RU2013102074A - Сегмент платформы, предназначенный для обеспечения опоры для направляющей лопатки соплового направляющего аппарата, и способ охлаждения данного сегмента - Google Patents

Abstract

1. Сегмент платформы, предназначенный для обеспечения опоры для сопловой направляющей лопатки для газовой турбины, при этом сегмент платформы содержит:- поверхность (117, 119) канала для прохода газа, расположенную так, чтобы она находилась в контакте с потоком газа, выходящего из камеры сгорания, при этом поток газа проходит вдоль поверхности канала для прохода газа в направлении (101) потока;- поверхность (131, 149) охлаждения, расположенную напротив поверхности канала для прохода газа и имеющую тепловую связь с поверхностью канала для прохода газа, и расположенную так, чтобы она находилась в контакте с охлаждающей текучей средой;- стенку (133, 151), выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении (101) потока, при этом стенка расположена в направлении вдоль окружности между местами, в которых должны быть предусмотрены соседние направляющие лопатки, так что охлаждающая текучая среда будет направляться для прохода по каналам посредством данной стенки для охлаждения расположенного ниже по потоку участка поверхности охлаждения; и- дополнительную стенку (133, 151), выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении (101) потока,при этом расстояние в направлении вдоль окружности между стенкой и дополнительной стенкой уменьшается вдоль направления (101) потока,при этом сопловая направляющая лопатка, имеющая поверхность давления и поверхность всасывания, выполнена с возможностью присоединения к сегменту платформытак, что поверхность давления и сегмент платформы образуют первый край вдоль первой кривой линии, где поверхность давления и сегме�

Claims (13)

1. Сегмент платформы, предназначенный для обеспечения опоры для сопловой направляющей лопатки для газовой турбины, при этом сегмент платформы содержит:

- поверхность (117, 119) канала для прохода газа, расположенную так, чтобы она находилась в контакте с потоком газа, выходящего из камеры сгорания, при этом поток газа проходит вдоль поверхности канала для прохода газа в направлении (101) потока;

- поверхность (131, 149) охлаждения, расположенную напротив поверхности канала для прохода газа и имеющую тепловую связь с поверхностью канала для прохода газа, и расположенную так, чтобы она находилась в контакте с охлаждающей текучей средой;

- стенку (133, 151), выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении (101) потока, при этом стенка расположена в направлении вдоль окружности между местами, в которых должны быть предусмотрены соседние направляющие лопатки, так что охлаждающая текучая среда будет направляться для прохода по каналам посредством данной стенки для охлаждения расположенного ниже по потоку участка поверхности охлаждения; и

- дополнительную стенку (133, 151), выступающую от поверхности охлаждения и простирающуюся по меньшей мере частично в направлении (101) потока,

при этом расстояние в направлении вдоль окружности между стенкой и дополнительной стенкой уменьшается вдоль направления (101) потока,

при этом сопловая направляющая лопатка, имеющая поверхность давления и поверхность всасывания, выполнена с возможностью присоединения к сегменту платформы

так, что поверхность давления и сегмент платформы образуют первый край вдоль первой кривой линии, где поверхность давления и сегмент платформы соединяются, при этом первая кривая линия имеет сходство с частью аэродинамического профиля направляющей лопатки, и

так, что поверхность всасывания и сегмент платформы образуют второй край вдоль второй кривой линии, где поверхность всасывания и сегмент платформы соединяются, при этом вторая линия имеет сходство с другой частью аэродинамического профиля направляющей лопатки,

при этом стенка и дополнительная стенка простираются приблизительно параллельно первому краю и второму краю,

при этом ширина канала, ограниченного стенкой и дополнительной стенкой, уменьшается от расположенного выше по потоку участка поверхности охлаждения к расположенному ниже по потоку участку поверхности охлаждения,

при этом расположенный выше по потоку участок поверхности охлаждения имеет положение в аксиальном направлении, аналогичное положению расположенного выше по потоку края сопловой направляющей лопатки, и расположенный ниже по потоку участок поверхности охлаждения имеет положение в аксиальном направлении, аналогичное положению расположенного ниже по потоку края сопловой направляющей лопатки.

2. Сегмент платформы по п.1, дополнительно содержащий

- турбулизатор (135, 153), в частности расположенный на расположенном ниже по потоку участке поверхности охлаждения, при этом турбулизатор выступает от поверхности охлаждения на длину выступания, которая меньше длины, на которую выступает стенка, при этом турбулизатор простирается в поперечном направлении, в частности ортогонально, по отношению к направлению простирания стенки.

3. Сегмент платформы по п.2, в котором длина, на которую выступает стенка, превышает в 3-10 раз, в частности в 4-8 раз, длину, на которую выступает турбулизатор.

4. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, в котором турбулизатор простирается от стенки до дополнительной стенки.

5. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий

- закрывающий элемент (129, 145), расположенный так, чтобы он находился в контакте с участками стенки и дополнительной стенки, выступающими на максимальную длину от поверхности охлаждения, в результате чего он закрывает поверхность охлаждения между стенкой и дополнительной стенкой.

6. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, в котором стенка содержит участок (163), выступающий от поверхности охлаждения на максимальную длину, и участок (161), выступающий от поверхности охлаждения на длину, составляющую от 0,2 до 0,8, в частности от 0,4 до 0,6, от максимальной длины.

7. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий

- соединительный элемент (155) для сопловой направляющей лопатки, предназначенный для соединения сопловой направляющей лопатки так, что она будет выступать от поверхности канала для прохода газа, при этом соединительный элемент содержит краевую часть (157), выступающую от поверхности охлаждения.

8. Сегмент платформы по п.7, дополнительно содержащий

- входное отверстие (159) для охлаждающей текучей среды, окруженное краевой частью соединительного элемента и предназначенное для обеспечения возможности прохода охлаждающей текучей среды во внутреннюю часть сопловой направляющей лопатки.

9. Сегмент платформы по п.7, в котором расположенный ниже по потоку участок поверхности охлаждения расположен в аксиальном направлении рядом с расположенным ниже по потоку участком краевой части соединительного элемента,

при этом расположенный ниже по потоку участок поверхности охлаждения, в частности, находится на определяемом в аксиальном направлении расстоянии от расположенного ниже по потоку участка краевой части соединительного элемента, которое составляет менее 0,2 от определяемой в аксиальном направлении протяженности краевой части соединительного элемента.

10. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, в котором сегмент (150) платформы выполнен с возможностью обеспечения опоры для сопловой направляющей лопатки, которая расположена в радиальном направлении снаружи по отношению к сегменту платформы.

11. Сегмент платформы по любому из пп.1-3, в котором сегмент (100) платформы выполнен с возможностью обеспечения опоры для сопловой направляющей лопатки, которая расположена в радиальном направлении внутри по отношению к сегменту платформы.

12. Конструкция сопловой направляющей лопатки для газовой турбины, при этом конструкция содержит:

- по меньшей мере, один сегмент (100, 150) платформы по любому из пп.1-3; и

- сопловую направляющую лопатку (105), соединенную с сегментом платформы так, что сопловая направляющая лопатка выступает от поверхности канала для прохода газа сегмента платформы.

13. Способ охлаждения сегмента платформы для сопловой направляющей лопатки, при этом способ включает в себя этапы, на которых:

- выпускают поток газа из камеры сгорания, при этом поток газа проходит вдоль поверхности канала для прохода газа в направлении (101) потока;

- осуществляют контактирование потока газа с поверхностью канала для прохода газа сегменте платформы;

- осуществляют контактирование охлаждающей текучей среды с поверхностью охлаждения, противоположной по отношению к поверхности канала для прохода газа и имеющей тепловую связь с поверхностью канала для прохода газа; и

- направляют охлаждающую текучую среду для ее прохода по каналам для охлаждения расположенного ниже по потоку участка поверхности охлаждения посредством стенки, выступающей от поверхности охлаждения и простирающейся по меньшей мере частично в направлении потока, при этом стенка расположена в направлении вдоль окружности между соседними направляющими лопатками; и

- направляют охлаждающую текучую среду для ее прохода по каналам посредством дополнительной стенки (133, 151), выступающей от поверхности охлаждения и простирающейся по меньшей мере частично в направлении (101) потока,

при этом расстояние в направлении вдоль окружности между стенкой и дополнительной стенкой уменьшается вдоль направления (101) потока,

при этом сопловая направляющая лопатка, имеющая поверхность давления и поверхность всасывания, присоединена к сегменту платформы так, что поверхность давления и сегмент платформы образуют первый край вдоль первой кривой линии, где поверхность давления и сегмент платформы соединяются, при этом первая кривая линия имеет сходство с частью аэродинамического профиля направляющей лопатки, и

так, что поверхность всасывания и сегмент платформы образуют второй край вдоль второй кривой линии, где поверхность всасывания и сегмент платформы соединяются, при этом вторая линия имеет сходство с другой частью аэродинамического профиля направляющей лопатки,

при этом стенка и дополнительная стенка простираются приблизительно параллельно первому краю и второму краю,

при этом ширина канала, ограниченного стенкой и дополнительной стенкой, уменьшается от расположенного выше по потоку участка поверхности охлаждения к расположенному ниже по потоку участку поверхности охлаждения,

при этом расположенный выше по потоку участок поверхности охлаждения имеет положение в аксиальном направлении, аналогичное положению расположенного выше по потоку края сопловой направляющей лопатки, и расположенный ниже по потоку участок поверхности охлаждения имеет положение в аксиальном направлении, аналогичное положению расположенного ниже по потоку края сопловой направляющей лопатки.