CN112539086A - 涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，包括涡轮冷却叶片、旋转增压装置、轮盘，涡轮冷却叶片通过锁片安装在轮盘上，旋转增压装置通过安装销安装在轮盘上，涡轮冷却叶片的进气口位于旋转增压装置一侧，旋转增压装置包括导流叶片，转子旋转后，冷气经过导流叶片形成的增压通道进入涡轮冷却叶片的进气口。本发明通过旋转增压的方式，增大涡轮叶片冷却空气进气量，有效利用冷却空气；通过对不同腔室进气压力的控制，可以调节冷却叶片冷气使用量，使得冷却效率达到最高，降低冷气进入涡轮主流道所造成的掺混损失。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机冷却装置，具体地说是燃气轮机涡轮叶片冷却装置。
背景技术
冷却叶片是燃气轮机的重要部件，涡轮叶片长期工作在高温、高压的环境中，高温涡轮多采用空心结构，通过供冷气的方式，降低金属表面温度，提高叶片强度和寿命。冷却叶片大多尺寸小，结构紧凑。燃气轮机中，有相当多的一部分的压气机空气都需要给涡轮冷却，因此提高冷却效率，降低冷却空气使用量就显得尤为重要。
一般燃气轮机设计，都采用统一进气通道进气，进气参数统一，冷气量的选取则会根据最恶劣的位置进行选取，保证最恶劣区域可靠运行，这样势必会造成冷气的浪费。提高冷气利用率会在一定程度上提高整机效率。
发明内容
本发明的目的在于提供提高冷却叶片的进气压力，增大对应通道的进气量，高效利用冷却气的涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：包括涡轮冷却叶片、旋转增压装置、轮盘，涡轮冷却叶片通过锁片安装在轮盘上，旋转增压装置通过安装销安装在轮盘上，涡轮冷却叶片的进气口位于旋转增压装置一侧，旋转增压装置包括导流叶片，转子旋转后，冷气经过导流叶片形成的增压通道进入涡轮冷却叶片的进气口。
本发明还可以包括：
1、旋转增压装置与轮盘之间存在空隙，冷气通过空隙流入到旋转增压装置的增压通道内。
2、旋转增压装置的增压通道内设置节流装置或者涡轮冷却叶片进气口设置节流装置。
3、旋转装置的增压通道与增压通道之间形状和大小不同，不同的增压通道对应不同的涡轮冷却叶片，使得涡轮冷却叶片之间进气压力不同。
4、旋转增压装置安装在轮盘时，旋转增压装置的安装位置对应轮盘的间断位置，对好位置后周向旋转，旋转增压装置与轮盘相互轴向不能串动，安装销固定旋转增压装置和轮盘，使其轴向、径向无法串动，周向无法转动。
本发明的优势在于：本发明通过旋转增压的方式，增大涡轮叶片冷却空气进气量，有效利用冷却空气；通过对不同腔室进气压力的控制，可以调节冷却叶片冷气使用量，使得冷却效率达到最高，降低冷气进入涡轮主流道所造成的掺混损失。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为增压装置导流片示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-3，本发明包括涡轮冷却叶片1、旋转增压装置2、冷却叶片安装锁片3、轮盘4、安装销5。如图所示，冷却叶片1通过锁片3安装在轮盘4上，旋转增压装置2通过安装销5安装在轮盘4的一侧，冷却叶片1的进气口设置在旋转增压装置2的一侧。
旋转增压装置2和涡轮冷却叶片1、冷却叶片安装锁片3共同构成了一个腔室，冷却空气通过腔室下部，经腔室，进入到冷却叶片1。旋转增压装置2设计成带有导流片的结构，控制气体流动方向。轮盘4与旋转增压装置2连接位置，设计成分段式结构，通过两个零件的空隙轴向安装到位，然后周向转动旋转增压装置2到图示位置，通过安装销5，将两个零件安装到一起，气流通过两个零件安装位置的缝隙流入到旋转增压装置2的腔室中，随着转子的高速转动，将气流输送到冷却叶片1内部。
可以根据不同的燃气轮机机组的实际使用情况，通过调整导流片数量和长度，适时调整进气压力。旋转增压装置2可以设计成多个不同的通道，出口对应冷却叶片1不同的冷却腔进气通道，实现叶片不同冷却腔室进气压力不同的目的，高效利用冷却空气，提高冷却效率。
在部件试验需要调整冷却气进气流量时，可以在旋转增压装置2的导流通道内设置节流装置，通过多次改变节流装置的尺寸，试验出最优的通流尺寸，在装机使用时，可以直接根据试验结果加工出适合的增压装置2，可以节约试验成本和试验时间。
流入到冷却叶片1内部的冷却气，可以通过分体式的导流管流入，不同的导流管可以对应不同结构的增压腔室，实现叶片分区分压供气的方式。导流管也可以设置节流装置，实现试验台上的方便调整。
安装销5可以是过盈配合的圆销，也可以是方便拆卸的小间隙配合的螺销或者螺钉。旋转增压装置2和轮盘4相互连接位置设计成间断的结构，安装时将旋转增压装置2的安装位置对应轮盘4的间断位置，对好位置后周向旋转，保证与轮盘4相互轴向不能串动，对好安装销5的孔，安装好销后，保证轴向、径向无法串动，周向无法转动。
涡轮冷却叶片1的不同冷却腔室的主流进气是相互独立的，冷却气通过叶片内部后，从叶片表面的气膜孔和叶片顶部的气膜孔以及叶片出气位置的缝隙流出到主流中。冷却叶片1的进气管路可以不与冷却叶片1设计成一体的，可以通过调整冷却进气管，来实现多个腔室甚至多个叶片不同压力的调整。涡轮冷却叶片1和轮盘4采用榫槽结构连接，轴向通过冷却叶片安装锁片3和旋转增压装置2固定。
旋转增压装置2的外形结构还需兼顾整个燃机的其他结构，相应增加密封齿，与静止件对应使用，增加密封效果。
Claims (5)
1.涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：包括涡轮冷却叶片、旋转增压装置、轮盘，涡轮冷却叶片通过锁片安装在轮盘上，旋转增压装置通过安装销安装在轮盘上，涡轮冷却叶片的进气口位于旋转增压装置一侧，旋转增压装置包括导流叶片，转子旋转后，冷气经过导流叶片形成的增压通道进入涡轮冷却叶片的进气口。
2.根据权利要求1所述的涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：旋转增压装置与轮盘之间存在空隙，冷气通过空隙流入到旋转增压装置的增压通道内。
3.根据权利要求2所述的涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：旋转增压装置的增压通道内设置节流装置或者涡轮冷却叶片进气口设置节流装置。
4.根据权利要求3所述的涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：旋转装置的增压通道与增压通道之间形状和大小不同，不同的增压通道对应不同的涡轮冷却叶片，使得涡轮冷却叶片之间进气压力不同。
5.根据权利要求4所述的涡轮动叶冷却空气分段旋转增压装置，其特征是：旋转增压装置安装在轮盘时，旋转增压装置的安装位置对应轮盘的间断位置，对好位置后周向旋转，旋转增压装置与轮盘相互轴向不能串动，安装销固定旋转增压装置和轮盘，使其轴向、径向无法串动，周向无法转动。
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