[實用新型]一種燃氣透平葉片及其凹槽葉頂

有效

• 申請號: 202022752024.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN213574239U
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李園園;肖俊峰;高松;于飛龍;段靜瑤;上官博
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01D5/20
• 分類號: F01D5/20;F01D5/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種燃氣透平葉片及其凹槽葉頂，凹槽葉頂由至少2段肋片組成，從壓力側壁至葉片前緣經吸力側壁向葉片尾緣是非連續的，具有至少2個開口，包括至少1個高能燃氣入口與至少1個低能燃氣出口；高能燃氣入口設置在葉片上游位置，高能燃氣入口的附近開設有氣膜冷卻孔，高能燃氣通過高能燃氣入口流入凹槽間隙，冷卻氣流通過氣膜冷卻孔流入葉頂凹槽，冷卻氣流隔離高能燃氣與葉頂凹槽內壁面間的接觸；低能燃氣出口設置在葉片下游位置，用于排出凹槽間隙內的低能燃氣。本實用新型還提供一種應用所述凹槽葉頂的燃氣透平葉片。本實用新型能夠控制葉頂泄漏流動，減少高溫燃氣進入葉頂凹槽間隙。

技術領域

本實用新型涉及燃氣透平，具體涉及一種燃氣透平葉片及其凹槽葉頂。

背景技術

燃氣透平葉頂間隙流動結構復雜，間隙泄漏導致葉片頂部區域的做功能力降低，葉頂泄漏的低能流體與主流進行摻混，增加了流道內的堵塞面積，氣動損失進一步增加。

透平葉頂間隙引起的流動損失是透平葉柵中氣動損失的重要組成部分，能夠占到透平單級總損失的30％。因此，控制葉頂間隙流動是燃氣透平葉頂結構設計的關鍵。

設置凹槽葉頂是一種常見的控制透平泄漏流動的手段。傳統的凹槽葉頂采用從壓力側壁至葉片前緣經吸力側壁向葉片尾緣是連續的且無開口的肋片組成，如圖3所示。由于凹槽間隙內積存較多的低能流體，在葉頂泄漏高速流動所形成的引射作用下，凹槽間隙內的低能流體被裹挾穿過葉頂吸力側肋片與燃氣主流摻混，從而使葉頂泄漏損失增加。

圖4顯示的是另一個已知常規燃氣透平凹槽的葉頂結構，其由一條分段肋片組成，從壓力側壁至葉片前緣經吸力側壁是連續的，在葉片壓力側壁處布置有低能燃氣開口。凹槽間隙內積存的低能流體的一部分通過開口排出，通過葉頂泄漏流引射作用被裹挾，穿過葉頂吸力側肋片與燃氣主流摻混的低能流體減少，葉頂泄漏損失相對較低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述現有技術中燃氣透平葉片存在葉頂泄漏損失的問題，提供一種燃氣透平葉片及其凹槽葉頂，控制葉頂泄漏流動，減少高溫燃氣進入葉頂凹槽間隙。

為了實現上述目的，本實用新型有以下技術方案：

一種燃氣透平葉片凹槽葉頂，由至少2段肋片組成，從壓力側壁至葉片前緣經吸力側壁向葉片尾緣是非連續的，具有至少2個開口，包括至少1個高能燃氣入口與至少1個低能燃氣出口；高能燃氣入口設置在葉片上游位置，高能燃氣入口的附近開設有氣膜冷卻孔，高能燃氣通過高能燃氣入口流入凹槽間隙，冷卻氣流通過氣膜冷卻孔流入葉頂凹槽，冷卻氣流隔離高能燃氣與葉頂凹槽內壁面間的接觸；低能燃氣出口設置在葉片下游位置，用于排出凹槽間隙內的低能燃氣。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的肋片包括至少1條壓力側肋片和1條吸力側肋片。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的壓力側肋片沿著葉片壓力側壁的方向延伸，與葉片壓力側壁在同一平面內，或者向凹槽間隙內偏移，與葉片壓力側壁之間存在間距；所述的吸力側肋片沿著葉片吸力側壁的方向延伸，與葉片吸力側壁在同一平面內，或者向凹槽間隙內偏移，與葉片吸力側壁之間存在間距。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的壓力側肋片與葉頂蓋板之間設置有角度。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的肋片厚度占葉型最大厚度的1％～5％，葉頂肋片高度占葉型高度的1％～5％。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的高能燃氣入口位于葉頂壓力側上游位置，或葉頂吸力側上游位置，或葉頂前緣位置，高能燃氣入口的具體位置根據燃氣透平葉片進口來流的攻角情況確定；所述的低能燃氣出口位于葉片葉頂壓力側下游，或葉頂吸力側下游，或葉頂尾緣位置。

在本實用新型燃氣透平葉片凹槽葉頂的一種優選方案中，所述的低能燃氣出口處排出凹槽間隙的流量大于高能燃氣入口處進入凹槽間隙的流量。