PALA DE TURBINA Y TURBINA DE GAS CON UNA PALA DE TURBINA DE ESTE TIPO.

Pala de turbina y turbina de gas con una pala de turbina de este tipo La invención se refiere a una pala de turbina con una hoja de pala dispuesta a lo largo de un eje de la pala y con una zona de plataforma, que presenta una plataforma dispuesta en la pata de hoja de la pala y que se extiende transversalmente al eje de la pala. La invención se refiere, por otro lado, a una turbina de gas con un canal de circulación, que se extiende a lo largo de un eje de la turbina de gas, con sección transversal de forma anular para un medio de trabajo, con una segunda fase de pala dispuesta detrás de una primera fase de pala a lo largo del eje, de manera que una fase de pala presenta una pluralidad de palas de turbina dispuestas en forma de anillo y que se extienden radialmente en el canal. En una turbina de gas de este tipo, en el canal de circulación después de la impulsión con gas caliente aparecen temperaturas, que pueden estar en el intervalo entre 1000 ºC y 1400 ºC. La plataforma de las palas de turbina forma, como consecuencia de la disposición en forma de anillo de una pluralidad de tales palas de turbina en una fase de palas, una parte del canal de circulación para un fluido de trabajo que circula a través de la turbina de gas en forma de gas caliente, que acciona de esta manera el rotor axial de la turbina a través de las palas de turbina. Se contrarresta una solicitación térmica tan fuerte de la delimitación del canal de circulación formada por las plataformas porque una plataforma es refrigerada desde atrás, es decir, desde la pata de una pala de turbina dispuesta debajo de la plataforma. A tal fin, la pata y la zona de la plataforma presentan normalmente una canalización adecuada para la impulsión con un medio de refrigeración. Se deduce a partir del documento DE 2 628 807 A1 un sistema de refrigeración por rebote para una pala de turbina del tipo mencionado al principio. En el documento DE 2 628 807 A1, un elemento de pared perforado está dispuesto para la refrigeración de la plataforma delante del lado de la plataforma que está alejado del gas caliente, por lo tanto detrás de la plataforma, es decir, entre una pata de la pala y la plataforma. A través de los taladros del elemento de pared pasa aire de refrigeración a presión relativamente alta sobre el lado de la plataforma alejado del gas caliente, con lo que se consigue una refrigeración por rebote eficiente. En el documento EP 1 073 827 B1 se publica una nueva vía en la construcción de la zona de la plataforma de palas de turbinas fundidas. La zona de la plataforma está configurada como plataforma doble formada por dos paredes de plataforma opuestas entre sí. De esta manera se consigue que la pared de la plataforma que delimita el canal de circulación y que está expuesta directamente al gas caliente se pueda realizar fina. Con la realización en dos paredes de plataforma resulta una separación de la función para las paredes de la plataforma. La pared de la plataforma que delimita el canal de circulación es responsable esencialmente de la canalización del gas caliente. La pared opuesta de la plataforma, no impulsada por el gas caliente, asume la absorción de las cargas que proceden de la hoja de la pala. Esta separación de funciones hace posible realizar la pared de la plataforma que delimita el canal de circulación tan fina que se garantiza la canalización del gas caliente, sin tener que absorber en este caso cargas esenciales. En la forma de realización de una pala de turbina del tipo mencionado al principio, en la juntura de separación entre plataformas de palas de turbina adyacentes entre sí de la misma fase de turbinas o de palas de turbina adyacentes de fases de palas dispuestas unas detrás de las otras son necesarias medidas de obturación para impedir una circulación de salida no deseada y excesiva del medio de refrigeración al canal de circulación impulsado con gas caliente. Las medidas necesarias para la obturación pueden conducir a situaciones difíciles desde el punto de vista de la estructura y desde el punto de vista de la refrigeración en una pared de la plataforma altamente cargada térmicamente y representan un potencial elevado de fallo para una pala de turbina y, por lo tanto, para una turbina de gas. Normalmente, la obturación de tales junturas de separación se consigue a través de la integración de elementos de obturación especiales. Sin embargo, éstos deben ser, por una parte, suficientemente de resortes para permitir movimientos relativos simultáneos de partes adyacentes, en particular de palas de turbinas adyacentes y de sus plataformas y, por otra parte, deben conseguir a pesar de todo un efecto de obturación. La integración de tales elementos de obturación conduce a componentes complicados en cuanto a la geometría y a la estructura. Como consecuencia de ello, son necesarias medidas de refrigeración especiales, para refrigerar en una medida suficiente zonas marginales difícilmente accesibles de una plataforma. Otra pala de turbina de acuerdo con el estado de la técnica se conoce a partir del documento FR 2831207. Sería deseable una delimitación del canal de circulación de una turbina de gas configurada de la manera más sencilla posible y al mismo tiempo que se pudiera refrigerar y obturar bien. En este lugar entra la invención, cuyo cometido es indicar una pala de turbina con una plataforma, que al mismo tiempo está configurada sencilla y satisface de manera ventajosa también los requerimientos geométrico- estructurales y técnicos de refrigeración en el marco d una limitación del canal de circulación de una turbina de gas. Además, la obturación de las junturas de separación entre palas de turbina adyacentes debe realizarse de manera especialmente sencilla y con coste favorable. 2 E05706868 27-10-2011   Por lo que se refiere a las palas de turbina, el cometido se soluciona a través de la invención con la pala de turbina mencionada al principio, en la que de acuerdo con la invención la plataforma está formada, al menos parcialmente, por una primera pieza de chapa elástica de resorte, fijada en la hoja de la pala, que se puede apoyar con efecto de obturación en un tope central que está dispuesto en una pala de turbina adyacente. La invención parte de la consideración de que la utilización de una plataforma no soportante para la representación de la limitación de un canal de circulación de una turbina de gas que está impulsado con gas caliente, es, en principio, adecuada para refrigerar de la manera más eficiente posible la plataforma y, por lo tanto, la limitación del canal de circulación. Además de ello, el reconocimiento esencial de la invención consiste en que es posible equipar la propia plataforma con un efecto de obturación elevado y, en concreto, realizando la plataforma de pared tan fina que está formada por una pieza de chapa elástica de resorte que se apoya en la hoja de la pala. En efecto, de esta manera, la plataforma, como una pieza que delimita el canal de circulación impulsado con gas caliente, cumple todos los requerimientos relacionados con la refrigeración y también los de un elemento de obturación. A través de la pieza de chapa elástica de resorte que está fijada en la hoja de la pala, las plataforma como tal es, en efecto, suficientemente de resorte para permitir al mismo tiempo movimientos relativos de hojas de palas adyacentes y de otras partes y a pesar de todo recibe el efecto de obturación. De esta manera, se suprime la necesidad de un elemento de obturación especial. Esto simplifica la configuración y la refrigeración de la delimitación del canal de circulación. De acuerdo con la invención, la primera pieza de chapa elástica de resorte está prevista como una pared de plataforma no soportante, que delimita, al menos parcialmente, el canal de circulación impulsado con gas caliente. Se puede suprimir en gran medida una pared de plataforma soportante prevista en el documento EP 1 073 827 B1, que estaría dispuesta detrás de la primera pieza de chapa elástica de resorte. La plataforma está constituida, por lo tanto, al menos parcialmente, por la primera pieza de chapa elástica de resorte que está fijada en la hoja de pala. Se puede suprimir el elemento de obturación hasta ahora necesario entre plataformas de palas de turbina adyacentes, puesto que la primera pieza de chapa elástica de resorte de una de las palas de turbina se apoya herméticamente en la otra de las palas de turbina adyacentes. Las ventajas con respecto a la refrigeración y efecto de obturación de la primera pieza de chapa elástica de resorte para la plataforma y, por lo tanto, de la delimitación del canal de circulación se mantienen. Los desarrollos ventajosos de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes e indican, en particular, posibilidades ventajosas para desarrollar especialmente la plataforma con... [Seguir leyendo]

1.- Pala de turbina (63, 65) con una hoja de pala (67, 69) dispuesta a lo largo de un eje de pala (73, 75) y con una zona de plataforma (61), que está dispuesta en la pata de la hoja de pala (67, 69) y que presenta una plataforma (71), que se extiende transversalmente al eje de la pala (73, 75), en la que la plataforma (71) está formada, al menos en parte, por una primera pieza de chapa (79) elástica de resorte que se fija en un primer tope (83) dispuesto en la hoja de la pala (67, 69), caracterizada porque la pieza de chapa (79) se puede apoyar con efecto de obturación en otro tope (85) dispuesto en una pala de turbina (63, 65) adyacente. 2.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la plataforma (71) comprende una segunda pieza de chapa (77) que se fija en un segundo tope (81) sobre el otro lado de la hoja de la pala (67). 3.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque cada tope (81, 83) está configurado en forma de una ranura o de un canto. 4.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el otro tope (85) está configurado en forma de un soporte. 5.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la primera pieza de chapa (79) elástica de resorte se apoya en el estado de reposo de la pala de turbina (63, 65) suelta en el otro tope (85). 6.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la pieza de chapa (79) elástica de resorte se apoya bajo una tensión previa generada por sí misma en el otro tope (85). 7.- Pala de turbina (63, 65) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la zona de la plataforma (61) presenta una pata de pala (35, 47) como una estructura de soporte de la carga. 8.- Turbina de gas (1) con un canal de circulación (5), que se extiende a lo largo de un eje (3) con sección transversal en forma de anillo para un medio de trabajo M), con una segunda fase de palas (9, 13) dispuesta detrás de la primera fase de palas (7, 11) a lo largo del eje (3), en la que una fase de palas (7, 9, 11, 13) presenta una pluralidad de palas de turbina (63, 65) dispuestas en forma de anillo, que se extienden radialmente en el canal de circulación (5), de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores. 9.- Turbina de gas (1) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque durante el funcionamiento giratorio de una pala de turbina (63, 65) en forma de una pala de rodadura (23) en un rotor de turbina axial (19), se genera a través de la rotación una fuerza centrífuga que actúa desde la pata de la pala de turbina en la dirección (99) de la hoja de la pala, de manera que la primera pieza de chapa (79) elástica de resorte es presionada a través de la fuerza centrífuga contra otro tope (85) y de esta manera se apoya fijada por la fuerza centrífuga. 10.- Turbina de gas (1) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque durante el funcionamiento de una pala de turbina (63, 65) en forma de una pala de guía (21) en una carcasa de turbina periférica (15), se genera a través de un medio de refrigeración una caída de la presión desde la pata de la hoja de pala en la dirección (99) de la hoja de la pala, de manera que la primera pieza de chapa (79) elástica de resorte es presionada a través de la caída de la presión contra otro tope (85) y de esta manera se apoya fijada por la presión. 11.- Turbina de gas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque la primera pieza de chapa (79) elástica de resorte tiene durante el funcionamiento de la pala de turbina (63, 65) en la turbina de gas (1) la función de un elemento de obturación. 12.- Turbina de gas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque entre la primera pala de turbina (63) y una segunda pala de turbina (65) adyacente de la misma fase de palas (7, 9, 11, 13) se forma por una primera pieza de chapa (79) elástica de resorte de la primera pala de turbina (63) y por una segunda pieza de chapa (77) de la segunda pala de turbina (65) una delimitación del canal de circulación (5), que es continua. 13.- Turbina de gas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque entre una primera pala de turbina (63) de la primera fase de palas (7, 11) y una segunda pala de turbina (65) adyacente axialmente a la primera pala de turbina (63), de la segunda fase de palas (9, 13) se forma por una primera pieza de chapa (79) elástica de resorte de la primera pala de turbina (63) y por una segunda pieza de chapa (77) de la segunda pala de turbina (63) una delimitación (87) del canal de circulación (5), que es continua. 14.- Turbina de gas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque una primera pieza de chapa (77) dispuesta en una primera pala de turbina (63) y una segunda pieza de chapa (79) dispuesta en una segunda pala de turbina (65) están retenidas en común en otro tope (85) de una de las dos palas de turbina (63, 65). 8 E05706868 27-10-2011   9 E05706868 27-10-2011   E05706868 27-10-2011