[發明專利]一種適用于20-30MW等級的燃機第二級動葉的冷卻結構

在審

• 申請號: 201811219465.0
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109026173A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 王二丹;馮永志;姜東坡;郭祖光;由岫;趙俊明;杜珮瑤;孫濤;張秋鴻
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電氣股份有限公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種適用于20?30MW等級的燃機第二級動葉的冷卻結構，屬于燃機渦輪技術領域，本發明為了解決目前第二級動葉直接暴露于高溫、高壓的燃氣中，受到的熱沖擊很大，而使用一般的矩陣肋結構，葉片容易發生燒蝕和損壞的問題。動葉葉片吸力側與壓力側內部采用不同的矩陣肋結構且交叉設置，每個矩陣肋結構包括多個矩陣肋片，位于動葉葉片吸力側的矩陣肋片與位于動葉葉片壓力側的矩陣肋片之間形成了多個連接通道。本發明用于冷卻20?30MW等級的燃機第二級動葉，可以提高冷卻效率，增加冷卻效果,從而對葉片進行保護。

技術領域

本發明涉及一種冷卻結構，具體涉及一種適用于20-30MW等級的燃機第二級動葉的冷卻結構，屬于燃機渦輪技術領域。

背景技術

在燃機渦輪系統中，第二級動葉同樣直接暴露于高溫、高壓的燃氣中，受到的熱沖擊仍然大，工作環境仍然復雜惡劣，而且動葉本身轉速非常高，熱應力對動葉影響較大，但是第二級動葉冷氣量通常較少，因此需要更好的冷卻結構來提高冷卻效率，增加冷卻效果,從而對葉片進行保護。傳統設計中，針對20-30MW等級的燃機第二級動葉，常采用一般的矩陣肋結構，葉片冷卻效率低，容易發生損壞，葉片的冷卻效果差，葉片的使用壽命短。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于20-30MW等級的燃機第二級動葉的冷卻結構，以解決上述技術問題。

一種適用于20-30MW等級的燃機第二級動葉的冷卻結構包括包括第一集氣腔室、第二集氣腔室、針形孔、第一普通型矩陣肋、第一特殊型矩陣肋、第二特殊型矩陣肋；

所述動葉葉片內靠近前緣的一側設有第一集氣腔室，動葉葉片內靠近尾緣的一側設有第二集氣腔室，動葉葉片的吸力側內部左側設置有第一普通型矩陣肋，動葉葉片的吸力側內部右側設置有第一特殊型矩陣肋，動葉葉片的壓力側內部設置有第二特殊型矩陣肋，動葉的壓力側靠近尾緣的一側設置有多個針形孔。位于動葉葉片的吸力側內部的第一普通型矩陣肋與動葉葉片的壓力側內部的第二特殊型矩陣肋交叉設置，位于動葉葉片的吸力側內部的第一特殊型矩陣肋與動葉葉片的壓力側內部的第二特殊型矩陣肋交叉設置，在動葉葉片內部吸力側與壓力側之間形成了多個連接通道。

優選的：第一普通型矩陣肋由多個長條形矩陣肋片排列構成。

優選的：第一特殊型矩陣肋由多個T形結構、梳齒形結構、斧形結構、長條形結構組成的矩陣肋片排列構成。

優選的：第一特殊型矩陣肋由多個爪形結構、長條形結構組成的矩陣肋片排列構成。

優選的：連接通道中的主要通道包括第一通道和第二通道。

優選的：位于動葉葉片吸力側內部的的長條形矩陣肋片頂端與位于葉片壓力側內部的長條形結構頂端連通形成第一通道，位于動葉葉片內部吸力側的T形結構頂端與位于動葉葉片壓力側內部的爪形結構拐點連通形成第二通道。

優選的：針形孔的數量為23～27個。

優選的：動葉葉片前緣一側的第一集氣腔室通長設置，動葉葉片尾緣一側的第二集氣腔室通長設置，且其左側與第一特殊型矩陣肋及第二特殊型矩陣肋相連通，右側與針形孔相連通。

本發明與現有產品相比具有以下效果：

本發明首次將葉片壓力側和吸力側內部冷卻結構設為完全不同的矩陣肋結構，創新性地提出了特殊型的矩陣肋結構，適應了動葉高速旋轉帶來氣動及熱應力上的變化，結構形式多樣，并在葉片壓力側和吸力側內部的矩陣肋結構之間設置了多種連接通道，增強了葉片的換熱冷卻效果，使得葉片在原有冷卻效率的基礎上的提高了2.5％的冷卻效率，使得第二級動葉片在高速旋轉且冷氣量較少的情況下達到了較高的冷卻效果，降低了葉片的材料要求，避免了葉片被損壞情況的發生，提高了葉片壽命，使得葉片的使用壽命在原有壽命的基礎上提高了12％。

附圖說明