zal hieronder aan de hand van enige in de figuren der bijgaande tekeningen weergegeven uitvoerings voorbeelden nader worden toegelicht.
Fig. 1 geeft een aanzicht in perspectief van een eerste uitvoeringsvorm van het verbeterde koelingsysteem, volgens de onderhavige 10 uitvinding;
Fig. 2 toont een aanzicht, waarin de relatieve ligging wordt weergegeven van een aantal turbineschoepen in een gasturbine van het type, dat kan worden gekoeld door het koelsysteem volgens de onderhavige uitvinding; 15 Fig. 3 geeft een aanzicht in perspectief van het distributie kanaal, dat deel uit maakt van het koelsysteem, van fig. 1;
Fig. 3A illustreert de onderlinge betrekking tussen het distributie kanaal van fig. 3 en bepaalde koelkanalen gevormd in de turbine schoep; 20 Fig. 4 stelt een bovenaanzicht voor van de turbineschoep, welke in Fig. 1 geïllustreerd is;
Fig. 5 geeft een aanzicht in perspectief van een tweede uitvoeringsvorm van het verbeterde koelsysteem, volgens de onderhavige uitvinding; 25 Fig. 6A stelt een aanzicht voor in perspectief van een buiten ste huis, dat deel uitmaakt van het distributiekanaal volgens de onderhavige uitvinding;
Fig. 6B geeft een aanzicht in perspectief van een binnenste huis, dat deel uitmaakt van het distributiekanaal volgens de onder- 30 havige uitvinding;
Fig. 6C toont een aanzicht in perspectief van een cylindrische buis, die deel uitmaakt van het distributiekanaal volgens de onderhavige uitvinding; en
Fig. 7 geeft een zij-aanzicht van een enkele turbineschoep en 35 distributiekanaal gevormd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding.
Onder verwijzing thans naar de tekeningen, waarin zelfde onderdelen aangeduid zijn met dezelfde verwijzingscijfers, wordt in figuur 1 een turbineschoep weergegeven, geconstrueerd in overeenstemmino 800 3 0 71 - 4 - met de beginselen van de onderhavige uitvinding en algemeen aangegeven met 10. De schoep 10 omvat een voet--gedeelte 12, een schacht—gedeelte 14, een plateau-gedeelte 16 en een draagprofiel 18. Het voetgedeelte 12 is ingebed in een turbine rotorschijf 20, die gemonteerd is op een 5 (niet-weergegeven) as, die roteerbaar ondersteund wordt door een ïniet-weergegeven huis. Zoals men zal inzien, zal een turbine in werkelijkheid een aantal schoepen 10 omvatten, die gelegen zijn om de gehele omtrek van de rotor schijf 20. De relatieve plaatsing van de diverse schoepen 10 is in figuur 2 geïllustreerd.
10 Zoals hierboven opgemerkt, is de onderhavige uitvinding ge richt op een verbeterd koelsysteem voor gebruik bij gasturbines van het in figuur 1 geïllustreerde algemene type. Het koelsysteem volgens de onderhavige uitvinding omvat een koelmiddel straalpijp 22, die koelvloeistof levert aan het turbinesysteem? een koelmiddel verzamelkanaal 15 24, dat het koelmiddel distribueert over de individuele schoepen 10 en een systeem van koelmiddelkanalen 26, 32, welke gevormd zijn in de schoep 10 en het koelmiddel over het gehele oppervlaktegebied van het plateau 16 en het draagprofiel 18 distribueren. Het systeem van koelmiddelkanalen 26,32 zal later uitvoeriger nog beschreven worden.
20 Het koelmiddel verzamelkanaal 24 is gevormd als een ring 34 van 360 graden, die bij voorkeur gekoppeld is aan de rotorschijf 20 door een aantal bevestigingsmiddelen 36. De positie van de ring 34 is zorgvuldig gekozen om te waarborgen dat kanalen 38 gevormd in het koelmiddel verzamelkanaal 24 nauwkeurig uitgericht zijn ten opzichte van 25 passende kanalen 40 gevormd in de zijwand van het schachtgedeelte van de schoep 10. De kanalen 38 zijn bij voorkeur gelijkmatig over het gehele kanaal 24 gedistribueerd om een gelijke stroom van het koelmiddel te garanderen in elk kanaal 38. Op deze wijze zal een gelijke hoeveelheid koelmiddel geleverd worden aan elk paar schacht toevoerkanalen 26 30 (gevormd in het schacht gedeelte 14) en daardoor aan elke schoep 10.
Zoals duidelijk is weergegeven in figuur 1 is een afzonderlijke ring 34 gelegen aan elke zijde van de schoep 10 en levert een identiek paar schachttoevoer kanalen 26 aan elke zijde van het schachtgedeelte 14.
De schacht toevoerkanalen 26 dirigeren de koelvloeistof naar 35 een paar distributiekanalen 28, gelegen aan elke zijde van het plateau 16. De structuur van de distributiekanalen 28 wordt geïllustreerd in figuur 3 en wordt hierna uitvoeriger beschreven. De koelvloeistof, geleverd door het schacht toevoerkanaal 26, verzamelt zich in het distributiekanaal 28 en wordt daarna gedoseerd over een aantal plateau koelmiddelkanalen 30,' 800 3 0 71 * » - 5 - gevormd in het plateau 16. Zoals het beste te zien is in figuur 4, strekken de plateau koelmiddel kanalen 30 zich uit vanaf de distributiekanalen 28, naar een aantal draagprofiel koelmiddelkanalen 32, gevormd in de koperen matrix kern 42 van het draagprofiel 18. De draagprofiel 5 koelkanalen 32, strekken zich in een algemeen radiale richting door de gehele buiten omtrek van het draagprofiel 18 uit en dienen om de buitenste huid 43 van het draagprofiel te koelen.
Zoals in figuur 1 is weergegeven eindigen de draagprofiel koelmiddelkanalen 32 in een verdeelleiding 44, die langs centrifugale 10 weg stoom en water scheidt, waarbij het water uitgedreven wordt uit de schoep, via een in de punt verborgen straalpijp 47, en de stoom wordt gerecirculeerd naar het schachtgedeelte van de schoep via kanalen 46, zoals wordt weergegeven.
De gedetailleerde constructie van distributiekanalen 28 zal 15 nu worden beschreven met verwijzing naar figuren 3 en 3a. Zoals is weergegeven in figuur 3 omvat het distributie kanaal 28 een holle cylindrische buis 48 en een paar zijdeksels 50, die desgewenst integraal gevormd kunnen zijn met de buis 48. Een paar toevoer openingen 52, 54 zijn gevormd aan elke zijde van de buis 48 en maken de doorlaat mogelijk 20 van koelvloeistof uit de schacht toevoerkanalen 26 in het inwendiqe van de buis 48. Een aantal groeven 56 is gevormd rondom de buitenste oratrek van de buis 48 op van elkaar verwijderde intervallen die corresponderen met de afstand tussen de koelmiddel toevoerkanalen 30 gevormd in het plateau gedeelte 16 (Zie. figuur 4) zodanig, dat elke groef 56 25 samenwerkt met een ander koelkanaal 30. Het aan het distributiekanaal 28 via openingen 52, 54 toegevoegde vloeibare koelmiddel, verlaat het distributiekanaal 28 via afzonderlijke V-vormig ingekeepte waterkeringen 58 gevormd in elk der groeven 56. De V-vormige inkepingen 58 hellen ten opzichte van de lokale horizontaal, om te waarborgen dat de 30 stroming zich niet zal verdelen tussen snijpunten van de V-vormige inkeping 58 en de groef 56.
De wijze waarop vloeibaar koelmiddel wordt geleverd aan koelmiddelkanalen 30 door distributiekanaal 28, kan het best begrepen worden door te verwijzen naar figuur 3A. Figuur 3A geeft weer het linker ge-35 deelte van het distributiekanaal 28 , nadat dit ingebracht is in een corresponderende cylindrische opening*.60, gevormd in het plateaugedeelte 16 van de schoep 10. Wanneer de schoep roteert om de hartlijn van de turbine, wordt het koelende fluïdem gedreven in een radiaal naar buiten gaande richting door centrifugale kracht als zodanig, waarbij het koel-40 middel stroomt door het kanaal 26 tot in het inwendige van de buis 48, an n * λ 71 - 6 - waar het zich verzamelt op de radiaal naar buiten gelegen binnenwand van de buis 48. Het koelmiddel distribueert zich over het gehele distributie kanaal 28 en bouwt zich op in hoogte totdat het de top van de V-vormige inkeping 58 bereikt, op welk tijdstip het stroomt door de inkeping 58 in 5 de groef 56 (zie pijl 62). Het aldus gedoseerde koelmiddel stroomt in het betreffende plateau distributiekanaal 30 en daarna naar een corresponderend draagprofiel koelmiddelkanaal 32.
De cylindrische opening 60 gevormd in de schoep 10 bezit een diameter, die een interferentie passing zal waarborgen met het distribute tie kanaal 28. Wanneer het distributiekanaal 28 op de juiste wijze georiënteerd is in de opening 60, mogelijker wijze door het gebruik van getuige merktekens, gelegen aan de buitenzijde van het zijdeksel 50, wordt het distributiekanaal 28 bevestigd, zoals door lassen of hardsolderen aan de schoep 10.
15 Als gevolg van de hier vooraf gaande structuur, verschaft het * ' distributiekanaal 28 van de onderhavige uitvinding een zeer gelijkmatig doserings systeem voor het toevoeren van koelmiddel aan elk van de individuele koelmiddelkanalen 30, 32, daarnaast als gevolg van het gebruik van V-vormig- ingekeepte waterkeringen is het distributiekanaal van 20 de onderhavige uitvinding sterk ongevoelig voor ontwerp toleranties en niet-uniforme stroomverdelingen.
De wijze waarop het koelmiddel stroomt door de schoep 10 tijdens een typische werking van de gasturbine, zal nu bekeken worden.
De schoepen 10 ontvangen een aandrijvende kracht vanuit een heet 25 fluïdum, dat zich beweegt in een richting, die in het algemeen evenwijdig is aan de rotatie-as van de rotorschijf 20. De aandrijvende kracht van het hete fluïdum wordt overgedragen aan de as, waar omheen de rotorschijf 20 gemonteerd is, via de schoepen 10 en turbineschijf 20, waardoor de turbine genoodzaakt wordt om te roteren om de hartlijn van de turbine-as.
30 De hoge-rotatie snelheid van de rotor creërt een aanzienlijke centrifugale kracht, die het vloeibare koelmiddel drijft door de schoep in een radiaal naar buiten gaande richting. Naar mate het vloeibare koelmiddel treedt in het koelmiddel verzamelende kanaal 24, wordt het gedreven in een radiaal naar buiten gaande richting, langs de in radiaal opzicht meest 35 naar buiten gelegen omtrek van het kanaal 24 en tot in het aantal kanalen 38. Als gevolg van de gelijkmatige afstand van kanalen 38, zal een gelijke hoeveelheid koelmiddel worden geleverd aan elk schacht toevoerkanaal 26 aan elke zijde van de schoep 10. De centrifugale kracht gecreërd door de rotatie van de turbine, dwingt het vloeibare koelmiddel om zich te 40 verplaatsen door de kanalen 26 in een radiaal naar buiten gaande richting 800 30 71 - 7 - tf * tot in distributiekanaal 28 waar het wordt opgevangen in de buis 48.
Wanneer het niveau van koelmiddel in de buis 48 de V-vormig ingekeepte waterkeringen 58 bereikt, wordt het koelmiddel gedoseerd door de waterkeringen 58 en geleverd aan een resp. plateaukanaal 30 en daarna aan het resp. draagprofiel koelkanaal 32. Het koelmiddel blijft voorwaarts 5 gaan in een algemeen radiale richting naar de punt van het draagprofiel 18 en wordt verzameld in de verdeelleiding 44. Het koelmiddel bevindt zich normaal in de damp fase op dit tijdstip en men geeft het de gelegenheid te consolideren in de verdeelleiding 44. Na consolidatie wordt het koelmiddel verwijderd uit de verdeelleidingkamer, hetzij via 10 een in de punt van de schoep verborgen straalpijp of via een paar stoom retour kanalen 46.
Een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is geïllustreerd in de figuren 5-7. Het voornaamste verschil tussen deze uitvoeringsvorm en de hierboven beschreven uitvoeringsvorm is dat het 15 distributiekanaal 28 past in een uitsparing aangebracht in de omtreksrand 20 van het wiel en gelegen is beneden de schoep 10. Zoals is weergegeven in figuur 5, bezit het distributiekanaal 28 een afgeplatte bovenzijde 64 die past bij een vlakgemaakte bodem 66 van de' turbineschoep 10, wanneer de schoep en het distributiekanaal worden geplaatst in de zwaluwstaart 20 opening, gevormd in de rotorschijf 20. Beide oppervlakken 64, 66 worden langs machinale weg vlak gemaakt en evenwijdig met de bindingen van de zwaluwstaartsleuf, zodat de centrifugale kracht uitgeoefend op het distributiekanaal 28, wanneer de turbine roterende is, een parallellisme waarborgt tussen deze oppervlakken en de zwaluwstaartsleuven.
25 Zoals is weergegeven in figuren 6a, 6C bevat het distributiekanaal 28 drie delen: Een buitenste huis 68, een binnenste huis 70, en een holle cylindrische buis 72. Het buitenste huis 68 past op de het dichtst bij de bodem gelegen binding van de zwaluwstaartsleuf in de rotorschijf 20.
Een cylindrische boring 74 is gevormd in het buitenste huis 68 en ontvangt 30 het binnenste huis 70 volgens een intefergrende passing daarmede.
Een aantal koelmiddelkanalen 56 is gevormd aan de bovenzijde van het huis 68 en elk strekt zich uit vanaf de bodem 74 naar het platte boven oppervlak 64. Koelmiddelkanalen 76 zijn gelijk in aantal met het aantal plateau koelkanalen 30 en zijn elk verbonden met een resp. plateau koelkanaal 30 35 doorheen van de schacht koelkanalen 78. Anderzijds kan het verdeelkanaal 28 twee concentrische delen bevatten, waaronder de cylindrische buis 73 en een huis, waarin de functies van het buitenste en het binnenste huis 68 en 70 ingebouwt zijn.
800 3 0 71 - 8 -
Het binnenste huis 70 bezit een holle cylindrische centrale sectie 80, een van schroefdraad voorziene uitzettingssectie 82 en een koelmiddel toevoer ontvangst-sectie 84. De uitwendige diameter van de centrale sectie 80 is in hoofdzaak identiek met de inwendige diameter vein 5 de boring 64 om een interferentiepassing te waarborgen, wanneer de centrale sectie 80 geplaatst wordt in de boring 74. De lengte van de centrale sectie 80 is gelijk aan de lengte van de boring 74, zodanig dat secties 82 en 84 zich uitstrekken voorbij de tegenover gelegen einden van het buitenste huis 68. Een centrale boring 86 strekt zich uit over 10 de gehele lengte van het huis 70 en ontvangt de holle cylindrische buis 72, geïllustreerd in figuur 6C. Een aantal koelmiddelkanalen 88 zijn gevormd in het inwendige huis 70 en elk strekt zich uit vanaf de centrale boring 86 naar het buitenste oppervlak van het huis 70. Koelmiddelkanalen 88 zijn gelijk in aantal met het aantal koelmiddelkanalen 76 en zijn zo 15 gelegen, dat zij inhet grensvlak zullen komen te liggen met koelmiddelkanalen 76 nadat het centrale huis 76 geplaatst is in de cylindrische boring 74 en op de juiste wijze uitgericht is.
Nadat het binnenste huis 70 ingebracht is in"het buitenste huis 68, wordt de buis 72 gestoken in de opening 86 in het huis 70.
20 De buis 72 is identiek in constructie aan de buis 48 en omvat een aantal groeven 56, die elk coöpereren met een verschillend koelmiddel kanaal 88 op de wijze beschreven hierboven met verwijzing naar figuur 3a.
Wanneer het distributiekanaal 28 geplaatst is in zijn positie binnen de zwaluwstaartsleuf, gevormd in de rotorschijf 20 (zie figuur 5), strekt 25 de van schroefdraad voorziene uitbreidings sectie 82 zich uit door een opening 90 in de ring 34. In de voorkeurs uitvoeringsvorm grijpen de uitwendige draden aan de uitbreidingssectie 80 in een vasthoudmoer 92, die dient om de ring 34 met de rotorschijf 20 te vergrendelen.
De koelmiddel toevoer ontvangst sectie 84 van het binnenste' 30 huis 70 strekt zich uit vanaf de oppositiezijde van het huis 68, en desgewenst kan worden geadopteerd voor het ontvangen van een soortgelijke vasthoudmoer. In elk geval moeten beide einden van het huis 70 afgesloten worden, voor het vasthouden van het koelende fluïdum in de boring 86. De koelmiddelvloeistof treedt de boring 86 binnen via een omhulling 76, 35 die communiceert met een kanaal 94, gevormd in de sectie 84. Het koelmiddel wordt geleverd aan kanaal 94 door een (niet weergegeven) toevoer-bron, die koelmiddel levert aan het koelmiddel toevoerkanaal 94 (fig.5) gevormd in de ring 34.
Zoals het duidelijkste is weergegeven in figuur 7 is een aantal 800 30 71 - 9 - overloop-afdichtingen 98 geplaatst in de schacht koelkanalen 78 (bij voorkeur aan de bodem ervan) om de doorlaat mogelijk te maken van vloeibaar koelmiddel vanuit het distributiekanaal 28 naar de schacht koelkanalen 78 en weer terug naar het distributiekanaal 28. Dergelijke 5 overloop-afdichtingen kunnen eveneens worden gebruikt in de 'eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (zie figuur 1), in welk geval zij dienen te worden geplaatst in de plateau sectie 16, rechtstreeks boven het distributiekanaal 28.
10 800 30 71

Claims (14)

1. Distributie stelsel voor een vloeibaar koelmiddel in een gasturbine van het type, dat een turbineschijf omvat, gemonteerd op een roteerbaar in een huis ondersteunde as; tenminste een turbineschoep, die zich radiaal ten opzichte van de schijf naar buiten uitstrekt; welke schoep 5 een voetgedeelte omvat, gemonteerd in de schijf? een schachtgedeelte, dat .zich vanaf het voetgedeelte radiaal naar buiten toe uitstrekt naar een plateaugedeelte; en een draagprofiel, dat zich vanaf dat plateau gedeelte radiaal naar buiten toe uitstrekt; bevattende; a) plateau koelmiddel kanalen, gelegen in het plateau gedeelte en zich 10 uitstrekkend tot in draagprofiel koelmiddel kanalen, gelegen in het draagprofiel gedeelte; en b) doseermiddelen voor het opnemen van koelmiddel uit een bron van vloeibaar koelmiddel en voor het gelijkmatig distribueren van het koelmiddel over elk der plateau koelmiddeltoevoer kanalen, welke 15 doseermiddelen omvatten; 1° Een holle cylindrische buis, voorzien vein een aantal groeven, gevormd op onderlinge afstanden, om de buiten omtrek er van; 2° Een van een V-vormige inkeping voorziene waterkering in elk der groeven, waarbij elke V-vormig ingekeepte waterkering zich uitstrekt 20 door de wand van de holle, cylindrische buis om koelmiddel, dat zich bevindt in de buis, in staat te stellen te stromen door de ingekeepte waterkering en in de groeven; o
3 Een cylindrisch huis voor het opnemen van de cylindrische buis, welk huis samenwerkt met de groeven onder vorming van fluïdum geleidende 25 kanalen voor het koelmiddel; en 4° Een aantal koelmiddel transporterende kanalen, die in aantal gelijk zijn aan het aantal der groeven, waarbij elk der koelmiddel transporterende kanalen zich uitstrekt vanaf de bijbehorende groef naar een andere van de plateau koelmiddelkanalen.
2. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het cylindrische huis gevormd is in het plateaugedeelte van de schoep.
3. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 2, gekenmerkt door schacht koelmiddel toevoerkanalen, 35 gevormd in het schachtgedeelte van de schoep voor het toevoeren van vloeibaar koelmiddel aan de doseermiddelen. 4. stelsel voor het distribueren van koelmiddel volgens 800 3 0 71 - 11 - conclusie 3, met het kenmerk, dat de cylindrische buis eerste en tweede openingen bezit, gevormd aan elk einde ervan, waarbij elk dezer openingen in communicerende verbinding staat met een der schacht koelmiddel toevoer kanalen.
5. Koelstelsel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de bron voor de koelvloeistof omvat: a) eerste en tweede, zich over 360° uitstrekkende ringen, gekoppeld met de rotorschijf aan tegenover gelegen zijden van de schoepen, waarbij elk'dezer ringen een daarin gevormd, zich over 360° uitstrekkend koel- 10 middel verzamelkanaal bezit; b) Middelen voor het toevoeren van vloeibaar koelmiddel aan de koelmiddel verzamelkanalen; en c) een kanaal gevormd in elk der koelmiddel verzamelkanalen in een zone, grenzend aan het schachtgedeelte van de schoep, waarbij elk der 15 kanalen uitgericht is ten opzichte van een der schacht koelmiddel toevoerkanalen en het koelmiddel in staat stelt te stromen door de kanalen naar de schacht koelmiddel toevoerkanalen.
6. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 1 of 5, met het kenmerk, dat de V-vormig ingekeepte 20 waterkeringen gevormd zijn in het in radiale richting meest naar binnen gelegen gedeelte van de holle cylindrische buis.
7. Stelsel, voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het cylindrische huis gelegen is in een uitsparing, gevormd in de schijf beneden de schoep.
8. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de doseer middelen voorts een buitenste huis omvatten, dat ingericht is om te worden opgenomen in de uitsparing, gevormd in de turbineschijf beneden de schoep, waarbij het in radiale richting het meest naar buiten gelegen gedeelte van het buitenste 30 huis gevormd is met een vlak oppervlak en ingericht is om passend te zijn met een corresponderend bladoppervlak van de schoep.
9. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het cylindrische huis gelegen is in het buitenste huis.
10. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat elk der koelmiddel transporterende kanalen zich uitstrekt vanaf de bijbehorende groef via zowel het buitenste huis als het schachtgedeelte naar een der plateau koelkanalen.
11. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel 40 volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de bron van vloeibaar - 12 - koelmiddel bevat: a) eerste en tweede, zich over 360° uitstrekkende ringen, gekoppeld met tegenover gelegen zijden van de rotorschijf, en elk in het bezit o van een daarin gevormd, zich over 360 uitstrekkend koelmiddel ver-5 zamelkanaal; b) m iddelen voor het toevoeren van vloeibaar koelmiddel aan elk van de koelmiddel verzamelkanalen; en c) een doorlaat, gevormd in elk der koelmiddel verzamelkanalen in een zone grenzend aan het schachtgedeelte van de schoep en welke het koel- 10 middel,toegevoerd aan het koelmiddel verzamelkanaal,leidt naar het schacht koelmiddelkanaal.
12. Stelsel voor het distribueren van vloeibaar koelmiddel volgens conclusie 11 met het kenmerk, dat het cylindrische huis van schroefdraad voorziene uitbreidings secties omvat, die uitsteken aan tegenover gelegen 15 zijden van het buitenste huis, waarbij elk der van schroefdraad voorziene secties zich uitstrekt door een bijbehorende opening heen in een der ringen, en voorts een paar vasthoudmoeren omvat, waarbij elk dezer moeren met schroefdraad in ingrijping is met een der van schroefdraad voorziene gedeelten van het cylindrische huis, teneinde de zich over 360° uit-!* 20 strekkende ringen op de schijf vast te houden.
13. Stelsel voor het distribueren van vloeistof, volgens conclusie 7 of 12, met het kenmerk, dat de V-vormig ingekeepte waterkeringen gevormd zijn in het in radiale richting het meest naar binnen gelegen gedeelte van de holle cylindrische buis.
14. Stelsel voor het distribueren vein vloeistof, volgens con clusie 1 of 5, met het kenmerk, dat de V-vormig' ingekeepte waterkeringen hellend zijn, ten opzichte van de locale horizontaal. 30 80030 71
NL8003071A 1979-06-01 1980-05-28 Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cylindrisch inzetstuk, dat een v-vormig ingekeepte waterkering bezit. NL8003071A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US4466079 1979-06-01
US06/044,660 US4244676A (en) 1979-06-01 1979-06-01 Cooling system for a gas turbine using a cylindrical insert having V-shaped notch weirs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8003071A true NL8003071A (nl) 1980-12-03

Family

ID=21933602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8003071A NL8003071A (nl) 1979-06-01 1980-05-28 Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cylindrisch inzetstuk, dat een v-vormig ingekeepte waterkering bezit.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4244676A (nl)
JP (1) JPS569605A (nl)
CA (1) CA1130212A (nl)
DE (1) DE3020364A1 (nl)
FR (1) FR2457967A1 (nl)
GB (1) GB2051256B (nl)
IT (1) IT1130682B (nl)
NL (1) NL8003071A (nl)
NO (1) NO801621L (nl)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4531889A (en) * 1980-08-08 1985-07-30 General Electric Co. Cooling system utilizing flow resistance devices to distribute liquid coolant to air foil distribution channels
GB2082257B (en) * 1980-08-08 1984-02-15 Gen Electric Liquid coolant distribution systems for gas turbines
JP3316418B2 (ja) * 1997-06-12 2002-08-19 三菱重工業株式会社 ガスタービン冷却動翼
US6059529A (en) * 1998-03-16 2000-05-09 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine blade assembly with cooling air handling device
DE60045026D1 (de) 1999-09-24 2010-11-11 Gen Electric Gasturbinenschaufel mit prallgekühlter Plattform
DE19961565A1 (de) * 1999-12-20 2001-06-21 Abb Alstom Power Ch Ag Verfahren zur Einstellung des Durchflussvolumens eines Kühlmediums durch eine Turbinenkomponente
US6390774B1 (en) * 2000-02-02 2002-05-21 General Electric Company Gas turbine bucket cooling circuit and related process
GB2365930B (en) * 2000-08-12 2004-12-08 Rolls Royce Plc A turbine blade support assembly and a turbine assembly
US6478540B2 (en) 2000-12-19 2002-11-12 General Electric Company Bucket platform cooling scheme and related method
US6887033B1 (en) * 2003-11-10 2005-05-03 General Electric Company Cooling system for nozzle segment platform edges
US7144215B2 (en) * 2004-07-30 2006-12-05 General Electric Company Method and apparatus for cooling gas turbine engine rotor blades
FR2877034B1 (fr) 2004-10-27 2009-04-03 Snecma Moteurs Sa Aube de rotor d'une turbine a gaz
US7766606B2 (en) * 2006-08-17 2010-08-03 Siemens Energy, Inc. Turbine airfoil cooling system with platform cooling channels with diffusion slots
FR2928405B1 (fr) * 2008-03-05 2011-01-21 Snecma Refroidissement de l'extremite d'une aube.
RU2543100C2 (ru) 2010-11-29 2015-02-27 Альстом Текнолоджи Лтд Рабочая лопатка для газовой турбины, способ изготовления указанной лопатки и газовая турбина с такой лопаткой
US8651799B2 (en) * 2011-06-02 2014-02-18 General Electric Company Turbine nozzle slashface cooling holes
US9447691B2 (en) * 2011-08-22 2016-09-20 General Electric Company Bucket assembly treating apparatus and method for treating bucket assembly
US9382801B2 (en) 2014-02-26 2016-07-05 General Electric Company Method for removing a rotor bucket from a turbomachine rotor wheel
US10385727B2 (en) * 2015-10-12 2019-08-20 General Electric Company Turbine nozzle with cooling channel coolant distribution plenum
US20170260873A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 General Electric Company System and method for cooling trailing edge and/or leading edge of hot gas flow path component
CN107313860B (zh) * 2017-07-11 2019-02-01 西北工业大学 一种用于预旋冷却系统的叶型接受孔结构
US20190323361A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 United Technologies Corporation Blade with inlet orifice on forward face of root

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB506479A (en) * 1938-09-05 1939-05-30 Hans Holzwarth Improvements in or relating to turbines
US3066910A (en) * 1958-07-09 1962-12-04 Thompson Ramo Wooldridge Inc Cooled turbine blade
GB913167A (en) * 1959-04-28 1962-12-19 Entwicklungsbau Pirna Veb Improvements in or relating to gas turbines
GB935383A (en) * 1959-12-15 1963-08-28 Gasturbinenbau Und Energiemasc Improvements in or relating to turbines
US3658439A (en) * 1970-11-27 1972-04-25 Gen Electric Metering of liquid coolant in open-circuit liquid-cooled gas turbines
US3804551A (en) * 1972-09-01 1974-04-16 Gen Electric System for the introduction of coolant into open-circuit cooled turbine buckets
US3844679A (en) * 1973-03-28 1974-10-29 Gen Electric Pressurized serpentine cooling channel construction for open-circuit liquid cooled turbine buckets
US3856433A (en) * 1973-08-02 1974-12-24 Gen Electric Liquid cooled turbine bucket with dovetailed attachment
US4017210A (en) * 1976-02-19 1977-04-12 General Electric Company Liquid-cooled turbine bucket with integral distribution and metering system
US4184797A (en) * 1977-10-17 1980-01-22 General Electric Company Liquid-cooled turbine rotor

Also Published As

Publication number Publication date
CA1130212A (en) 1982-08-24
GB2051256A (en) 1981-01-14
NO801621L (no) 1980-12-02
IT1130682B (it) 1986-06-18
DE3020364A1 (de) 1980-12-11
IT8022392A0 (it) 1980-05-29
JPS569605A (en) 1981-01-31
US4244676A (en) 1981-01-13
FR2457967A1 (fr) 1980-12-26
GB2051256B (en) 1983-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8003071A (nl) Koelsysteem voor een gasturbine, welke gebruik maakt van een cylindrisch inzetstuk, dat een v-vormig ingekeepte waterkering bezit.
EP0094529B1 (en) Rotor stabilizing labyrinth seals for steam turbines
KR100653816B1 (ko) 가스 터빈 엔진용 중공형 에어포일
SE466412B (sv) Balanserad rotor till gasturbinmotor samt balanseringsvikt till saadan rotor
CH681243A5 (nl)
NL8003033A (nl) Afsluiter-afdichting in het open circuit van vloeistof gekoelde turbines.
SE439338B (sv) Stationert, luftkylt holje ingaende i en turbinmotor
ES486329A1 (es) Una maquina rotodinamica regenerativa
US4212587A (en) Cooling system for a gas turbine using V-shaped notch weirs
US4531889A (en) Cooling system utilizing flow resistance devices to distribute liquid coolant to air foil distribution channels
SE443480B (sv) Rotor till elektrisk maskin
NL8103719A (nl) Koelsysteem gebruik makend van stromingsweerstandslichamen voor het distribueren van koelvloeistof aan distributiekanalen in een draagprofiel.
US4157880A (en) Turbine rotor tip water collector
NL8403845A (nl) Tweetrappig rotor-samenstel met koellucht-stroom.
EP0429353B1 (fr) Rotor de turbomachine à flux axial
DE19544011A1 (de) Strömungsmaschine
NL8403846A (nl) Rotor met dubbelzijdige bladvoet-koeling.
SU771350A1 (ru) Наравл юща лопатка влажнопаровой турбины
US4158526A (en) Turbine assembly including a rotatable liquid collection ring
RU2022121C1 (ru) Двухпоточное радиально-осевое колесо
SU703670A1 (ru) Двухпоточное рабочее колесо
SU439881A2 (ru) Электрическа машина переменного тока
JPH1193602A (ja) 流体機械用のロータ
SU987121A1 (ru) Двухпоточное рабочее колесо радиально-осевой турбины
WO2000008306A1 (en) Sealing arrangement for a turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed