[发明专利]涡轮机叶片末端附件

说明书

本发明公开了用于涡轮机(100)的叶片、用于涡轮机(100)的叶片(120)的末端(154)以及相关方法。该叶片(120)可包括末端主体(160,160A)，该末端主体具有至少部分地被构造用于联接到该叶片(120)的翼面主体(124)的形状；位于该末端主体(160,160A)中的至少一个冷却剂通道(145)，该至少一个冷却剂通道被构造用于与该翼面主体(124)中的至少一个冷却剂通道(145)流体连通；以及保持构件(180)，该保持构件从该末端主体(160,160A)延伸以联接到该翼面主体(124)中的末端保持构件底座(170)。该末端(154)可被替换，从而允许叶片的该末端(154)中的该冷却剂通道(162)的变化。

本专利申请涉及与本专利申请同时提交的美国专利申请第16/184,111号，GE案卷号325994-2。

背景技术

本公开整体涉及燃气涡轮叶片，并且更具体地涉及用于将叶片末端附接到叶片主体的系统。

燃气涡轮机系统广泛用于发电。燃气涡轮热气体路径旋转叶片，并且具体地叶片末端，在操作期间需要冷却。此外，燃气涡轮热气体路径喷嘴在操作期间可能需要冷却。显著量的空气可用于冷却该叶片和该喷嘴。然而，如果用于冷却的空气的使用程度减小，则可提高燃气涡轮系统的总效率。通常使用熔模铸造工艺将涡轮叶片和喷嘴制造为整体结构。该熔模铸造工艺对于在某些区域(例如，喷嘴和/或叶片的叶片末端或前缘和/或后缘)中实现高级热传递设计提出了许多挑战。解决这些挑战的一种方法是分别制造翼面的一部分(例如，末端或边缘试样块)并将其附接到翼面的其余部分(例如，叶片或喷嘴的翼面主体)。这样，可在例如叶片末端或喷嘴翼面前缘或后缘中实现先进的冷却布置，并且在新部件和用过的部件两者中均投入实践该先进的冷却布置。使用以后附接的单独的末端或试样块的一个挑战是将部件充分地联接到叶片或喷嘴的翼面的其余部分。目前的实践包括焊接、钎焊和粘结。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种用于涡轮机的叶片，该叶片包括：翼面主体，该翼面主体包括至少一个第一冷却剂通道，以及末端保持构件底座，该末端保持构件底座位于该翼面主体之中或之上；以及末端，该末端具有至少部分地被构造用于联接到翼面主体的形状，该末端包括：末端主体；位于末端主体中的至少一个第二冷却剂通道，该至少一个第二冷却剂通道被构造用于与翼面主体中的该至少一个第一冷却剂通道流体连通；以及保持构件，该保持构件从末端主体延伸以联接到翼面主体中的末端保持构件底座。

本公开的第二方面提供了一种形成用于涡轮机的叶片的方法，该方法包括：提供翼面主体，该翼面主体包括位于其中的至少一个第一冷却剂通道；以及提供第一末端，该第一末端具有至少部分地被构造用于联接到翼面主体的形状，该第一末端包括：末端主体、位于末端主体中的至少一个第二冷却剂通道、以及从末端主体延伸以联接到翼面主体中的至少一个保持构件底座的至少一个保持构件；以及将第一末端联接到翼面主体，使得该至少一个第二冷却剂通道与翼面主体中的该至少一个第一冷却剂通道流体连通，并且该至少一个保持构件联接到翼面主体中的该至少一个保持构件底座。

本公开的第三方面提供了一种用于涡轮机的叶片的末端，该末端包括：末端主体，该末端主体具有至少部分地被构造用于联接到叶片的翼面主体的形状；位于末端主体中的至少一个冷却剂通道，该至少一个冷却剂通道被构造用于与翼面主体中的至少一个冷却剂通道流体连通；以及保持构件，该保持构件从末端主体延伸以联接到翼面主体中的末端保持构件底座。

本公开的第四方面提供了一种用于涡轮机的叶片或喷嘴的翼面，该翼面包括：翼面主体，该翼面主体包括至少一个第一冷却剂通道，以及位于翼面主体的前缘或后缘中的边缘开口，该边缘开口具有位于翼面主体的内表面之中或之上的边缘试样块保持构件底座；以及边缘试样块，该边缘试样块具有至少部分地被构造用于联接到翼面主体中的边缘开口的形状，该边缘试样块包括：边缘试样块主体，位于该边缘试样块主体中的至少一个第二冷却剂通道，该至少一个第二冷却剂通道被构造用于与翼面主体中的该至少一个第一冷却剂通道流体连通，以及保持构件，该保持构件从边缘试样块主体延伸以联接到翼面主体中的边缘试样块保持构件底座。