一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105927289A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610352932.1(22)申请日2016.05.25(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人李铁李玉华姜玉雁唐大伟(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.F01D9/04(2006.01)B23P21/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置及其制造方法(57)摘要一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置及其制造方法，该装置包括：静叶栅本体，每一叶片内形成冷却通道；内环，与静叶栅本体相连，内部形成有与该冷却通道相连的第一冷却空间；外环，与静叶栅本体相连，内部形成有与该冷却通道相连的第二冷却空间，且第二冷却空间通过两开口与一封闭的冷却管形成一环路；以及所述冷却通道、第一冷却空间、第二冷却空间及冷却管构成封闭的环路热虹吸单元，其中充填有冷却介质，从而实现不依靠气膜的自冷却。本发明静叶栅内的液态金属能在重力作用下持续循环流动实现对静叶栅的冷却，无需额外动力源驱动，无需从压气机引气；叶片表面无气膜形成，对主流燃气影响小；结构简单，制造成本低。CN105927289ACN105927289A权利要求书1/2页1.一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，包括：具有多支叶片的燃气涡轮静叶栅本体，所述燃气涡轮静叶栅本体上的每一个叶片内部形成冷却通道；内环，与所述燃气涡轮静叶栅本体相连，所述内环内部形成有与所述燃气涡轮静叶栅本体的每一个叶片中的冷却通道相连通的第一冷却空间；外环，与所述燃气涡轮静叶栅本体相连，所述外环内部形成有与所述燃气涡轮静叶栅本体的每一个叶片中的冷却通道相连通的第二冷却空间，且所述第二冷却空间通过两个开口与一封闭的冷却管形成一环路；以及所述冷却通道、第一冷却空间、第二冷却空间及冷却管构成封闭的环路热虹吸单元，其中充填有冷却介质；所述冷却介质移动到所述冷却管处进行热交换以对所述燃气涡轮静叶栅本体实现不依靠气膜的自冷却。2.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，所述冷却管与所述第二冷却空间连通的所述两个开口位于外环外壁以圆心相对的两个位置处；作为优选，所述冷却管形成为带有两个直管段的圆弧形管道，并在其最上端形成有一冷却介质充装口；作为优选，所述冷却管安装在所述燃气涡轮的外涵道中，被外涵道中的大量冷空气强制冷却。3.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，所述燃气涡轮静叶栅本体通过镍基高温变形合金或耐高温不锈钢制造。4.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，所述内环和外环具有翻边结构。5.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，所述冷却介质为钠钾合金、镓铟锡合金，或者1个大气压下的熔点在200℃以下且沸点在500℃以上的碱金属。6.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，其特征在于，所述自冷却燃气涡轮静叶栅装置的封闭的环路热虹吸单元在抽真空过程中，其内部的压强能够小于9×10-4Pa。7.如权利要求1所述的自冷却燃气涡轮静叶栅装置，冷却管的截面形状为圆形或矩形。8.一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，加工环形的燃气涡轮静叶栅本体，在所述燃气涡轮静叶栅本体的每一个叶片内部形成冷却通道；步骤2，加工内环和外环；其中，所述内环内部形成有与所述燃气涡轮静叶栅本体的每一个叶片中的冷却通道相连通的第一冷却空间；所述外环内部形成有与所述燃气涡轮静叶栅本体的每一个叶片中的冷却通道相连通的第二冷却空间；步骤3，加工冷却管，所述冷却管上形成有充装口；步骤4，将所述冷却管装配到所述外环上，所述冷却管通过两个开口与所述第二冷却空间形成一环路；步骤5，对完成加工的各个零件清洗去油；步骤6，将所述内环和外环分别与所述燃气涡轮静叶栅本体装配在一起，再将所述冷却管与所述外环装配在一起；步骤7，对完成加工的上述装置抽真空；2CN105927289A权利要求书2/2页步骤8，从所述冷却管的充装口向上述装置内充装冷却介质，完成后封口。9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，其中步骤1-3不分先后顺序。10.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述冷却介质为钠钾合金、镓铟锡合金，或者1个大气压下的熔点在200℃以下且沸点在500℃以上的碱金属。3CN105927289A说明书1/4页一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及燃气轮机技术领域，更具体地涉及一种自冷却燃气涡轮静叶栅装置及其制造方法，是一种利用液态金属热虹