RU2012132193A - Турбина для преобразования энергии и способ ее работы - Google Patents

Турбина для преобразования энергии и способ ее работы Download PDF

Info

Publication number
RU2012132193A
RU2012132193A RU2012132193/06A RU2012132193A RU2012132193A RU 2012132193 A RU2012132193 A RU 2012132193A RU 2012132193/06 A RU2012132193/06 A RU 2012132193/06A RU 2012132193 A RU2012132193 A RU 2012132193A RU 2012132193 A RU2012132193 A RU 2012132193A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
cooling channel
center
angular
housing
Prior art date
Application number
RU2012132193/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Эндрю ШЕФЕРД
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
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
Priority claimed from EP09016124A external-priority patent/EP2341217A1/en
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2012132193A publication Critical patent/RU2012132193A/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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/10—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using sealing fluid, e.g. steam
    • 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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants

Abstract

1. Турбина для преобразования энергии, при этом турбина содержиткорпус (3а, 3b, 3c, 3d, 3e);роторный вал, установленный внутри корпуса с возможностью вращения вокруг оси (5) вращения, проходящей в осевом направлении;по меньшей мере один входной канал (13) для текучей среды, образованный в корпусе для подачи потока текучей среды;по меньшей мере одну направляющую лопатку (17), имеющую нижнюю по потоку кромку (21), при этом направляющая лопатка закреплена в корпусе;по меньшей мере один охлаждающий канал (25) в корпусе, при этом охлаждающий канал имеет выход (29),при этом относительно оси вращения угловое положение (φ) центра (33) выхода (29) охлаждающего канала (25) расположено от углового положения (φ) части нижней по потоку кромки (21) направляющей лопатки, смещенной на первый угол смещения, на первом угловом расстоянии,и угловое положение (φ) центра выхода охлаждающего канала расположено от углового положения (φ) центра (14) входного канала (13) для текучей среды, смещенного на второй угол смещения, на втором угловом расстоянии,при этом первое угловое расстояние меньше 10°, в частности меньше 7°, более предпочтительно меньше 5°, а второе угловое расстояние меньше 30°, в частности меньше 20°, более предпочтительно меньше 15°,при этом центр (33) выхода (29) по меньшей мере одного охлаждающего канала (25) расположен по потоку за по меньшей мере одной направляющей лопаткой (17),при этом множество охлаждающих каналов, содержащих по меньшей мере один охлаждающий канал, расположены так, что максимальное охлаждение обеспечивается в местах, где как температура, так и давление потока текучей среды являются высокими.2. Турбина по п.1, в которой первое угловое рассто�

Claims (16)

1. Турбина для преобразования энергии, при этом турбина содержит
корпус (3а, 3b, 3c, 3d, 3e);
роторный вал, установленный внутри корпуса с возможностью вращения вокруг оси (5) вращения, проходящей в осевом направлении;
по меньшей мере один входной канал (13) для текучей среды, образованный в корпусе для подачи потока текучей среды;
по меньшей мере одну направляющую лопатку (17), имеющую нижнюю по потоку кромку (21), при этом направляющая лопатка закреплена в корпусе;
по меньшей мере один охлаждающий канал (25) в корпусе, при этом охлаждающий канал имеет выход (29),
при этом относительно оси вращения угловое положение (φ33) центра (33) выхода (29) охлаждающего канала (25) расположено от углового положения (φ21) части нижней по потоку кромки (21) направляющей лопатки, смещенной на первый угол смещения, на первом угловом расстоянии,
и угловое положение (φ33) центра выхода охлаждающего канала расположено от углового положения (φ14) центра (14) входного канала (13) для текучей среды, смещенного на второй угол смещения, на втором угловом расстоянии,
при этом первое угловое расстояние меньше 10°, в частности меньше 7°, более предпочтительно меньше 5°, а второе угловое расстояние меньше 30°, в частности меньше 20°, более предпочтительно меньше 15°,
при этом центр (33) выхода (29) по меньшей мере одного охлаждающего канала (25) расположен по потоку за по меньшей мере одной направляющей лопаткой (17),
при этом множество охлаждающих каналов, содержащих по меньшей мере один охлаждающий канал, расположены так, что максимальное охлаждение обеспечивается в местах, где как температура, так и давление потока текучей среды являются высокими.
2. Турбина по п.1, в которой первое угловое расстояние меньше 20%, в частности меньше 10% от угловой длины направляющей лопатки.
3. Турбина по п. 1 или 2, в которой второе угловое расстояние меньше чем в три раза, в частности меньше чем в два раза превышает угловую длину входного канала для текучей среды.
4. Турбина по п. 1 или 2, в которой первый угол смещения зависит от расстояния между осевым положением (z21) нижней по потоку кромки (21) по меньшей мере одной направляющей лопатки (17) и осевым положением (z33) центра выхода (29) охлаждающего канала (25), а второй угол смещения зависит от расстояния между осевым положением (z14) центра входного канала для текучей среды и осевым положением (z33) центра выхода (29) охлаждающего канала (25).
5. Турбина по п. 1 или 2, в которой первый угол смещения зависит от геометрии и/или ориентации направляющей лопатки (17).
6. Турбина по п. 1 или 2, дополнительно содержащая другую направляющую лопатку, имеющую другую нижнюю по потоку кромку, при этом осевое положение нижней по потоку кромки (21) по меньшей мере одной направляющей лопатки (17) совпадает с осевым положением нижней по потоку кромки другой направляющей лопатки, при этом первый угол смещения зависит от расстояния между угловым положением нижней по потоку кромки (21) по меньшей мере одной направляющей лопатки (17) и угловым положением нижней по потоку кромки другой направляющей лопатки.
7. Турбина по п. 1 или 2, в которой охлаждающий канал (25) в корпусе имеет вход, при этом линия, заданная центром входа (27) и центром (33) выхода охлаждающего канала (25) и проецированная на плоскость (y-z), перпендикулярную радиальному направлению (х) прохождения направляющей лопатки (17), образует угол с линией, заданной проекцией точки на нижней по потоку кромке (21) на плоскость и проекцией точки на верхней по потоку кромке направляющей лопатки (17) на плоскость, при этом угол меньше 30°, в частности, меньше 15º.
8. Турбина по п.7, в которой в осевом направлении выход (29) охлаждающего канала расположен по потоку ниже относительно входа (27) охлаждающего канала (25).
9. Турбина по п. 1 или 2, в которой части корпуса задают объем (31) охлаждения для приема охлаждающей текучей среды, при этом охлаждающая текучая среда находится в соединении через охлаждающий канал (25) с рабочим объемом (11, 11а, 11b) для приема потока текучей среды.
10. Турбина по п. 1 или 2, дополнительно содержащая по меньшей мере одну роторную лопатку (9), имеющую вершину (23) лопатки на радиально наружном конце роторной лопатки (9), при этом роторная лопатка (9) закреплена на роторном валу.
11. Турбина по п.10, в которой в осевом направлении нижняя по потоку кромка (21) направляющей лопатки (17) расположена в первом осевом положении (z21), а вершина (23) роторной лопатки расположена во втором осевом положении (z23), при этом осевое положение (z33) центра (33) выхода (29) охлаждающего канала (25) лежит между первым осевым положением и вторым осевым положением.
12. Турбина по п.11, в которой части корпуса (3а, 3b, 3c, 3d, 3e), задающие объем (31) охлаждения, консолидированы для охлаждающей текучей среды в положениях, имеющих осевое положение между первым осевым положением и вторым осевым положением, и имеющих угловое положение
а) дальше чем на 20°, в частности 15°, от углового положения части нижней по потоку кромки направляющей лопатки, смещенной на первый угол смещения, или
b) дальше чем на 35°, в частности 15°, от углового положения центра входного канала для текучей среды, смещенного на второй угол смещения.
13. Турбина по п. 1 или 2, в которой корпус (3а, 3b, 3c, 3d, 3e) содержит уплотнительную часть (3е) для вершины, имеющую осевое положение, по меньшей мере приблизительно одинаковое с осевым положением (z23) вершины (23) роторной лопатки (9).
14. Турбина по п. 1 или 2, в которой имеется по меньшей мере один из следующих признаков:
выходы множества охлаждающих каналов не расположены на одинаковых угловых расстояниях;
выходы множества охлаждающих каналов имеют различные размеры и/или формы;
различные охлаждающие каналы из множества охлаждающих каналов предназначены для подачи различного количества охлаждающей текучей среды.
15. Способ преобразования энергии, при этом способ содержит:
подачу потока текучей среды по меньшей мере через один входной канал (13) для текучей среды, закрепленный в корпусе (3а, 3b, 3c, 3d, 3e);
подачу потока текучей среды по меньшей мере на одну направляющую лопатку (17), имеющую нижнюю по потоку кромку (21), при этом направляющая лопатка закреплена на корпусе;
приведение во вращение с помощью потока текучей среды роторного вала, установленного с возможностью вращения внутри корпуса; и
подачу охлаждающей текучей среды через выход (29) по меньшей мере одного охлаждающего канала (25) в корпус,
при этом относительно оси вращения роторного вала угловое положение (φ33) центра (33) выхода (29) охлаждающего канала (25) расположено от углового положения (φ21) части нижней по потоку кромки (21) направляющей лопатки (17), смещенной на первый угол смещения, на первом угловом расстоянии, и
угловое положение (φ33) центра (33) выхода (29) охлаждающего канала (29) расположено от углового положения (φ14) центра (14) входного канала (13) для текучей среды, смещенного на второй угол смещения, на втором угловом расстоянии,
при этом первое угловое расстояние меньше 10°, в частности меньше 5°, а второе угловое расстояние меньше 30°, в частности меньше 15°,
при этом центр (33) выхода (29) по меньшей мере одного охлаждающего канала (25) расположен по потоку ниже по меньшей мере одной направляющей лопатки (17),
при этом множество охлаждающих каналов, содержащих по меньшей мере один охлаждающий канал, расположены так, что обеспечивается максимальное охлаждение там, где как температура потока текучей среды, так и давление являются высокими.
16. Способ по п.15, дополнительно содержащий направление охлаждающей текучей среды через охлаждающий канал (25) к вершине (23) роторной лопатки (9), закрепленной на роторном валу, и к уплотнительной части (3е) корпуса для вершины.
RU2012132193/06A 2009-12-30 2010-11-08 Турбина для преобразования энергии и способ ее работы RU2012132193A (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09016124.1 2009-12-30
EP09016124A EP2341217A1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Turbine for converting energy and method for operating the same
EP10001423.2 2010-02-11
EP10001423 2010-02-11
PCT/EP2010/066974 WO2011079997A1 (en) 2009-12-30 2010-11-08 Turbine for converting energy and method for operating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012132193A true RU2012132193A (ru) 2014-02-10

Family

ID=43597755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012132193/06A RU2012132193A (ru) 2009-12-30 2010-11-08 Турбина для преобразования энергии и способ ее работы

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120263572A1 (ru)
EP (1) EP2488728B1 (ru)
JP (1) JP2013516561A (ru)
CN (1) CN102667068A (ru)
RU (1) RU2012132193A (ru)
WO (1) WO2011079997A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624691C1 (ru) * 2016-05-10 2017-07-05 Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") Устройство охлаждения уплотнительных гребней бандажных полок рабочих лопаток турбины

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3645096A (en) 1969-01-23 1972-02-29 Georg S Mittelstaedt Peripheral suction openings in gas turbine engines
US4733538A (en) 1978-10-02 1988-03-29 General Electric Company Combustion selective temperature dilution
US4311431A (en) * 1978-11-08 1982-01-19 Teledyne Industries, Inc. Turbine engine with shroud cooling means
US6196792B1 (en) 1999-01-29 2001-03-06 General Electric Company Preferentially cooled turbine shroud
EP1657407B1 (en) * 2004-11-15 2011-12-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Method for the cooling of the outer shrouds of the rotor blades of a gas turbine
US7186085B2 (en) * 2004-11-18 2007-03-06 General Electric Company Multiform film cooling holes
DE502005010381D1 (de) * 2005-04-28 2010-11-25 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung eines Radialspaltes eines axial durchströmten Verdichters einer Strömungsmaschine
US7837429B2 (en) * 2006-10-12 2010-11-23 General Electric Company Predictive model based control system for heavy duty gas turbines
US7611324B2 (en) * 2006-11-30 2009-11-03 General Electric Company Method and system to facilitate enhanced local cooling of turbine engines
DE602007006468D1 (de) * 2007-06-25 2010-06-24 Siemens Ag Turbinenanordnung und Verfahren zur Kühlung eines Deckbands an der Spitze einer Turbinenschaufel
WO2009083456A2 (de) * 2007-12-29 2009-07-09 Alstom Technology Ltd Gasturbine
FR2930591B1 (fr) * 2008-04-24 2011-09-09 Snecma Optimisation du positionnement angulaire d'un distributeur de turbine en sortie d'une chambre de combustion de turbomachine
US8087253B2 (en) * 2008-11-20 2012-01-03 General Electric Company Methods, apparatus and systems concerning the circumferential clocking of turbine airfoils in relation to combustor cans and the flow of cooling air through the turbine hot gas flowpath

Also Published As

Publication number Publication date
CN102667068A (zh) 2012-09-12
US20120263572A1 (en) 2012-10-18
JP2013516561A (ja) 2013-05-13
EP2488728B1 (en) 2013-05-15
EP2488728A1 (en) 2012-08-22
WO2011079997A1 (en) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2003207365A1 (en) Anti-stall tip treatment means for turbo-compressors
EP2080876A3 (en) A turbomachine system and turbine therefor
US11248581B2 (en) Flow energy installation, in particular encased wind turbine
JP2015094220A (ja) 軸流タービン
CA2766338A1 (en) Bladed reactor for the pyrolysis of hydrocarbons
RU2013158435A (ru) Многоступенчатая центробежная турбомашина
RU2699863C2 (ru) Входной направляющий лопаточный аппарат
US10634156B2 (en) Centrifugal compressor
RU2700212C2 (ru) Входной сопловой аппарат турбомашины для асимметричного потока с лопатками различной формы
CN111042869B (zh) 一种使用直导流叶片的轴向进气方式的小型向心涡轮
GB201122024D0 (en) Variable geometry turbine
CN108204251B (zh) 叶顶汽封出口导流结构
RU2012132193A (ru) Турбина для преобразования энергии и способ ее работы
EA201190322A1 (ru) Устройство и способ для преобразования части энергии текучей среды в газовой фазе в механическую работу
JP5954494B2 (ja) スクロール部構造及び過給機
CA2938121A1 (en) Counter-rotating compressor
GB2494873A (en) Axial turbine with inlet and outlet volutes for bi-directional air flow
JP5192060B2 (ja) コンプレッサ
JP2013204422A (ja) タービン
RU164736U1 (ru) Силовая роторная турбина
RU121524U1 (ru) Радиальная турбина
CN207974908U (zh) 一种管道式发电机
JP2016056741A (ja) 遠心式流体機械
CN1800586A (zh) 螺旋风帆式气轮机
RU171006U1 (ru) Ветродвигатель

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20131111