[發明專利]葉片、透平和燃氣輪機

在審

• 申請號: 202110777004.0
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113404548A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 束國剛;謝永慧;熊泓宇;孫磊;景祺;張荻;王曉博
• 申請（專利權）人: 中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司;西安交通大學
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進華

本發明公開了一種葉片、透平和燃氣輪機，所述葉片具有沿其弦向方向上布置的前緣、葉身和尾緣，葉片具有沿其高度方向相對布置的葉頂和葉底，葉片內設有第一冷卻腔和第二冷卻腔，第一冷卻腔和第二冷卻腔沿葉片的弦向方向間隔排布，第一冷卻腔內設有多個沿葉片的高度方向延伸的第一流道，第二冷卻腔內設有多個沿葉片的弦向方向延伸的第二流道，葉底設有第一工質入口和第二工質入口，葉頂設有第一工質出口，尾緣設有第二工質出口，第一工質入口和第一工質出口與第一冷卻腔連通，第二工質入口和第二工質出口與第二冷卻腔連通。本發明的葉片的冷卻效果好且可靠性高。

技術領域

本發明涉及燃氣輪機的技術領域，具體地，涉及一種葉片、透平和燃氣輪機。

背景技術

燃氣輪機與蒸汽輪機相比具有體積小、重量輕、啟動快等一系列優勢，在航空、船舶、電力等國民經濟支柱產業中扮演著重要角色。燃氣輪機主要包括：壓氣機、燃燒室和透平三個主要部件。

在燃氣輪機的實際工作過程中，提升透平燃氣進口溫度是提高燃氣輪機效率的有效手段，而目前燃氣輪機透平燃氣進口溫度已經超過了葉片的熔點，這給葉片的設計帶來了嚴峻的挑戰。相關技術中，為提高葉片的可靠性，通常會在葉片上涂覆耐高溫的熱障涂層或者選擇耐高溫的金屬材料，但是金屬耐受溫度的提高速度，遠遠低于透平燃氣進口溫度的提高速度，因此需要采用冷卻技術來降低葉片溫度。但是相關技術中的葉片的冷卻效果不佳，可靠性較低。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種冷卻效果好且可靠性能高的葉片。

本發明的實施例還提出一種透平。

本發明的實施例還提出一種燃氣輪機。

根據本發明的實施例的葉片，所述葉片具有沿其弦向方向上布置的前緣、葉身和尾緣，所述葉片具有沿其高度方向相對布置的葉頂和葉底，所述葉片內設有第一冷卻腔和第二冷卻腔，所述第一冷卻腔和所述第二冷卻腔沿所述葉片的弦向方向間隔排布，所述第一冷卻腔內設有多個沿所述葉片的高度方向延伸的第一流道，所述第二冷卻腔內設有多個沿所述葉片的弦向方向延伸的第二流道，所述葉底設有第一工質入口和第二工質入口，所述葉頂設有第一工質出口，所述尾緣設有第二工質出口，所述第一工質入口和所述第一工質出口與所述第一冷卻腔連通，所述第二工質入口和所述第二工質出口與所述第二冷卻腔連通。

根據本發明的實施例的葉片，在對葉片進行冷卻時，部分冷卻工質由第一工質入口通入至第一冷卻腔內，然后通過多個沿葉片高度方向延伸的第一流道的進行分流以對葉片的部分進行沖擊冷卻，另一部分冷卻工質由第二工質入口通入職第二冷卻腔內，然后通過沿葉片的弦向延伸的第二流道進行分流以對葉片的另一部分進行沖擊冷卻，從而保證了葉片內的冷卻工質流動的均勻性，增強了葉片的傳熱性能，進而使得葉片的冷卻效果較好且可靠性較高。

在一些實施例中，所述第一冷卻腔包括多個第一子腔體，多個所述第一子腔體沿所述葉片的高度方向間隔排布，相鄰兩個所述第一子腔體之間通過所述第一流道連通。

在一些實施例中，相鄰兩個所述第一子腔體之間的第一流道的數量沿所述葉底至所述葉頂的方向逐漸遞增。

在一些實施例中，所述第二冷卻腔包括多個第二子腔體，多個所述第二子腔體沿所述前緣至所述尾緣的方向間隔排布，相鄰兩個所述第二子腔體之間通過所述第二流道連通。

在一些實施例中，相鄰兩個所述第二子腔體之間的第二流道的數量沿所述前緣至所述尾緣的方向逐漸遞增。

在一些實施例中，所述尾緣設有劈縫，所述劈縫構成所述第二工質出口。

在一些實施例中，所述尾緣內設有多個尾緣孔，多個所述尾緣孔沿所述葉片的高度方向間隔排布，所述尾緣孔的一端與所述第二冷卻腔連通，所述尾緣孔的另一端與所述劈縫連通。