RU2011135948A - Охлаждаемая лопатка газовой турбины и способ ее эксплуатации - Google Patents

Охлаждаемая лопатка газовой турбины и способ ее эксплуатации Download PDF

Info

Publication number
RU2011135948A
RU2011135948A RU2011135948/06A RU2011135948A RU2011135948A RU 2011135948 A RU2011135948 A RU 2011135948A RU 2011135948/06 A RU2011135948/06 A RU 2011135948/06A RU 2011135948 A RU2011135948 A RU 2011135948A RU 2011135948 A RU2011135948 A RU 2011135948A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
trailing edge
cooling air
cooled blade
discharge side
Prior art date
Application number
RU2011135948/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2538978C2 (ru
Inventor
Йорг КРЮКЕЛЬС
Томас ХАЙНЦ-ШВАРЦМАЙЕР
Брайан Кеннет УОРДЛ
Original Assignee
Альстом Текнолоджи Лтд.
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 Альстом Текнолоджи Лтд. filed Critical Альстом Текнолоджи Лтд.
Publication of RU2011135948A publication Critical patent/RU2011135948A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2538978C2 publication Critical patent/RU2538978C2/ru

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
    • 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
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • F01D5/187—Convection 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
    • 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
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
    • 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
    • F05D2260/221—Improvement of heat transfer
    • F05D2260/2212—Improvement of heat transfer by creating turbulence

Abstract

1. Охлаждаемая лопатка (10) газовой турбины, содержащая перо (24), расположенное в направлении потока (25) между передней кромкой и задней кромкой (13) и ограниченное со стороны всасывания (15) и со стороны нагнетания (16) соответственно стенкой (11 или 12), причем между стенками (11, 12) расположено внутреннее пространство (14), в котором охлаждающий воздух протекает в направлении потока (25) к задней кромке (13) и выходит наружу в зоне задней кромки, отличающаяся тем, что стенка (12) на стороны нагнетания оканчивается в направлении потока (25) с образованием закраины (21) на стороне нагнетания на расстоянии от задней кромки (13), причем охлаждающий воздух выходит из внутреннего пространства (14) на стороне нагнетания (16), при этом внутреннее пространство (14) разделено на расстоянии от задней кромки (13) множеством ребер (17), ориентированных параллельно направлению потока (25), на множество параллельных, вызывающих перепад давления охлаждающих каналов (23), в которых дополнительно расположены завихрители (18) для увеличения охлаждающего действия, и непосредственно перед выходом охлаждающего воздуха из внутреннего пространства (14) на пути потока охлаждающего воздуха расположено некоторое число перемычек (20) потока, распределенных поперечно направлению потока.2. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что перемычки (20) потока имеют конформное обтекаемое или квазиконформное обтекаемое поперечное сечение.3. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что линейная плотность перемычек (20) потока меньше, равна или больше линейной плотности ребер (17).4. Охлаждаемая лопатка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что перемычки (20) потока имеют соответственно ка

Claims (8)

1. Охлаждаемая лопатка (10) газовой турбины, содержащая перо (24), расположенное в направлении потока (25) между передней кромкой и задней кромкой (13) и ограниченное со стороны всасывания (15) и со стороны нагнетания (16) соответственно стенкой (11 или 12), причем между стенками (11, 12) расположено внутреннее пространство (14), в котором охлаждающий воздух протекает в направлении потока (25) к задней кромке (13) и выходит наружу в зоне задней кромки, отличающаяся тем, что стенка (12) на стороны нагнетания оканчивается в направлении потока (25) с образованием закраины (21) на стороне нагнетания на расстоянии от задней кромки (13), причем охлаждающий воздух выходит из внутреннего пространства (14) на стороне нагнетания (16), при этом внутреннее пространство (14) разделено на расстоянии от задней кромки (13) множеством ребер (17), ориентированных параллельно направлению потока (25), на множество параллельных, вызывающих перепад давления охлаждающих каналов (23), в которых дополнительно расположены завихрители (18) для увеличения охлаждающего действия, и непосредственно перед выходом охлаждающего воздуха из внутреннего пространства (14) на пути потока охлаждающего воздуха расположено некоторое число перемычек (20) потока, распределенных поперечно направлению потока.
2. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что перемычки (20) потока имеют конформное обтекаемое или квазиконформное обтекаемое поперечное сечение.
3. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что линейная плотность перемычек (20) потока меньше, равна или больше линейной плотности ребер (17).
4. Охлаждаемая лопатка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что перемычки (20) потока имеют соответственно каплеобразный краевой контур, причем острый конец направлен в сторону потока (25).
5. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что между охлаждающими каналами (23) и перемычками (20) потока расположено в виде двухмерной решетчатой структуры множество штифтов (19), проходящих через внутреннее пространство (14) поперечно направлению потока (25) между стенкой на стороне всасывания и стенкой на стороне нагнетания.
6. Охлаждаемая лопатка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве завихрителей (18) предусмотрены наклонно установленные в охлаждающих каналах (23) ребра на внутренних сторонах стенок (11 или 12) на стороне всасывания и на стороне нагнетания.
7. Способ эксплуатации охлаждаемой лопатки (10) в газовой турбине, которая состоит, по существу, из пера (24) и хвостовика, при этом перо лопатки расположено в направлении потока (25) между передней кромкой и задней кромкой (13) и ограничено на стороне всасывания (15) и на стороне нагнетания (16) соответственно стенкой (11 или 12), причем между стенками (11, 12) расположено внутреннее пространство (14) с охлаждающими каналами (23), в котором охлаждающий воздух протекает в направлении потока (25) к задней кромке (13) пера (24) лопатки и выходит наружу в зоне задней кромки, отличающийся тем, что во внутреннем пространстве (14) осевые ребра (17) вызывают увеличение поверхности теплообмена между стенками и потоком охлаждающего воздуха, а в охлаждающих каналах (23) расположены завихрители (18) в форме ребер, которые в соответствующей зоне действия повышают коэффициент теплообмена, и осевые ребра (17) и завихрители (18) вызывают перепад давления, причем на выходе задней кромки (13) предусмотрены перемычки потока (20), которые в соответствующей зоне действия приводят к выравниванию потока (25) охлаждающего воздуха при минимизированном запирающем действии.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что перемычки (20) потока выполнены с возможностью минимизации за счет своего каплеобразного выполнения бокового неравномерного распределения образующейся здесь пленки охлаждающего воздуха путем исключения образования больших вихревых шлейфов за перемычками потока (20).
RU2011135948/06A 2009-01-30 2010-01-29 Охлаждаемая лопатка газовой турбины RU2538978C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00142/09A CH700321A1 (de) 2009-01-30 2009-01-30 Gekühlte schaufel für eine gasturbine.
CH142/09 2009-01-30
PCT/EP2010/051112 WO2010086419A1 (de) 2009-01-30 2010-01-29 Gekühlte schaufel für eine gasturbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011135948A true RU2011135948A (ru) 2013-03-10
RU2538978C2 RU2538978C2 (ru) 2015-01-10

Family

ID=40602892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011135948/06A RU2538978C2 (ru) 2009-01-30 2010-01-29 Охлаждаемая лопатка газовой турбины

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8721281B2 (ru)
EP (1) EP2384393B1 (ru)
CH (1) CH700321A1 (ru)
ES (1) ES2639735T3 (ru)
RU (1) RU2538978C2 (ru)
WO (1) WO2010086419A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8439628B2 (en) * 2010-01-06 2013-05-14 General Electric Company Heat transfer enhancement in internal cavities of turbine engine airfoils
EP2426317A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel für eine Gasturbine
US9249675B2 (en) * 2011-08-30 2016-02-02 General Electric Company Pin-fin array
US8840371B2 (en) * 2011-10-07 2014-09-23 General Electric Company Methods and systems for use in regulating a temperature of components
EP2682565B8 (en) 2012-07-02 2016-09-21 General Electric Technology GmbH Cooled blade for a gas turbine
GB201311333D0 (en) 2013-06-26 2013-08-14 Rolls Royce Plc Component for use in releasing a flow of material into an environment subject to periodic fluctuations in pressure
EP3370945B1 (en) * 2015-11-03 2019-11-13 Discma AG Forming head with integrated seal pin/stretch rod and various sealing gometries
JP6671149B2 (ja) * 2015-11-05 2020-03-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン翼及びガスタービン、タービン翼の中間加工品、タービン翼の製造方法
RU171631U1 (ru) * 2016-09-14 2017-06-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Охлаждаемая лопатка турбины
RU2691867C1 (ru) * 2018-07-05 2019-06-18 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Способ охлаждения лопатки ротора турбины низкого давления (ТНД) газотурбинного двигателя и лопатка ротора ТНД, охлаждаемая этим способом
RU2684355C1 (ru) * 2018-07-05 2019-04-08 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Ротор турбины низкого давления (ТНД) газотурбинного двигателя (варианты), узел соединения вала ротора с диском ТНД, тракт воздушного охлаждения ротора ТНД и аппарат подачи воздуха на охлаждение лопаток ротора ТНД
CN109139128A (zh) * 2018-10-22 2019-01-04 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种船用燃气轮机高压涡轮导叶冷却结构
CN114109515B (zh) * 2021-11-12 2024-01-30 中国航发沈阳发动机研究所 一种涡轮叶片吸力面冷却结构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303374A (en) * 1978-12-15 1981-12-01 General Electric Company Film cooled airfoil body
US5288207A (en) * 1992-11-24 1994-02-22 United Technologies Corporation Internally cooled turbine airfoil
RU2083851C1 (ru) * 1993-02-03 1997-07-10 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циалковского Охлаждаемая лопатка газовой турбины
DE19963349A1 (de) 1999-12-27 2001-06-28 Abb Alstom Power Ch Ag Schaufel für Gasturbinen mit Drosselquerschnitt an Hinterkante
US6599092B1 (en) * 2002-01-04 2003-07-29 General Electric Company Methods and apparatus for cooling gas turbine nozzles
US6602047B1 (en) * 2002-02-28 2003-08-05 General Electric Company Methods and apparatus for cooling gas turbine nozzles
GB2411698A (en) * 2004-03-03 2005-09-07 Rolls Royce Plc Coolant flow control in gas turbine engine
US7121787B2 (en) * 2004-04-29 2006-10-17 General Electric Company Turbine nozzle trailing edge cooling configuration
RU2267616C1 (ru) * 2004-05-21 2006-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Охлаждаемая лопатка турбины
US7575414B2 (en) * 2005-04-01 2009-08-18 General Electric Company Turbine nozzle with trailing edge convection and film cooling
US7438527B2 (en) * 2005-04-22 2008-10-21 United Technologies Corporation Airfoil trailing edge cooling

Also Published As

Publication number Publication date
CH700321A1 (de) 2010-07-30
US20120020787A1 (en) 2012-01-26
EP2384393A1 (de) 2011-11-09
EP2384393B1 (de) 2017-06-28
RU2538978C2 (ru) 2015-01-10
ES2639735T3 (es) 2017-10-30
WO2010086419A1 (de) 2010-08-05
US8721281B2 (en) 2014-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011135948A (ru) Охлаждаемая лопатка газовой турбины и способ ее эксплуатации
EP2746709B1 (en) Multistage pressure condenser and steam turbine plant provided with same
RU2013128794A (ru) Охлаждаемая лопатка для газовой турбины
US20140219818A1 (en) Turbine Component Cooling Channel Mesh with Intersection Chambers
US8506252B1 (en) Turbine blade with multiple impingement cooling
RU2012153930A (ru) Сопловая лопатка
US8511995B1 (en) Turbine blade with platform cooling
RU2013123448A (ru) Рабочая лопатка турбины
RU2012148278A (ru) Лопасть или лопатка для турбомашины
RU2012158342A (ru) Сопловая лопатка турбины, турбина и аэродинамическая часть сопловой лопатки турбины
US20180045059A1 (en) Internal cooling system with insert forming nearwall cooling channels in an aft cooling cavity of a gas turbine airfoil including heat dissipating ribs
JP2014077442A5 (ru)
RU2011143766A (ru) Лопатка газовой турбины
JP2015135113A (ja) スワーリング冷却チャネルを備えたタービンブレードおよびその冷却方法
JP2015127539A5 (ru)
RU2013108920A (ru) Рабочая лопатка турбины (варианты )
RU2011142732A (ru) Газовая турбина
JP2009275605A (ja) ガスタービン翼およびこれを備えたガスタービン
RU2014110486A (ru) Охлаждаемый изнутри конструктивный элемент для газовой турбины, снабженный по меньшей мере одним каналом охлаждения
JP2018150829A5 (ru)
RU2014135530A (ru) Устройство для направления потока для охлаждения валка или металлической полосы
EP3157651B1 (en) Louvered separator
RU2012142665A (ru) Компрессор для двигателя, в частности, турбореактивного двигателя летательного аппарата, снабженный системой отбора воздуха
RU2014153036A (ru) Обходной канал для охлаждающего средства для газовой турбины, вставляемый в полую охлаждаемую лопатку турбины
US8864468B1 (en) Turbine stator vane with root turn purge air hole

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170426

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190130