CN102979584A - 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 - Google Patents
燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102979584A CN102979584A CN2012105197905A CN201210519790A CN102979584A CN 102979584 A CN102979584 A CN 102979584A CN 2012105197905 A CN2012105197905 A CN 2012105197905A CN 201210519790 A CN201210519790 A CN 201210519790A CN 102979584 A CN102979584 A CN 102979584A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- end wall
- chopped
- head
- stator
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，涉及一种燃机涡轮首级导叶的冷却系统，解决了燃机涡轮首级导叶及上端壁金属表面温度过高发生氧化与蠕变损坏的问题。导叶固定在首级导叶上端壁和首级导叶下端壁之间，冷却系统还包括分流屏；首级导叶上端壁上加工有与分流屏形状一致的冷却槽，分流屏放在冷却槽正上方且与首级导叶上端壁上表面固接；分流屏与冷却槽的底面上均加工有与后套筒横截面形状一致的通孔，且分流屏上的通孔与冷却槽底面上的通孔位置正对，后套筒穿过分流屏上的通孔及冷却槽上的通孔设置在导叶内，后套筒的上端与分流屏上的通孔固接。本发明可广泛应用于对燃机涡轮首级导叶上端壁上的冷却。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃机涡轮首级导叶的冷却系统。
背景技术
根据中国国内能源产业结构可知，中国天然气资源较少，而煤资源丰富。由煤提炼的中低热值燃料丰富，因此提高适用于中低热值燃料的重型燃机性能尤为重要，目前的中低热值重型燃气轮机涡轮导叶直接暴露在较高的热负荷环境中，尤其是叶片叶身及上下端壁，长期高热负荷环境下容易导致叶片产生氧化且出现蠕变损坏。
发明内容
本发明为了解决燃机涡轮首级导叶及上端壁金属表面温度过高发生氧化与蠕变损坏的问题，从而提供一种燃机涡轮首级导叶上端壁冷却结构。
燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，它包括首级导叶上端壁、导叶和后套筒，所述导叶固定在首级导叶上端壁和首级导叶下端壁之间，所述冷却系统还包括分流屏；
所述首级导叶上端壁上加工有与分流屏形状一致的冷却槽，分流屏放在冷却槽正上方且与首级导叶上端壁上表面固接；
所述分流屏与冷却槽的底面上均加工有与后套筒横截面形状一致的通孔，且分流屏上的通孔与冷却槽底面上的通孔位置正对，后套筒穿过分流屏上的通孔及冷却槽上的通孔设置在导叶内，后套筒的上端与分流屏上的通孔固接；
所述冷却槽底面上后套筒通过的孔为后套筒通过孔。
本发明的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统使冷气得到了综合利用，使导叶及首级导叶上端壁金属叶片的温度得到有效的降低，温度降低了500-600k，有效避免了产生高热负荷环境进而减少了导叶叶片产生氧化与蠕变损坏的问题。
附图说明
图1是燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统的主视拆分图；
图2是燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统的后视图；
图3是首级导叶上端壁结构的侧视图；
图4是首级导叶上端壁结构的俯视图；
图5是首级导叶上端壁结构的仰视图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1-2说明本具体实施方式。燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，它包括首级导叶上端壁1、导叶3和后套筒4，所述导叶3固定在首级导叶上端壁1和首级导叶下端壁13之间，其特征在于所述冷却系统还包括分流屏2；
所述首级导叶上端壁1上加工有与分流屏2形状一致的冷却槽5，分流屏2放在冷却槽5正上方且与首级导叶上端壁1上表面固接；
所述分流屏2与冷却槽5的底面上均加工有与后套筒4横截面形状一致的通孔，且分流屏2上的通孔与冷却槽5底面上的通孔位置正对，后套筒4穿过分流屏2上的通孔及冷却槽5上的通孔设置在导叶3内，后套筒4的上端与分流屏2上的通孔固接；
所述冷却槽5底面上后套筒4通过的孔为后套筒通过孔7。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一不同的是分流屏2上设有数个冲击孔6，所述数个冲击孔6分布在导叶3在分流屏2上的轴向投影区域外部。
所述冲击孔6的个数为24-32个，孔径为1.2-1.5mm。
本具体实施方式采用分流屏3上的冲击孔6结构，所述冲击孔6沿分流屏前缘方向至尾缘方向分布成12行，其中第一行至第六行行间距相等，第七行至第十二行行间距相等，每行内孔间距相等。
具体实施方式三、结合图3-5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一不同的是所述首级导叶上端壁1尾缘壁上设有数个尾缘冷却孔8；所述尾缘冷却孔8的个数为24-32个，孔径为1.2mm-1.5mm。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
所述涡轮首级导叶3的进气侧为首级导叶上端壁1的前缘，涡轮首级导叶3的出气侧为首级导叶上端壁1的尾缘。
具体实施方式四、结合图3-5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一不同的是所述冷却槽5底面上设有数个导叶前缘气膜孔9，所述数个导叶前缘气膜孔9沿导叶3前缘均匀分布，且数个导叶前缘气膜孔9的出气方向均位于导叶3与首级导叶上端壁1连接处的前缘上；所述导叶前缘气膜孔9的个数为10-14个，孔径为1.2mm-1.5mm。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五、结合图3-5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一不同的是所述冷却槽5底面上设有数个冷却气膜孔10。所述冷却气膜孔10从首级导叶上端壁1前缘至尾缘方向分布8行，其中第一行与第二行的孔间距均为周向间距0.365°，第三行与第四行的孔间距均为周向间距0.3°，第五行和第六行的孔间距均为周向间距0.5°，第七行的孔间距为周向间距0.5°，第八行的孔间距为周向间距0.52°。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六、结合图3-5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一不同的是所述首级导叶上端壁1的内弧外表面到冷却槽5上表面之间设有数个内弧侧孔11。所述内弧侧孔11的个数为6-10个，孔径为1.5mm-2mm。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式七、结合图3-5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一不同的是所述后套筒通过孔7内表面与首级导叶上端壁1背弧侧外表面之间设有数个背弧侧孔12。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
本发明采用燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，对首级导叶上端壁1进行冷却，避免了传统设计中，针对燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统形式单一、首级导叶上端壁1及导叶3叶身处容易发生烧蚀和结构损坏的问题。
Claims (7)
1.燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，它包括首级导叶上端壁（1）、导叶（3）和后套筒（4），所述导叶（3）固定在首级导叶上端壁（1）和首级导叶下端壁（13）之间，其特征在于所述冷却系统还包括分流屏（2）；
所述首级导叶上端壁（1）上表面加工有与分流屏（2）形状一致的冷却槽（5），分流屏（2）设置在冷却槽（5）正上方且与首级导叶上端壁（1）上表面固接；
所述分流屏（2）与冷却槽（5）的底面上均加工有与后套筒（4）横截面形状一致的通孔，且分流屏（2）上的通孔与冷却槽（5）底面上的通孔位置正对，后套筒（4）穿过分流屏（2）上的通孔及冷却槽（5）上的通孔设置在导叶（3）内，后套筒（4）的上端与分流屏（2）上的通孔固接;
所述冷却槽（5）底面上后套筒（4）通过的孔为后套筒通过孔（7）。
2.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述分流屏（2）上设有数个冲击孔（6），所述数个冲击孔（6）分布在导叶（3）在分流屏（2）上的轴向投影区域外部。
3.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述首级导叶上端壁（1）尾缘壁上设有数个尾缘冷却孔（8）。
4.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述冷却槽（5）底面上设有数个导叶前缘气膜孔（9），所述数个导叶前缘气膜孔（9）沿导叶（3）前缘均匀分布，且数个导叶前缘气膜孔（9）的出气方向均位于导叶（3）与首级导叶上端壁（1）连接处的前缘上。
5.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述冷却槽（5）底面上设有数个冷却气膜孔（10）。
6.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述首级导叶上端壁（1）的内弧面到冷却槽（5）上表面之间设有数个内弧侧孔（11）。
7.根据权利要求1所述的燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统，其特征在于所述后套筒通过孔（7）内表面与首级导叶上端壁（1）背弧侧外表面之间设有数个背弧侧孔（12）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105197905A CN102979584A (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012105197905A CN102979584A (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102979584A true CN102979584A (zh) | 2013-03-20 |
Family
ID=47853899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012105197905A Pending CN102979584A (zh) | 2012-12-06 | 2012-12-06 | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102979584A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2980360A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-03 | Rolls-Royce plc | Gas turbine engine end-wall component |
| CN111779548A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-16 | 西安交通大学 | 一种端壁气膜孔布置结构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3628880A (en) * | 1969-12-01 | 1971-12-21 | Gen Electric | Vane assembly and temperature control arrangement |
| US5743708A (en) * | 1994-08-23 | 1998-04-28 | General Electric Co. | Turbine stator vane segments having combined air and steam cooling circuits |
| US6019572A (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-01 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine row #1 steam cooled vane |
| US6382906B1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-05-07 | General Electric Company | Floating spoolie cup impingement baffle |
| CN102200034A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-28 | 通用电气公司 | 燃气涡轮喷嘴的优先冷却 |
| CN202991147U (zh) * | 2012-12-06 | 2013-06-12 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 |
-
2012
- 2012-12-06 CN CN2012105197905A patent/CN102979584A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3628880A (en) * | 1969-12-01 | 1971-12-21 | Gen Electric | Vane assembly and temperature control arrangement |
| US5743708A (en) * | 1994-08-23 | 1998-04-28 | General Electric Co. | Turbine stator vane segments having combined air and steam cooling circuits |
| US6019572A (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-01 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Gas turbine row #1 steam cooled vane |
| US6382906B1 (en) * | 2000-06-16 | 2002-05-07 | General Electric Company | Floating spoolie cup impingement baffle |
| CN102200034A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-28 | 通用电气公司 | 燃气涡轮喷嘴的优先冷却 |
| CN202991147U (zh) * | 2012-12-06 | 2013-06-12 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 辛亚楠: "燃气涡轮复合冷却结构改进设计研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2980360A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-03 | Rolls-Royce plc | Gas turbine engine end-wall component |
| US9915169B2 (en) | 2014-07-30 | 2018-03-13 | Rolls-Royce Plc | Gas turbine engine end-wall component |
| CN111779548A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-16 | 西安交通大学 | 一种端壁气膜孔布置结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201818331U (zh) | 分块式高压涡轮导向器 | |
| CN102996187A (zh) | 燃机涡轮首级导叶下端壁冷却系统 | |
| JP2013181538A5 (zh) | ||
| CN203464332U (zh) | 一种燃气轮机燃烧室过渡段 | |
| CN102979584A (zh) | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 | |
| CN202991147U (zh) | 燃机涡轮首级导叶上端壁冷却系统 | |
| CN204419278U (zh) | 涡轮导向器 | |
| CN202991151U (zh) | 燃机涡轮首级导叶下端壁冷却系统 | |
| CN204113504U (zh) | 一种易安装的高强度铆接结构 | |
| CN201159091Y (zh) | 迎汽式蜂窝密封 | |
| CN209354257U (zh) | 一种tc4钛合金反馈杆 | |
| CN103533817B (zh) | 组合式水冷板 | |
| CN202134292U (zh) | 一种棒形悬式复合绝缘子 | |
| CN206860302U (zh) | 一种单缸卧式柴油机湿式缸套 | |
| CN204082309U (zh) | 一种内燃机中冷器芯体外翻边式主片 | |
| CN103061887A (zh) | 一种中冷燃气轮机 | |
| CN204646325U (zh) | 一种高效汽轮机叶片 | |
| US10267158B2 (en) | Airfoil fillet | |
| CN203992905U (zh) | 用于法兰平面度和锥度的一次焊接成型工装 | |
| CN203962346U (zh) | 一种空气压缩机同心环状阀用气缸盖 | |
| CN202789091U (zh) | 内燃机中冷器吊耳结构 | |
| CN204386673U (zh) | 一种涡轮增压器用喷嘴环 | |
| CN109026173B (zh) | 一种适用于20-30mw等级的燃机第二级动叶的冷却结构 | |
| CN203499738U (zh) | 一种涡轮后机匣用流道结构 | |
| CN203769865U (zh) | 涡轮增压器隔热罩 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130320 |