專利名稱：使用末級混合葉片的低壓汽輪機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與汽輪機(jī)(典型地為低壓(LP)汽輪機(jī)部分)的(多個(gè))末級中的混合復(fù)合葉片(動(dòng)葉)一起使用的汽輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)葉片在它們遭受高離心力負(fù)載和振動(dòng)應(yīng)力的環(huán)境中運(yùn)行。當(dāng)葉片固有頻率變?yōu)榕c運(yùn)轉(zhuǎn)速度或者其他經(jīng)過頻率(上游葉片或者噴嘴計(jì)數(shù)，或者其他主要每/轉(zhuǎn)特性)諧振時(shí)，振動(dòng)應(yīng)力增大。當(dāng)葉片諧振振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)應(yīng)力幅值與系統(tǒng)中存在的阻尼量成比例(阻尼由材料、空氣動(dòng)力學(xué)和機(jī)械分量以及振動(dòng)激勵(lì)水平構(gòu)成)。對于連續(xù)接合的葉片，振動(dòng)頻率是一排葉片的整個(gè)系統(tǒng)的函數(shù)，并且不一定是該排中單個(gè)葉片的函數(shù)。
此外，對于渦輪葉片或者槳葉，離心力負(fù)載是運(yùn)行速度、葉片質(zhì)量和離質(zhì)量所在處發(fā)動(dòng)機(jī)中心線的半徑的函數(shù)。當(dāng)葉片質(zhì)量增大時(shí)，在較低的徑向高度處物理面積或者橫截面積必須增大，以能夠承載其上方的質(zhì)量而不會(huì)超過對于給定材料的可容許應(yīng)力。在較低跨度處葉片橫截面積的此增大會(huì)引起根部的過大流動(dòng)阻礙以及由此引起較低的性能。葉片的重量引起更高的盤應(yīng)力并因此可能降低可靠性。
數(shù)個(gè)現(xiàn)有的美國專利/申請涉及所謂的“混合”葉片設(shè)計(jì)，其中通過將翼面構(gòu)造為金屬和聚合物填充材料的組合而減小翼面的重量。特別地，一個(gè)或多個(gè)葉片形成在翼面部分中，并用聚合物填充材料填充。這些現(xiàn)有的專利/申請包括美國專利No.6,854,959、6,364,616、6,139,278、6,042,338、5,931,641和5,720,597；2004年7月28日遞交的申請No.10/900222和2004年8月7日遞交的申請No.10/913,407；這些專利和申請中每一個(gè)的公開通過此引用而包含在本文中。
但是，與混合汽輪機(jī)葉片相關(guān)的另一個(gè)問題涉及作為在使用期間這樣的葉片所遭受溫度的函數(shù)的成本。例如在雙流式汽輪機(jī)中，在部分負(fù)載和全速情況期間存在對末級葉片頂端區(qū)域的嚴(yán)重鼓風(fēng)加熱。葉片后的護(hù)罩區(qū)域具有噴水系統(tǒng)以冷卻到冷凝器的排氣流。在這點(diǎn)上，在典型設(shè)計(jì)中水噴灑不用來冷卻葉片而是冷卻排放蒸汽以將排放殼體密封保持在其材料溫度限制內(nèi)。典型地，在LP護(hù)罩和冷凝器開口之間是氨基甲酸脂密封。即使在水噴灑運(yùn)行期間，冷卻流不會(huì)移動(dòng)到葉片頂端附近的加熱區(qū)域，因此，葉片頂端的冷卻非常小。在此情況期間葉片頂端可達(dá)到超過500華氏度，而在正常操作期間，葉片溫度僅達(dá)到約150華氏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種設(shè)計(jì)為與混合末級LP葉片結(jié)合使用的汽輪機(jī)系統(tǒng)而擴(kuò)展了混合葉片概念．特別地，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，其可以在低VAN鼓風(fēng)狀況期間冷卻葉片頂部區(qū)域，由此可以實(shí)現(xiàn)使用混合葉片的有利的設(shè)計(jì)和效率結(jié)果。
因此，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為一種軸流式汽輪機(jī)，包括轉(zhuǎn)子；末級，包括具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和在其問延伸的多個(gè)噴嘴的隔板，和在所述隔板下游固定到所述轉(zhuǎn)子以相對于所述所述末級隔板旋轉(zhuǎn)的一排葉片；和至少一個(gè)噴射組件，用于向所述末級的附近區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)。
本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為一種在軸流式汽輪機(jī)中冷卻其末級的方法，該軸流式汽輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子和該末級，該末級包括具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和在其問延伸的多個(gè)噴嘴的隔板，和在所述隔板下游固定到所述轉(zhuǎn)予以相對于所述所述末級隔板旋轉(zhuǎn)的一排葉片，所述方法包括向所述末級的附近區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)．


圖1示出雙流時(shí)低壓渦輪機(jī)的示意圖；圖2示出部分完成的混合葉片的示意圖；圖3示出渦輪機(jī)葉輪的側(cè)視圖，該葉輪具有多個(gè)安裝于其上的混合葉片；圖4示出混合葉片的截面圖；圖5是在本發(fā)明示例實(shí)施例中包括蒸汽或水噴射和/或水噴灑的混合葉片系統(tǒng)的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例通過前外側(cè)壁的噴嘴進(jìn)行蒸汽噴射的示意圖；
圖7是圖示在本發(fā)明示例實(shí)施例中的蒸汽或水噴射流動(dòng)線路的示意側(cè)視圖；和圖8是蒸汽或水噴射/水汽抽取組件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是雙流式低壓渦輪機(jī)10的示意圖，其包括渦輪機(jī)殼體12，轉(zhuǎn)子14和位于兩個(gè)渦輪段16，18中的多個(gè)葉輪。用虛線圈出區(qū)域20，22表示末級葉片徑向上最外側(cè)區(qū)域，該區(qū)域在部分負(fù)荷工況下經(jīng)歷最大的鼓風(fēng)加熱。因此，在本發(fā)明示例實(shí)施例中，蒸汽或水噴射、蒸汽抽取和/或水噴灑被用于冷卻(多個(gè))末級的噴嘴和/或葉片，使得可以實(shí)現(xiàn)用于這樣的(多個(gè))級的混合葉片的優(yōu)點(diǎn)。
圖2示意性地示出了混合汽輪機(jī)葉片24的示例性結(jié)構(gòu)。該汽輪機(jī)葉片包括葉柄部26和翼面部28。該翼面部具有工作溫度范圍，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，與葉柄部相連的葉片根部，葉片頂部和向外延伸到葉片頂部向內(nèi)延伸到葉片根部的徑向軸線。柄部典型地包括用于將葉片連接到轉(zhuǎn)子盤(圖3)的燕尾榫，和幫助徑向容納蒸汽流的葉片平臺。翼面部具有前緣和后緣，其中蒸汽流的方向一般為從前緣流向后緣。該翼面還具有壓力側(cè)和負(fù)壓(凸起)側(cè)。
在示出的例子中，在翼面部28的壓力側(cè)形成徑向上的內(nèi)外凹槽30，32，它們由相對寬的腹板或肋和中間跨越擋板36分隔開。在此種葉片設(shè)計(jì)中可以采用更多(或更少)的凹槽。圖3示意性地示出了一排混合葉片24，其被安裝于渦輪轉(zhuǎn)子盤42上。
所述翼面包括主要由金屬構(gòu)成的主體或主要部分34。在此，術(shù)語“金屬”包括“合金”但出于描述此發(fā)明的目的不能被認(rèn)為是指“金屬泡沫”。在本文描述的示例性實(shí)施例中，主體34是單片的金屬部，盡管本發(fā)明不必要對此進(jìn)行限制。該金屬部具有第一質(zhì)量密度并基本上在徑向上從葉片根部延伸至葉片頂部。在翼面中省掉或者去除掉金屬處限定出凹槽或凹入30，32。對于此，葉片主體或金屬部可由鍛造，沖壓或鑄造形成，表面凹槽可通過例如化學(xué)銑削，電化學(xué)加工，放電加工或高速加工等加工方法形成。
圖4是混合葉片結(jié)構(gòu)的截面示意圖，其中填料部40設(shè)置在金屬部的凹槽30中而主要并不含金屬，其具有不同于第一質(zhì)量密度的第二質(zhì)量密度。凹槽30、32的填料材料40、38可以包括不同剛度的基于氨基甲酸脂的聚合物、基于硅樹脂的聚合物、基于橡膠的復(fù)合物或者具有適當(dāng)硬化劑的聚合物混合物和/或諸如碳纖維、玻璃纖維或陶瓷的其他材料，以調(diào)節(jié)頻率、阻尼、抗腐蝕性等。例如，美國專利6287080和5931641公開了一些合適的填料復(fù)合物，這些專利在此一并作為參考引用。將填料材料與翼面部的金屬面相連接的選擇包括，而不僅限于，自粘合、填料材料與翼面部28的金屬面之間的粘合、粘膠粘合(粘性膜或涂膠)以及熔融結(jié)合。
如果認(rèn)為必要或者期望，布置用于填充凹槽32的填料部38可以具有與用于填充凹槽30的填料部40不同的屬性，例如耐溫能力。采用不同的填料部，或更特別地，采用不同的填料允許了在花費(fèi)減小的情況下改善混合葉片的耐溫能力。使用每種材料可以根據(jù)填料的溫度特性以及任意給定級的葉片的耐溫能力的需要對葉片上特定位置來配置。在葉片的有限位置采用更昂貴的耐高溫材料使混合葉片的設(shè)計(jì)特別對于那些處于高鼓風(fēng)環(huán)境下的葉片更加具有可行性。
葉片可以被制造使得一個(gè)或多個(gè)凹槽被填料材料所填充，填料材料被選擇以實(shí)現(xiàn)單個(gè)葉片以及整排葉片的期望固有頻率。
在與此示例實(shí)施例相關(guān)的第一方法中，一排這樣的葉片內(nèi)的葉片24的凹槽30、32被作為固有頻率函數(shù)而選擇的填料材料所填充。因此，所有凹槽(從一個(gè)到四個(gè)或者更多)可以被設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)單個(gè)葉片以及整排葉片的期望固有頻率的相似聚合物填料材料所填充。在另一個(gè)示例中，每個(gè)葉片可以包括至少兩種例如不同剛度的不同填料材料，以實(shí)現(xiàn)期望的固有頻率。
在與此示例實(shí)施例相關(guān)的第二方法中，沿著翼面的壓力側(cè)具有凹入凹槽的兩組或者多組葉片可以形成為在每組葉片的凹槽中具有不同的填料材料。通過示例，一組葉片可以使用更高強(qiáng)度或“更剛性”的材料作為凹槽填料，而另一組葉片可以使用較低剛性的材料?；蛘?，一個(gè)組中葉片的多個(gè)凹槽可以分別使用多種聚合物填料填充，而另一個(gè)組的多個(gè)凹槽分別使用不同的多種聚合物填料填充。因此，例如參照圖2的葉片，對于第一組葉片，凹槽30可以用聚合物“a”填充，而凹槽32可以用聚合物“b”填充。對于第二組葉片，凹槽30可以用于聚合物“c”填充而凹槽32可以用聚合物“d”填充。同樣，這些材料被選擇以實(shí)現(xiàn)兩組葉片中的不同固有頻率。
可以采用上文描述的葉片設(shè)計(jì)來在附圖3所示出的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子輪上形成一排葉片。特別地，組A和組B可以以預(yù)定映射配置，例如模式ABAB，組裝在渦輪機(jī)葉輪上，這樣組A的葉片總是與組B的葉片相鄰。按照此種方式，兩組(或更多組)葉片可以有目的地進(jìn)行加工和合理地組裝以利用它們共振頻率的內(nèi)在不同來作為減小系統(tǒng)對于同步和非同步振動(dòng)的響應(yīng)的方法，而并不會(huì)不利地影響葉片設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)屬性。在此更進(jìn)一步地，存在這樣一種可能，即設(shè)計(jì)一組葉片，其固有頻率均等地布置在兩個(gè)“每轉(zhuǎn)”標(biāo)準(zhǔn)之間(例如4每轉(zhuǎn)和5每轉(zhuǎn)被劃分)，以及設(shè)計(jì)另一組葉片，其具有不同的填料部從而使其關(guān)于另外一組“每轉(zhuǎn)”激勵(lì)(例如3每轉(zhuǎn)和4每轉(zhuǎn)被劃分)均等布置。
還有可能通過改變?nèi)~片組分布模式來同樣獲得預(yù)期的頻率特性。例如，也可以應(yīng)用模式AABBAA或AABAAB...。
在另一個(gè)示例實(shí)施例中，葉片制造為一個(gè)或多個(gè)凹槽填充氨基甲酸脂或者硅聚合物填料材料，作為填料材料的阻尼特性的函數(shù)而選擇該填料材料。
同樣這可以在兩種方法之一中實(shí)現(xiàn)。第一方法是在每個(gè)葉片的多個(gè)凹槽(或者葉片凹槽)內(nèi)使用一種或多種填料，填料被選擇來改變每個(gè)葉片的阻尼系數(shù)以及整排葉片的阻尼響應(yīng)。根據(jù)特定材料特性所需要的位置，一些凹槽可以用高阻尼材料或者可滿足某些其他特定要求(不一定與阻尼相關(guān))的材料來填充。在葉片的某些區(qū)域，例如，腐蝕可能是所關(guān)注問題；但是防腐蝕的理想材料可能對減振不理想。在其他區(qū)域，腐蝕可能不是什么問題，并且減振可能是主要問題。不管怎樣，通過改變阻尼特性至更大或者更小程度，該排葉片中的系統(tǒng)振動(dòng)幅值可以被減小至可接受水平。
與此示例相關(guān)的第二方法同樣涉及將葉片分為兩組，每個(gè)組包括不同的材料來調(diào)節(jié)各個(gè)組內(nèi)葉片的阻尼系數(shù)。例如，一個(gè)組的所有葉片將在各個(gè)凹槽中包括一種或多種填料，而第二組的所有葉片將包括不同選擇的一種或多種填料。還可以通過與上述相似的映射配置來組裝葉片，即ABAB...或者AABBAA...。映射配置通過利用在每組葉片中不同的葉片阻尼響應(yīng)來使葉片排或組阻尼增強(qiáng)，從而達(dá)到對葉片組進(jìn)行混合調(diào)節(jié)的目的。這樣還可以轉(zhuǎn)換每個(gè)葉片的頻率從而甚至更好的利用混合調(diào)節(jié)概念。
上述方法的每一者可導(dǎo)致消除特定葉片設(shè)計(jì)的中間跨度處的典型機(jī)械阻尼。此中間跨度連接是導(dǎo)致渦輪機(jī)效率減小的流動(dòng)干擾。換言之，通過使用具有改進(jìn)阻尼特性的適當(dāng)填料材料，可以完全去除當(dāng)前的中間跨度擋板36。
如上所述，典型的混合葉片24包括金屬葉片部分34，其具有容納復(fù)合基質(zhì)填料40、38的凹入凹槽或者穿透的壁窗口30、32。圖4示出了典型混合翼面設(shè)計(jì)的橫截面，示出了淺凹槽30，其填充由復(fù)合或者聚合物材料40。
此混合葉片設(shè)計(jì)允許多個(gè)有利結(jié)果。其產(chǎn)生允許更長或更寬弦長葉片的更輕葉片。較長葉片還允許更寬弦長葉片或者具有改進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué)的葉片，由此提供級效率。
混合葉片設(shè)計(jì)還提供了“混合調(diào)節(jié)”連續(xù)接合的葉片級以阻尼該級的總頻率響應(yīng)的能力。此外，混合葉片具有減小成本的機(jī)會(huì)。當(dāng)前用于被生產(chǎn)的最長葉片上的鈦非常昂貴，可達(dá)鋼合金的3倍成本?；旌先~片具有用帶混合葉片的鋼設(shè)計(jì)替代鈦設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。還具有通過增加混合葉片材料由此減小葉片和轉(zhuǎn)子中應(yīng)力水平來延長葉片級使用壽命的機(jī)會(huì)。此外，可以布置多于一個(gè)具有混合設(shè)計(jì)的級，這將提高空氣效率或增大葉片長度以產(chǎn)生更多動(dòng)力。更進(jìn)一步，更輕的混合葉片允許在調(diào)節(jié)葉片的IRD(內(nèi)轂或者根部直徑)方面具有更大靈活性。對于相同葉片將IRD制造得更大允許更大環(huán)形區(qū)域，如果熱動(dòng)力學(xué)/性能設(shè)計(jì)要求的話。在典型渦輪機(jī)中，移動(dòng)外側(cè)葉片大大增大轉(zhuǎn)子上的拉動(dòng)負(fù)載，由于增大葉片拉動(dòng)負(fù)載的指數(shù)因數(shù)。此外，可以在維持或者減小IRD的同時(shí)將葉片制造得更長，兩者都可產(chǎn)生更大環(huán)形區(qū)域。新的IGCC渦輪機(jī)設(shè)計(jì)概念需要更大環(huán)形區(qū)域，由于該特定應(yīng)用具有更高流率。較大的混合葉片環(huán)形區(qū)域使得這成為可能，而無需產(chǎn)生更多LP部分來通過該流動(dòng)。由于長度(應(yīng)力)限制，利用當(dāng)前金屬葉片這在物理上無法獲得。
本發(fā)明的目的是產(chǎn)生與上述類型的混合末級LP葉片結(jié)合使用的汽輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但是，在使得混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的過程中存在幾個(gè)問題。一個(gè)問題是在低VAN操作中產(chǎn)生的高溫。如上所述，在使用混合葉片設(shè)計(jì)(即金屬葉片中的復(fù)合或者聚合物材料)時(shí)的嚴(yán)重問題是當(dāng)轉(zhuǎn)子全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在流動(dòng)(低VAN)操作期間的溫度狀況。在低流量操作期間，葉片頂部區(qū)域處于將流加熱到嚴(yán)重高于穩(wěn)態(tài)操作的溫度的鼓風(fēng)狀況。因此，混合葉片系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須能夠克服溫度增大。
使得混合葉片設(shè)計(jì)可行的一種途徑是開發(fā)在高溫蒸汽環(huán)境中使用的高溫復(fù)合材料。在這方面請參考2004年7月28日遞交的共同待審申請10/900222，其內(nèi)容通過參考包含于此。如下更詳細(xì)說明的第二途徑是在低VAN鼓風(fēng)狀況期間主動(dòng)冷卻葉片頂部區(qū)域。
在圖5所示的一個(gè)示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)包括在排放區(qū)域中的水噴灑44，當(dāng)存在低VAN鼓風(fēng)狀況時(shí)選擇性接通水噴灑44。這樣的噴灑可以通過測試或CFD分析優(yōu)化。噴灑位于外排放流錐形46或者內(nèi)錐形48上，或者兩者如圖5所示。流的方向和量被所期望地優(yōu)化，使得存在足夠的水流以冷卻葉片24，但是不足以對葉片前端或者后端產(chǎn)生過量腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的其他特征(其可以與水噴灑44結(jié)合或者替代設(shè)置)是如圖6所示從末級隔板52的外側(cè)壁50，或者如圖7中示例所示在葉片24頂部的緊前面噴射蒸汽或水。而另一個(gè)替代方案使用圖8中構(gòu)造在葉片頂部附近和葉片24緊前方的噴嘴外側(cè)壁50中的小抽取槽54來抽取流，由此減小鼓風(fēng)加熱狀況。
更具體地參照圖5，如其中所示，汽輪機(jī)的兩個(gè)末級被示為包括混合葉片。在此示例實(shí)施例中，上和/下水噴灑44被示為在低壓排放護(hù)罩?jǐn)U散器區(qū)域中進(jìn)行冷卻。額外地或者替代地，蒸汽或者水噴射56設(shè)置在噴嘴隔板52上游(圖6)，或者蒸汽/水噴射和/或蒸汽噴射設(shè)置在噴嘴隔板52的下游側(cè)。
特別地參照蒸汽或者水噴射選擇，圖6示例性地示出了在外環(huán)50中限定的蒸汽(或水)噴射腔58，包括用于引導(dǎo)蒸汽56朝向末級噴嘴60的上游端的蒸汽(或水)噴射口，所述蒸汽通過低壓殼體中的蒸汽噴射口62被引導(dǎo)到噴射腔。圖6還示意性地示出了用于在末級混合葉片24下游的低壓排放護(hù)罩/擴(kuò)散器區(qū)域進(jìn)行冷卻的水噴灑44。
如上所述，蒸汽或水噴射和/或蒸汽抽取也可以設(shè)置在噴嘴隔板52的下游側(cè)、混合葉片24的上游側(cè)。因此，如圖7所示，主蒸汽64可以被引導(dǎo)通過蒸汽噴射腔66、通道68和槽70，以被引導(dǎo)冷卻噴嘴60的下游端和相鄰混合葉片24的頂端。此噴射流有助于減小遭受鼓風(fēng)加熱狀況的區(qū)域中的溫度。在替代方案中，蒸汽噴射槽170可以構(gòu)造為凹勺54，如圖8具體示出，由此作為蒸汽噴射的替代方案，水汽抽取可以通過水汽抽取凹勺54、進(jìn)入水汽抽取腔166中的(多個(gè))抽取孔或(多個(gè))通道168并最終例如到冷凝器而完成。使用葉片緊前面的小抽取槽來抽取流減小了鼓風(fēng)加熱狀況。
如圖5所示，混合葉片系統(tǒng)可以涉及多于一個(gè)級，特別是當(dāng)開發(fā)出更高溫度復(fù)合材料時(shí)。這可以允許(多個(gè))末級中有增大面積或者增大效率的翼面。此外，由于葉片減小的拉動(dòng)負(fù)載，這允許更小和更短的轉(zhuǎn)子盤。更短的轉(zhuǎn)子允許更小的嵌入空間。更短的轉(zhuǎn)子還有利于轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，因?yàn)楦P(guān)鍵的基本頻率可以移動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)速度之上。此外，通過將相同長度葉片移動(dòng)到外側(cè)，混合葉片系統(tǒng)設(shè)計(jì)還允許更大環(huán)形。這不可能使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槿~片將過重使得轉(zhuǎn)子不能處理增大的負(fù)載。這允許通過相同轉(zhuǎn)子長度獲得更大渦輪機(jī)輸出。
雖然本發(fā)明是結(jié)合被認(rèn)為是目前最具有實(shí)踐性和優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行描述的，應(yīng)該了解到本發(fā)明不限于公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明在于覆蓋包括在后附的權(quán)利要求的精神和范疇內(nèi)的各種不同的修改和等同配置。
權(quán)利要求
1.一種軸流式汽輪機(jī)，包括轉(zhuǎn)子；末級，包括具有內(nèi)環(huán)(52)、外環(huán)(52)和在其間延伸的多個(gè)噴嘴(60)的隔板，和在所述隔板下游固定到所述轉(zhuǎn)子以相對于所述所述末級隔板旋轉(zhuǎn)的一排葉片(24)；和至少一個(gè)噴射組件(44、56、58、66、68、70)，用于向所述末級的附近區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式汽輪機(jī)，其中所述噴射組件包括在所述末級葉片下游的排放區(qū)域中的水噴灑(44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式汽輪機(jī)，其中所述噴射組件包括限定在所述外環(huán)(50)中的蒸汽或水噴射腔(58、66)，和向著所述隔板的所述噴嘴(60)定向的蒸汽或者水噴射口(56、54)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流式汽輪機(jī)，其中所述噴射口相對于通過末級的蒸汽流動(dòng)路徑布置在所述噴嘴的上游。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流式汽輪機(jī)，其中所述噴嘴腔(66)相對于通過末級的蒸汽流動(dòng)路徑在所述噴嘴(60)的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式汽輪機(jī)，包括水汽抽取組件(166、168、170、54)，用于從通過末級的蒸汽流動(dòng)路徑抽取水汽，相對于所述蒸汽流動(dòng)路徑在噴嘴(60)的下游和葉片(24)的上游，其中所述水汽抽取組件包括限定在所述外環(huán)中的水汽抽取腔(166)和具有開口(54)的水汽抽取槽(170)，該水汽抽取槽具有朝向所述隔板的所述噴嘴(60)定向的凹勺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式汽輪機(jī)，其中至少一個(gè)所述葉片包括翼面部分，該翼面部分具有(1)主要由金屬構(gòu)成并具有第一質(zhì)量密度的金屬部分(34)，其中所述金屬部分從大致所述葉片根部徑向延伸到大致所述葉片頂部；和(2)至少一個(gè)纖維復(fù)合物部分(38、40)，具有小于所述第一質(zhì)量密度的第二質(zhì)量密度。
8.一種在軸流式汽輪機(jī)中冷卻其末級的方法，該軸流式汽輪機(jī)包括轉(zhuǎn)子和該末級，該末級包括具有內(nèi)環(huán)(52)、外環(huán)(52)和在其間延伸的多個(gè)噴嘴(60)的隔板，和在所述隔板下游固定到所述轉(zhuǎn)子以相對于所述所述末級隔板旋轉(zhuǎn)的一排葉片(24)，所述方法包括向所述末級的附近區(qū)域噴射冷卻介質(zhì)(44、56、58、66、68、70)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述噴射包括在所述末級葉片(20)下游的排放區(qū)域中噴水(44)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述噴射包括從限定在所述外環(huán)(50)中的蒸汽或水噴射腔(58、66)通過向著所述隔板的所述噴嘴定向的蒸汽或者水噴射口(56、54)噴射蒸汽或水。
全文摘要
一種與混合末級LP葉片(24)結(jié)合使用的汽輪機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)適于在低VAN鼓風(fēng)狀況期間冷卻葉片頂部區(qū)域(20、24)，由此可以實(shí)現(xiàn)使用混合葉片的有利的設(shè)計(jì)和效率結(jié)果。
文檔編號F01D25/12GK101089370SQ200710110090
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者S·S·伯奇克, C·拉諾, P·M·芬尼根, 林玫玲 申請人:通用電氣公司