專利名稱：燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃機渦輪首級導(dǎo)葉的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)中國國內(nèi)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可知，中國天然氣資源較少，而煤資源豐富。由煤提煉的中低熱值燃料豐富，因此提高適用于中低熱值燃料的重型燃機性能尤為重要，目前的中低熱值重型燃氣輪機渦輪導(dǎo)葉直接暴露在較高的熱負荷環(huán)境中，尤其是葉片葉身及上下端壁，長期高熱負荷環(huán)境下容易導(dǎo)致葉片產(chǎn)生氧化且出現(xiàn)蠕變損壞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決燃機渦輪首級導(dǎo)葉及上端壁金屬表面溫度過高發(fā)生氧化與蠕變損壞的問題，從而提供一種燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻結(jié)構(gòu)。燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，它包括首級導(dǎo)葉上端壁、導(dǎo)葉和后套筒，所述導(dǎo)葉固定在首級導(dǎo)葉上端壁和首級導(dǎo)葉下端壁之間，所述冷卻系統(tǒng)還包括分流屏；所述首級導(dǎo)葉上端壁上加工有與分流屏形狀一致的冷卻槽，分流屏放在冷卻槽正上方且與首級導(dǎo)葉上端壁上表面固接；所述分流屏與冷卻槽的底面上均加工有與后套筒橫截面形狀一致的通孔，且分流屏上的通孔與冷卻槽底面上的通孔位置正對，后套筒穿過分流屏上的通孔及冷卻槽上的通孔設(shè)置在導(dǎo)葉內(nèi)，后套筒的上端與分流屏上的通孔固接；所述冷卻槽底面上后套筒通過的孔為后套筒通過孔。本發(fā)明的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)使冷氣得到了綜合利用，使導(dǎo)葉及首級導(dǎo)葉上端壁金屬葉片的溫度得到有效的降低，溫度降低了 500-600k，有效避免了產(chǎn)生高熱負荷環(huán)境進而減少了導(dǎo)葉葉片產(chǎn)生氧化與蠕變損壞的問題。
圖I是燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)的主視拆分圖；圖2是燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)的后視圖；圖3是首級導(dǎo)葉上端壁結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4是首級導(dǎo)葉上端壁結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖5是首級導(dǎo)葉上端壁結(jié)構(gòu)的仰視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結(jié)合圖1-2說明本具體實施方式
。燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，它包括首級導(dǎo)葉上端壁I、導(dǎo)葉3和后套筒4，所述導(dǎo)葉3固定在首級導(dǎo)葉上端壁I和首級導(dǎo)葉下端壁13之間，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)還包括分流屏2 ；所述首級導(dǎo)葉上端壁I上加工有與分流屏2形狀一致的冷卻槽5，分流屏2放在冷卻槽5正上方且與首級導(dǎo)葉上端壁I上表面固接；所述分流屏2與冷卻槽5的底面上均加工有與后套筒4橫截面形狀一致的通孔，且分流屏2上的通孔與冷卻槽5底面上的通孔位置正對，后套筒4穿過分流屏2上的通孔及冷卻槽5上的通孔設(shè)置在導(dǎo)葉3內(nèi)，后套筒4的上端與分流屏2上的通孔固接；所述冷卻槽5底面上后套筒4通過的孔為后套筒通過孔7。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是分流屏2上設(shè)有數(shù)個沖擊孔6，所述數(shù)個沖擊孔6分布在導(dǎo)葉3在分流屏2上的軸向投影區(qū)域外部。所述沖擊孔6的個數(shù)為24-32個，孔徑為I. 2-1. 5mm。本具體實施方式
采用分流屏3上的沖擊孔6結(jié)構(gòu)，所述沖擊孔6沿分流屏前緣方向至尾緣方向分布成12行，其中第一行至第六行行間距相等，第七行至第十二行行間距相等，每行內(nèi)孔間距相等。
具體實施方式
三、結(jié)合圖3-5說明本具體實施方式
，本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是所述首級導(dǎo)葉上端壁I尾緣壁上設(shè)有數(shù)個尾緣冷卻孔8 ;所述尾緣冷卻孔8的個數(shù)為24-32個，孔徑為I. 2mm-1. 5mm。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。所述渦輪首級導(dǎo)葉3的進氣側(cè)為首級導(dǎo)葉上端壁I的前緣，渦輪首級導(dǎo)葉3的出氣側(cè)為首級導(dǎo)葉上端壁I的尾緣。
具體實施方式
四、結(jié)合圖3-5說明本具體實施方式
，本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是所述冷卻槽5底面上設(shè)有數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔9，所述數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔9沿導(dǎo)葉3前緣均勻分布，且數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔9的出氣方向均位于導(dǎo)葉3與首級導(dǎo)葉上端壁I連接處的前緣上；所述導(dǎo)葉前緣氣膜孔9的個數(shù)為10-14個,孔徑為I. 2mm-1. 5mm。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五、結(jié)合圖3-5說明本具體實施方式
，本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是所述冷卻槽5底面上設(shè)有數(shù)個冷卻氣膜孔10。所述冷卻氣膜孔10從首級導(dǎo)葉上端壁I前緣至尾緣方向分布8行，其中第一行與第二行的孔間距均為周向間距0.365°，第三行與第四行的孔間距均為周向間距0.3°，第五行和第六行的孔間距均為周向間距O. 5°，第七行的孔間距為周向間距O. 5°，第八行的孔間距為周向間距O. 52°。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六、結(jié)合圖3-5說明本具體實施方式
，本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是所述首級導(dǎo)葉上端壁I的內(nèi)弧外表面到冷卻槽5上表面之間設(shè)有數(shù)個內(nèi)弧側(cè)孔11。所述內(nèi)弧側(cè)孔11的個數(shù)為6-10個，孔徑為I. 5mm-2mm。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七、結(jié)合圖3-5說明本具體實施方式
，本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是所述后套筒通過孔7內(nèi)表面與首級導(dǎo)葉上端壁I背弧側(cè)外表面之間設(shè)有數(shù)個背弧側(cè)孔12。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。本發(fā)明采用燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，對首級導(dǎo)葉上端壁I進行冷卻，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中，針對燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)形式單一、首級導(dǎo)葉上端壁I及導(dǎo)葉3葉身處容易發(fā)生燒蝕和結(jié)構(gòu)損壞的問題。
權(quán)利要求
1.燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，它包括首級導(dǎo)葉上端壁(I)、導(dǎo)葉(3)和后套筒(4)，所述導(dǎo)葉(3)固定在首級導(dǎo)葉上端壁(I)和首級導(dǎo)葉下端壁(13)之間，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)還包括分流屏(2)； 所述首級導(dǎo)葉上端壁(I)上表面加工有與分流屏(2)形狀一致的冷卻槽(5)，分流屏(2)設(shè)置在冷卻槽(5)正上方且與首級導(dǎo)葉上端壁(I)上表面固接； 所述分流屏(2 )與冷卻槽(5 )的底面上均加工有與后套筒(4)橫截面形狀一致的通孔，且分流屏(2 )上的通孔與冷卻槽(5 )底面上的通孔位置正對，后套筒(4)穿過分流屏(2 )上的通孔及冷卻槽(5)上的通孔設(shè)置在導(dǎo)葉(3)內(nèi)，后套筒(4)的上端與分流屏(2)上的通孔固接； 所述冷卻槽(5)底面上后套筒(4)通過的孔為后套筒通過孔(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述分流屏(2)上設(shè)有數(shù)個沖擊孔(6)，所述數(shù)個沖擊孔(6)分布在導(dǎo)葉(3)在分流屏(2)上的軸向投影區(qū)域外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述首級導(dǎo)葉上端壁(I)尾緣壁上設(shè)有數(shù)個尾緣冷卻孔(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻槽(5 )底面上設(shè)有數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔(9 )，所述數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔(9 )沿導(dǎo)葉(3 )前緣均勻分布，且數(shù)個導(dǎo)葉前緣氣膜孔(9)的出氣方向均位于導(dǎo)葉(3)與首級導(dǎo)葉上端壁(I)連接處的前緣上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻槽(5 )底面上設(shè)有數(shù)個冷卻氣膜孔(10 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述首級導(dǎo)葉上端壁(I)的內(nèi)弧面到冷卻槽(5 )上表面之間設(shè)有數(shù)個內(nèi)弧側(cè)孔(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述后套筒通過孔(7)內(nèi)表面與首級導(dǎo)葉上端壁(I)背弧側(cè)外表面之間設(shè)有數(shù)個背弧側(cè)孔(12)。
全文摘要
燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁冷卻系統(tǒng)，涉及一種燃機渦輪首級導(dǎo)葉的冷卻系統(tǒng)，解決了燃機渦輪首級導(dǎo)葉及上端壁金屬表面溫度過高發(fā)生氧化與蠕變損壞的問題。導(dǎo)葉固定在首級導(dǎo)葉上端壁和首級導(dǎo)葉下端壁之間，冷卻系統(tǒng)還包括分流屏；首級導(dǎo)葉上端壁上加工有與分流屏形狀一致的冷卻槽，分流屏放在冷卻槽正上方且與首級導(dǎo)葉上端壁上表面固接；分流屏與冷卻槽的底面上均加工有與后套筒橫截面形狀一致的通孔，且分流屏上的通孔與冷卻槽底面上的通孔位置正對，后套筒穿過分流屏上的通孔及冷卻槽上的通孔設(shè)置在導(dǎo)葉內(nèi)，后套筒的上端與分流屏上的通孔固接。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于對燃機渦輪首級導(dǎo)葉上端壁上的冷卻。
文檔編號F01D25/12GK102979584SQ201210519790
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張秋鴻, 張宏濤, 馮永志, 趙俊明, 姜東坡, 席會杰, 慕粉娟, 于寧, 張春梅, 周馳, 鄒建偉 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司