The utility model provides a cooling structure for turbine blades, which relates to a cooling technology for gas turbine blades, and is used for cooling gas turbine blades. The structure includes a film cooling structure located at the leading edge of the blade and a double-layer wall cooling structure located at the blade body. Different from the conventional blade, the blade body is changed from ribbed channel structure to double-wall cooling structure. The double-wall is composed of impact holes, spoiler and film holes. The spoiler is designed as a semi-high spoiler, which can reduce the flow resistance coefficient. Because the double-wall cooling structure will bring the impact cooling effect which the ribbed passage does not have, it will have a higher comprehensive cooling effect under the same cooling rate, making the turbine blade wall temperature lower and life longer.
【技术实现步骤摘要】
一种透平叶片冷却结构
本技术属于燃气轮机叶片冷却
,涉及一种双层壁冷却与气膜冷却组合式透平叶片结构,尤其涉及一种叶片前缘采用传统气膜冷却、叶身采用新型双层壁冷却的叶片冷却结构,用于燃气透平叶片结构设计,可明显提高燃气透平叶片冷却效率。
技术介绍
目前燃气透平常采用复杂多通道强迫对流加气膜冷却的复合冷却方式,可使叶片金属平均温度降低500-700K,冷却效率为0.5-0.6。未来燃气轮机的透平进口温度将达到1973K,为了满足未来燃气轮机透平进口温度进一步提高的要求,需采用冷却技术使叶片能降温700-900K,冷却效率大于0.7。如果继续采用对流/气膜复合冷却方式,冷气消耗量将会急剧增加,冷气用量的增加将会降低燃气轮机的性能,这与高效燃气轮机的设计要求是相违背的,因此发展高效双层壁冷却技术对于提升我国燃气轮机技术具有重要意义。由于双层壁结构最先用于燃烧室冷却设计中,常规双层壁结构(如图1所示)大多沿流向和展向具有同样的排列方式。这就使得气膜孔沿展向和流向的间距相当。但对于燃气透平叶片气膜冷却来说,由于气膜沿流向能作用较远的距离,而沿展向的作用空间很有限。如果把典型双层壁直接用于叶片冷却中,这将会消耗大量的冷却空气。同时透平动叶片前缘前缘空间狭小、当地主流静压较大,而双层壁结构的流动阻力又比较大,把透平叶片前缘设计成双层壁结构时存在着冷气因压差太小流不出去的问题。
技术实现思路
针对现有透平叶片双层壁冷却设计技术的缺点和不足,本技术的目的是提供一种适用于燃气轮机透平动叶的双层壁冷却与气膜冷却组合式冷却结构设计。与常规叶片不同的是,叶身由带肋通道结构改为双层壁冷却 ...
【技术保护点】
1.一种透平叶片冷却结构,其特征在于,叶片前缘区域采用气膜冷却,叶身主体区域采用双层壁冷却,其中,所述叶身主体区域包括沿叶片展向延伸的若干个独立的冷气腔室,各所述冷气腔室的压力面和吸力面的壁面均为双层壁结构,所述双层壁结构包括带气膜孔的外侧壁、带冲击孔的内侧壁以及位于所述外侧壁上的半高型扰流柱,所述叶片前缘区域设有一沿叶片展向延伸的冷气通道,所述冷气通道的壁面上设有呈阵列分布的气膜通孔。
【技术特征摘要】
1.一种透平叶片冷却结构,其特征在于,叶片前缘区域采用气膜冷却,叶身主体区域采用双层壁冷却,其中,所述叶身主体区域包括沿叶片展向延伸的若干个独立的冷气腔室,各所述冷气腔室的压力面和吸力面的壁面均为双层壁结构,所述双层壁结构包括带气膜孔的外侧壁、带冲击孔的内侧壁以及位于所述外侧壁上的半高型扰流柱,所述叶片前缘区域设有一沿叶片展向延伸的冷气通道,所述冷气通道的壁面上设有呈阵列分布的气膜通孔。2.根据权利要求1所述的透平叶片冷却结构,其特征在于,所述冲击孔为圆形,所述扰流柱为圆柱形。3.根据权利要求1所述的透平叶片冷却结构,其特征在于,所述双层壁结构中,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:张晓东,安柏涛,曾蕴涛,林晓春,
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所,
类型:新型
国别省市:北京,11
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