一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102425459102425459B(45)授权公告日2014.12.10(21)申请号201110371097.3CN1418284A,2003.05.14,说明书第三页25－29行、31行，第四页第1行，权利要求2,附(22)申请日2011.11.21图2.(73)专利权人西安交通大学US6142730A,2000.11.07,说明书第5栏权地址710048陕西省西安市咸宁路28号利要求2、3.(72)发明人徐亮高建民史晓军李云龙CN102128055A,2011.07.20,全文.王维税琳棋李法敬EP1008724A2,2001.08.29,说明书第10栏(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务9－14行及图5.所61215US2008/0050243A1,2008.02.28,全文.代理人弋才富张效伟等.大型燃气涡轮叶片冷却技术.《热能动力工程》.2008,第23卷(第1期),全文.(51)Int.Cl.审查员张磊洋F01D5/18(2006.01)F01D9/02(2006.01)F02C7/18(2006.01)(56)对比文件CN1418284A,2003.05.14,说明书第三页25－29行、31行，第四页第1行，权利要求2,附图2.权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片(57)摘要一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片，在叶片内腔自前缘到尾缘依次沿叶片径向排列第一隔板和第三隔板将叶片内腔分割成前、中、后三个独立的冷却空间，第四隔板将叶片前冷却空间分割为第一冷却腔和第二冷却腔，隔板四上等间距排列有冲击冷却孔，叶片前缘有四排交错排列的气膜冷却孔，中冷却空间的叶片内壁B上设置有等距排列的扰流肋片，第二隔板将中冷却空间分割为相通的两个第三冷却腔和第四冷却腔，后冷却空间即为第五冷却腔，第五冷却腔通过等间距的鳍状排气孔相连；本发明中冷却空间使用蒸汽闭式循环冷却，与前后冷却空间的空气冷却方式相结合，使得冷却流体在叶片各部位置均具有较高的换热系数，提高了冷却效果，提高了机组热效率。CN102425459BCN102459BCN102425459B权利要求书1/1页1.一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片，包括叶片外壁(A)和叶片内壁(B)，其特征在于，在叶片内腔自前缘到尾缘依次沿叶片径向排列第一隔板(1)和第三隔板(3)将叶片内腔分割成前、中、后三个独立的冷却空间，第四隔板(4)将叶片前冷却空间分割为第一冷却腔(5)和第二冷却腔(6)，第四隔板(4)上等间距排列有4个冲击冷却孔(13)，叶片前缘有四排交错排列的气膜冷却孔(12)，从叶片内壁(B)穿透至叶片外壁(A)，中冷却空间的叶片内壁(B)上设置有等距排列的扰流肋片(7)，第二隔板(2)将中冷却空间分割为相通的两个第三冷却腔(8)和第四冷却腔(9)，后冷却空间即为第五冷却腔(10)，第五冷却腔(10)通过等间距的鳍状排气孔(11)相连；所述的中间冷却空间采用蒸汽内冷方式，与前后冷却空间的空气冷却方式相结合，来自于外界的蒸汽自冷却进汽口(15)进入，进入第三冷却腔(8)和第四冷却腔(9)，最后排入叶片顶部的出汽口(17)，形成一个隔绝于叶栅通道的闭式冷却循环通路；所述的扰流肋片(7)为矩形截面；所述的第四隔板(4)在前缘内腔内中间区域，其外型是根据内腔壁面缩小而成；所述的气膜冷却孔(12)在叶片的前缘附近布置，压力面和吸力面各两排，其中压力面径向排列25个，吸力面径向排列14个，气膜孔为直径1.5mm的圆孔；所述的扰流肋片(7)有9排，肋间距为8mm，肋片为1mmx1mm的矩形肋片，肋角为90°；所述的第五冷却腔(10)的截面为一个梯形，鳍状排气孔(11)沿叶片尾缘径向上依次排列27个，直径为1.6mm。2CN102425459B说明书1/4页一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片技术领域[0001]本发明涉及一种燃气轮机高温涡轮冷却叶片，特别涉及一种重型燃机高温涡轮双工质冷却叶片，适用于蒸-燃联合循环的重型燃气轮机涡轮冷却叶片，应用在涡轮叶片的第一级静叶栅，满足重型燃机高温涡轮叶片冷却的需要。背景技术[0002]燃气轮机的热效率和功率输出随着涡轮进口温度的提高而增加，然而涡轮叶片处在高温、大负荷的恶劣环境下工作，如何保证其运行可靠性，是广大科研人员面临的一项重要工作。采用冷却工质进行有效冷却和研制新的耐高温材料(包括热障涂层材料TBC)是高温涡轮叶片热防护的两大措施。研制新的耐高温材料，一方面研制过程缓慢、研发成本高；另一方面提高涡轮燃气进口初温的能力有限。因此先进冷却技术成为涡轮叶片热防护的一种主要手段，