动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构及燃气轮机制造技术

技术编号:43312822 阅读:24 留言:0更新日期:2024-11-15 20:15
本发明专利技术提供一种动叶叶身带有圆形微细管阵冷却结构及燃气轮机,冷却空气通过动叶叶身带有的圆形微细管阵冷却结构对涡轮动叶叶身进行冷却,所述冷却结构,包括:沿高压涡轮动叶叶身壁厚中线布置的冷却通道,冷却空气沿涡轮动叶叶片高度方向流动,所述冷却通道在动叶叶身截面为圆形且沿动叶叶片壁厚中线分布的管排结构,包括:前缘部分圆形微细管阵冷却通道和中后部分圆形微细管阵冷却通道。本发明专利技术技术方案,能够解决燃气轮机高压涡轮动叶受结构尺寸空间以及冷却空气用量限制,导致叶身温度分布不均匀,引发叶片烧蚀、裂纹等故障的问题,避免涡轮叶片超温运行,引起涡轮叶片失效无法工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃轮机设计,特别涉及一种动叶叶身带有圆形微细管阵冷却结构及燃气轮机。


技术介绍

1、随着燃气轮机性能指标的不断提高及其工作使用边界的不断拓宽,涡轮进口温度不断增加,对高负荷条件下长时间连续工作的涡轮叶片材料耐温等级和冷却结构设计提出更高要求。

2、在现役发动机运行和新发动机研制过程中,涡轮叶片存在着较难冷却的区域,特别是尺寸空间相对狭小、流动相对复杂的端壁及叶顶等位置极易形成冷却“盲区”甚至“死区”,这些位置的金属温度均接近叶片合金的耐热极限,类似现象在国外研究人员开展燃气轮机设计与试验时也有报道。西门子等公司瞬态液晶测量和数值计算获得的涡轮动叶表面温度分布显示:在叶身、端壁和叶顶处出现明显的局部高温区。这些难以冷却的局部高温区域极易导致涡轮叶片发生局部烧蚀,给涡轮叶片冷却设计带来了极大的困难。加之随着发动机使用环境的拓宽、性能要求的提高,涡轮进口温度不断提高,进一步增大了涡轮叶片冷却结构的设计难度。

3、因此,在传统大尺度冷却结构难以满足冷却“盲区”、“死区”降温需求的情况下,创新和发展涡轮叶片的高效冷却结构,在不增本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,冷却空气通过动叶叶身带有的圆形微细管阵冷却结构对涡轮动叶叶身进行冷却,其特征在于,所述冷却结构,包括:沿高压涡轮动叶叶身壁厚中线布置的冷却通道,冷却空气沿涡轮动叶叶片高度方向流动,所述冷却通道在动叶叶身截面为圆形且沿动叶叶片壁厚中线分布的管排结构,包括:前缘部分圆形微细管阵冷却通道和中后部分圆形微细管阵冷却通道;

2.根据权利要求1所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,涡轮前缘部分的圆形微细管阵冷却通道采用非等间距布置。

3.根据权利要求2所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,涡轮...

【技术特征摘要】

1.一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,冷却空气通过动叶叶身带有的圆形微细管阵冷却结构对涡轮动叶叶身进行冷却,其特征在于,所述冷却结构,包括:沿高压涡轮动叶叶身壁厚中线布置的冷却通道,冷却空气沿涡轮动叶叶片高度方向流动,所述冷却通道在动叶叶身截面为圆形且沿动叶叶片壁厚中线分布的管排结构,包括:前缘部分圆形微细管阵冷却通道和中后部分圆形微细管阵冷却通道;

2.根据权利要求1所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,涡轮前缘部分的圆形微细管阵冷却通道采用非等间距布置。

3.根据权利要求2所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,涡轮前缘部分的圆形微细管阵冷却通道采用弯曲结构取代直通道结构形式。

4.根据权利要求1所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,所述带有圆形冷却圆管布置在涡轮动叶内腔冷却通道外靠近外壁的一侧,即冷却圆管布置在动叶叶身靠近叶栅通道的通流表面,将冷却圆管布置在靠近高温燃气的通道表面,对所述动叶叶身进行冷却。

5.根据权利要求1所述的一种动叶叶身带有圆形微细管阵的冷却结构,其特征在于,所述圆形微细管阵冷却结...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛夕莹刘言明候隆安宋惠华徐波李翔宇高春祥陈鹏傅琳毛冬岩何永鑫
申请(专利权)人:中国船舶集团有限公司第七〇三研究所
类型:发明
国别省市:

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