用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构、燃机轮机的透平叶片和燃气轮机制造技术

本发明专利技术公开一种用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构、燃机轮机的透平叶片和燃气轮机，用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构包括静叶本体，静叶本体的尾缘段包括形成吸力面的第一壁板、形成压力面的第二壁板和位于第一壁板和第二壁板之间的中间壁板，中间壁板通过柱肋与第一壁板和第二壁板相连，第一壁板和中间壁板之间形成第一冷却通道，第二壁板和中间壁板之间形成第二冷却通道，第一冷却通道和第二冷却通道的第一端均邻近静叶本体的中弦段，第一冷却通道的第二端形成连通外界的尾缘劈缝，第二冷却通道的第二端形成连通外界的气膜孔。本发明专利技术提供的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构具备提高静叶内部换热系数，保护静叶叶片、提高冷却效果的优点。高冷却效果的优点。高冷却效果的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构、燃机轮机的透平叶片和燃气轮机


[0001]本专利技术涉及燃气轮机透平冷却的
，尤其涉及用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构、燃机轮机的透平叶片和燃气轮机。

技术介绍

[0002]相关技术中，透平叶片在工作状态下承受较高流体压力的一侧称为压力面，承受较低压力的一侧称为吸力面。沿着主流燃气流动方向，透平叶片可分为依次相连的前缘段、中弦段和尾缘段。
[0003]相关技术中，透平叶片的尾缘段和中弦段的冷却方式一般分别为柱肋冷却和衬套冲击冷却，该设置使得柱肋冷却和衬套冲击冷却之间存在一个无法布置冷却结构的区域，该区域内部换热系数低，金属壁面温度高，进而透平叶片存在易提前烧蚀而失效的缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]透平叶片尾缘常采用柱肋冷却，而柱肋在压力面和吸力面之间的长度受限于铸造和传热设计要求不能太长，因此导致透平叶片的尾缘段和中弦段之间存在一个无法布置冷却结构的区域。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，该用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构具有提高静叶内部换热系数，保护静叶叶片、提高冷却效果的优点。
[0007]根据本专利技术实施例的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构包括静叶本体，所述静叶本体的尾缘段包括形成吸力面的第一壁板、形成压力面的第二壁板和位于所述第一壁板和所述第二壁板之间的中间壁板，所述中间壁板通过柱肋与所述第一壁板和所述第二壁板相连，所述第一壁板和所述中间壁板之间形成第一冷却通道，所述第二壁板和所述中间壁板之间形成第二冷却通道，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道的第一端均邻近所述静叶本体的中弦段，所述第一冷却通道的第二端形成连通外界的尾缘劈缝，所述第二冷却通道的第二端形成连通外界的气膜孔。
[0008]根据本专利技术实施例的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构具有提高静叶尾缘段和中弦段之间区域的内部换热系数，降低静叶尾缘段和中弦段之间区域的金属壁面温度、保护静叶叶片提高静叶的冷却效果的优点。
[0009]在一些实施例中，所述柱肋包括多个连接所述第一壁板和所述中间壁板的第一柱肋和多个连接所述第二壁板和所述中间壁板的第二柱肋，多个所述第一柱肋离散分布在所述第一冷却通道内，多个所述第二柱肋离散分布在所述第二冷却通道内。
[0010]在一些实施例中，多个所述第一柱肋成排成列布置，多个所述第一柱肋的排向与所述第一冷却通道的延伸方向一致，多个所述第一柱肋的列向与所述第一冷却通道的宽度
方向一致。
[0011]在一些实施例中，多个所述第二柱肋成排成列布置，多个所述第二柱肋的排向与所述第二冷却通道的延伸方向一致，多个所述第二柱肋的列向与所述第二冷却通道的宽度方向一致。
[0012]在一些实施例中，所述第一冷却通道内的所述第一柱肋的排数大于等于所述第二冷却通道内的所述第二柱肋的排数。
[0013]在一些实施例中，多个所述第一柱肋中每一者的直径均相等；或者，多个所述第一柱肋中每一者的直径随机设置。
[0014]在一些实施例中，多个所述第二柱肋中每一者的直径均相等；或者，多个所述第二柱肋中每一者的直径随机设置。
[0015]在一些实施例中，所述中间壁板邻近所述中弦段的第一端与冲击衬套相邻或固定连接，所述中间壁板远离所述中弦段的第二端朝所述第二壁板方向延伸，所述中间壁板的剖面形状为矩形、梯形或沿压力面和吸力面收敛的曲线中的任一种。
[0016]根据本专利技术实施例的燃气轮机的透平叶片，包括用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构。
[0017]根据本专利技术实施例的燃气轮机，包括多个透平叶片。
附图说明
[0018]图1是根据本专利技术实施例中用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构的剖面示意图。
[0019]附图标记：1、第一壁板；2、第二壁板；3、中间壁板；4、第一柱肋；5、第二柱肋；6、冲击衬套；7、尾缘劈缝；8、气膜孔。
具体实施方式
[0020]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]根据本专利技术实施例的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，如图1所示，用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构包括静叶本体，静叶本体的尾缘段包括形成吸力面的第一壁板1、形成压力面的第二壁板2和位于第一壁板1和第二壁板2之间的中间壁板3，中间壁板3通过柱肋与第一壁板1和第二壁板2相连，第一壁板1和中间壁板3之间形成第一冷却通道，第二壁板2和中间壁板3之间形成第二冷却通道，第一冷却通道和第二冷却通道的第一端均邻近静叶本体的中弦段，第一冷却通道的第二端形成连通外界的尾缘劈缝7，第二冷却通道的第二端形成连通外界的气膜孔8。静叶的尾缘段通过第一冷却通道和第二冷却通道排气，在同样冷气量情况下提高静叶尾缘段和中弦段之间区域的内部换热系数，降低静叶尾缘段和中弦段之间区域的金属壁面温度。第一冷却通道和第二冷却通道通过不同方式排气，对静叶尾缘区域的空间占用小，压力面采用气膜孔方式排气还能形成气膜覆盖提高静叶的冷却效果。
[0022]根据本专利技术实施例的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构具有提高静叶尾缘段和中弦段之间区域的内部换热系数，降低静叶尾缘段和中弦段之间区域的金属壁面温度、保护静叶叶片提高静叶的冷却效果的优点。
[0023]在一些实施例中，如图1所示，柱肋包括多个连接第一壁板1和中间壁板3的第一柱肋4和多个连接第二壁板2和中间壁板3的第二柱肋5，多个第一柱肋4离散分布在第一冷却通道内，多个第二柱肋5离散分布在第二冷却通道内。
[0024]由此，柱肋在压力面和吸力面之间的长度受限于铸造和传热设计要求，不能太长，静叶尾缘段靠近中弦段的第一壁面和第二壁面的距离增大此时柱肋的长度无法满足需求长度，中间壁板3将第一壁板1和第二壁板2分隔形成第一冷却通道和第二冷却通道缩短了第一柱肋4和第二柱肋5的长度，第一柱肋4在第一冷却通道内起到冷却作用，第二柱肋5在第二冷却通道内起到冷却作用，降低了静叶尾缘段靠近中弦段的金属壁面温度，提高内部换热系数，提高燃气轮机整机效率。
[0025]在一些实施例中，多个第一柱肋4成排成列布置，多个第一柱肋4的排向与第一冷却通道的延伸方向一致，多个第一柱肋4的列向与第一冷却通道的宽度方向一致。
[0026]具体地，第一冷却通道的延伸方向有多个第一柱肋4，第一冷却通道的宽度方向上仅有一个第一柱肋4，此时第一冷却通道内有一排第一柱肋4。
[0027]或者，第一冷却通道的延伸方向有多个第一柱肋4，第一冷却通道的宽度方向上有多个第一柱肋4，此时第一冷却通道内有多排第一柱肋4，多排第一柱肋4提高对冷却气流的扰流效果，提高了静叶内部换热系数。
[0028]在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，其特征在于，包括静叶本体，所述静叶本体的尾缘段包括形成吸力面的第一壁板、形成压力面的第二壁板和位于所述第一壁板和所述第二壁板之间的中间壁板，所述中间壁板通过柱肋与所述第一壁板和所述第二壁板相连，所述第一壁板和所述中间壁板之间形成第一冷却通道，所述第二壁板和所述中间壁板之间形成第二冷却通道，所述第一冷却通道和所述第二冷却通道的第一端均邻近所述静叶本体的中弦段，所述第一冷却通道的第二端形成连通外界的尾缘劈缝，所述第二冷却通道的第二端形成连通外界的气膜孔。2.根据权利要求1所述的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，其特征在于，所述柱肋包括多个连接所述第一壁板和所述中间壁板的第一柱肋和多个连接所述第二壁板和所述中间壁板的第二柱肋，多个所述第一柱肋离散分布在所述第一冷却通道内，多个所述第二柱肋离散分布在所述第二冷却通道内。3.根据权利要求2所述的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，其特征在于，多个所述第一柱肋成排成列布置，多个所述第一柱肋的排向与所述第一冷却通道的延伸方向一致，多个所述第一柱肋的列向与所述第一冷却通道的宽度方向一致。4.根据权利要求3所述的用于静叶尾缘冷却的双通道冷却结构，其特征在于，多个所述第二柱肋成排...

【专利技术属性】
技术研发人员：武安，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：