[發明專利]一種具有通氣孔內壁多通道內部冷卻燃氣輪機渦輪葉片

有效

• 申請號: 201910344058.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109882247B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 欒一剛;符昊;殷越;王松;程享
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種具有通氣孔內壁多通道內部冷卻燃氣輪機渦輪葉片，包括上壁、下壁，上壁和下壁圍成葉片主體結構，葉片主體結構里分別設置左側壁、右側壁，左側壁位于葉片主體結構前緣一側，左側壁與葉片主體結構形成葉片前緣沖擊冷卻通道，右側壁位于葉片主體結構中部，左側壁與右側壁之間安裝橫向內壁，上壁和下壁之間安裝縱向內壁，縱向內壁上設置縱向內壁氣孔，左側壁上設置左側壁氣孔，尾緣冷卻通道里設置隔氣板，隔氣板后方的上壁和下壁上設置出氣孔。本發明相互交錯排列的四排肋，增強了湍流度，也使得壁面各個位置壓力不同，開通氣孔，增大了換熱面積，平衡了壓差，改變其原有流動方式，加強湍流度，大大加強了換熱效果。

技術領域

本發明涉及的是一種葉片，具體地說是渦輪葉片。

背景技術

燃氣輪機具有質量輕、體積小、單機功率大、啟動快、污染少、熱效率高、經濟性好等特點。由燃氣輪機的簡單循環方式可知，通過提高燃氣初溫的方式來提高比功率和性能。渦輪葉片所處的位置溫度高、應力復雜、工作環境惡劣，因此渦輪葉片能否安全可靠的工作對于發動機的運行至關重要。葉片的各項性能指標成為了衡量發動機發展程度的重要指標，特別是渦輪葉片所能承受高溫的能力。總之，渦輪葉片的發展水平成為了衡量一個國家燃氣輪機發展水平的重要標志。

目前，燃氣輪機渦輪葉片前溫度早已超過其材料的承受溫度。保證葉片能夠安全可靠地工作，主要通過兩個途徑來實現，一是提高材料的耐高溫性能，二是采用冷卻能力更強的冷卻方式來降低葉片的溫度。從現有的資料來看，過去幾十年，渦輪前溫度平均每年提升22K，其中，70％是因為采用了更加有效地冷卻方式，30％是因為部件材料耐熱性能的提升和生產工藝的發展。隨著冷卻方式的發展，新的傳熱換熱機理的引入，渦輪前溫度將逐漸提高。

先進的燃氣輪機設計是通過提高燃氣初溫來提高效率，在過去，是通過發展耐高溫材料和冷卻技術來提高燃氣初溫，確保渦輪材料能夠在高溫燃氣下，滿足強度要求與使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供提高燃氣輪機渦輪葉片的換熱性能、降低壓力損失、提高綜合熱效率的一種具有通氣孔內壁多通道內部冷卻燃氣輪機渦輪葉片。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種具有通氣孔內壁多通道內部冷卻燃氣輪機渦輪葉片，其特征是：包括上壁、下壁，上壁和下壁圍成葉片主體結構，葉片主體結構里分別設置左側壁、右側壁，左側壁位于葉片主體結構前緣一側，左側壁與葉片主體結構形成葉片前緣沖擊冷卻通道，右側壁位于葉片主體結構中部，左側壁與右側壁之間安裝橫向內壁，上壁和下壁之間安裝縱向內壁，左側壁、右側壁、橫向內壁以及縱向內壁將所在的葉片主體結構的內部空間圍成田字型的內部冷卻通道，縱向內壁上設置縱向內壁氣孔，左側壁上設置左側壁氣孔，右側壁與葉片主體結構的尾緣部分形成尾緣冷卻通道，尾緣冷卻通道里設置隔氣板，隔氣板后方的上壁和下壁上設置出氣孔。

本發明還可以包括：

1、右側壁將葉片主體結構隔成互不透氣的兩部分結構，葉片主體結構的上端面為上壁，右側壁與葉片主體結構前緣之間的上壁上開設出氣口，右側壁與葉片主體結構尾緣之間的上壁為封閉結構，葉片主體結構的下端為被右側壁隔開的兩個進氣口。

2、上壁的內壁在縱向內壁的兩側分別設置第一列小肋和第二列小肋，第一列小肋的水平位置對齊第二列相鄰兩個肋的中心線。

3、下壁的內壁在縱向內壁的兩側分別設置第三列小肋和第四列小肋，第三列小肋的水平位置對齊第四列相鄰兩個肋的中心線。

4、下壁的第三列小肋在縱向方向上與上壁的第一列小肋對應，下壁的第四列小肋在縱向方向上與上壁的第二列小肋對應，第三列小肋的每個小肋在水平方向上各有一個第二列小肋的一個小肋與其同高，第四列小肋的每個小肋在水平方向上各有一個第一列小肋的一個小肋與其同高。