CN113605994B - 一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构 - Google Patents

一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构 Download PDF

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    • F01D25/12—Cooling

Abstract

一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，由上缘板、叶片、下缘板、密封板、排气接口组成，其特征在于，所述下缘板为双层结构，分为上板和下板，在下缘板两侧设置有固定凸台，通过焊接方法将两块密封板固定在凸台上，所述下缘板与两处密封板组成空腔结构，叶片的排气口均与该空腔结构连接，在下板上设置排气接口。本发明的排气接口数量变为传统结构的一半，配合面的数量也减少为传统结构的一半，极大的减少了冷却空气的泄露损失，提高了发动机的性能指标，具有结构简单、安装方便、结构可靠性高等特点。

Description

一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构
(一)技术领域
本发明专利属于能源动力行业，应用于船用燃气轮机的一种新型低泄露损失的双联冷却导叶结构。
(二)背景技术
船用燃气轮机涡轮导叶工作在高温、高压及盐烟雾腐蚀条件下，工作环境恶劣，为了提高涡轮导叶的寿命，通常将涡轮导叶设计为带冷却的空心结构，使用冷却空气对涡轮导叶进行冷却，降低涡轮导叶温度，提高涡轮导叶的寿命。同时，为了降低涡轮导叶之间的燃气泄露，燃气轮机多使用双联导叶或三联导叶。
在船用燃气轮机中，冷却涡轮导叶的冷却空气由压气机提供，从能量损失方面考虑，减少涡轮导叶冷却空气的泄露，是提高发动机性能的有效手段。在传统结构中，由压气机输送而来的冷却空气经由管路进入涡轮导叶内部，对涡轮导叶进行冷却，冷却后的空气从下缘板排气接口排出，每个叶片均有一个排气接口，并通过软管连接排气接口与隔板结构，将冷却空气输送至其他零部件。由于软管与叶片排气接口为配合关系，使得在配合面位置存在较多的泄露损失，并且配合面的数量与叶片数量相同，并且连接软管属于易损件，在拆装过程中易损坏，间接的提高了燃气轮机的生产成本。
(三)发明内容
本发明专利为了解决现有技术中不足进而提出了一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构。该结构中的排气接口数量变为传统结构的一半，配合面的数量也减少为传统结构的一半，极大的减少了冷却空气的泄露损失，提高了发动机的性能指标。
本发明的目的是这样实现的：
一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，由上缘板、叶片、下缘板、密封板、排气接口组成，所述下缘板为双层结构，分为上板和下板，在下缘板两侧设置有固定凸台，通过焊接方法将两块密封板固定在凸台上，所述下缘板与两处密封板组成空腔结构，叶片的排气口均与该空腔结构连接，在下板上设置排气接口。
还包括导叶-隔板装配结构，所述导叶-隔板装配结构包括涡轮导叶、隔板、螺栓和密封环；排气接口通过插入方式与隔板相连，冷却空气通过排气接口进入隔板内部空腔，进而从隔板两侧排气孔流出，输送至需要冷却空气的位置，用于其他零件的密封或冷却；
所述隔板中间部位通过螺栓进行紧固，确保隔板与导叶的之间的配合，隔板底部有密封环，与转子结构配合进行密封。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明创新性的将单层下缘板结构改为双层结构，双层下缘板与密封板组成一个空腔结构，将两个叶片排气接口排出的冷却空气收集在该空腔结构中，再由统一的排气接口排出，新结构中的排气接口数量变为传统结构的一半，配合面的数量也减少为传统结构的一半，极大的减少了冷却空气的泄露损失，提高了发动机的性能指标；
本发明专利提出的新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构不许要使用连接软管，避免了在燃气轮机拆装过程中更换连接软管的损失，降低了燃气轮机的生产成本。
本发明具有结构简单、安装方便、结构可靠性高等特点。
(四)附图说明
图1为导叶三维结构示意图；
图2为导叶三维结构示意图(侧视图)；
图3为导叶内部结构剖视图；
图4为导叶-隔板装配结构示意图(箭头代表冷却空气走向)。
(五)具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步说明：
本发明所述一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，主要由上缘板1、叶片2、下缘板3、排气接口4、密封板5组成，导叶三维结构如图1、图2所示。下缘板3为双层结构，有由上板3-1、下板3-2组成，在下板3-2上设置有一个排气接口4，导叶内部结构剖视图如图3所示。两处密封板5与下缘板3通过焊接方法连接，保证接口位置良好的密封性，下缘板3和密封板5构成了一个空腔结构。
冷却空气由上缘板1进入两处叶片2内部，对叶片2进行冷却，冷却空气完成对两处叶片2的冷却后，由各自排气口流出进入空腔结构，在空腔结构中混合，最终从下板3-2上的排气接口4流出，冷却空气在导叶内部的流动见图3所示，图中箭头方向代表冷却空气走向。
导叶-隔板装配结构如图4所示，装配结构由涡轮导叶6、隔板7、螺栓8、密封环9组成。涡轮导叶的排气接口4通过插入方式与隔板7相连，该方式可进一步减少冷却空气的泄露损失，冷却空气通过排气接口4进入隔板7内部空腔，进而从隔板7两侧排气孔流出，输送至需要冷却空气的位置，用于其他零件的密封或冷却。
隔板7中间部位通过螺栓8进行紧固，确保隔板7与导叶6的之间的配合，隔板7底部有密封环9，与转子结构配合进行密封。
涡轮导叶的下板上的排气接口采用插入的方式与隔板连接，更好的起到了减小冷却空气泄露的作用。
由压气机端输送而来的冷却空气，经由管路输送至涡轮导叶上缘板进气口，进而冷却空气通过导叶内部空腔，对涡轮导叶进行冷却，冷却后的空气经由叶片各自的排气口排至空腔结构中，两处冷却空气在空腔结构内混合，再由下板上的排气接口排出至隔板内腔，隔板内腔中的冷却空气由隔板上的空气孔排出至其他位置，用于其他零件的密封或冷却。

Claims (3)

1.一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，由上缘板、叶片、下缘板、密封板、排气接口组成，其特征在于，所述下缘板为双层结构，分为上板和下板，在下缘板两侧设置有固定凸台，通过焊接方法将两块密封板固定在凸台上，所述下缘板与两处密封板 组成空腔结构，将两个叶片排气接口排出的冷却空气收集在该空腔结构中，再由统一的排气接口排出。
2.根据权利要求 1 所述的一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，其特 征在于，还包括导叶-隔板装配结构，所述导叶-隔板装配结构包括涡轮导叶、隔板、螺栓和 密封环；排气接口通过插入方式与隔板相连，冷却空气通过排气接口进入隔板内部空腔，进 而从隔板两侧排气孔流出，输送至需要冷却空气的位置，用于其他零件的密封或冷却。
3.根据权利要求 2 所述的一种新型船用燃气轮机低泄露损失双联冷却导叶结构，其特 征在于，所述隔板中间部位通过螺栓进行紧固，确保隔板与导叶的之间的配合，隔板底部有密封环，与转子结构配合进行密封。
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