专利名称：一种燃机透平动叶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种透平动叶，具体涉及一种中低热值重型燃气轮机系统中的燃机透平动叶。
背景技术：
随着目前重型燃气轮机中的气体燃烧温度的升高，在燃气子午流道内的透平叶片直接暴漏在较高的热负荷环境中，尤其在叶片叶身及顶部热负荷显著增加，导致叶片容易产生氧化且出现蠕变损坏。虽然目前透平材料和工艺已有长足的进展，但面临日益增高的燃气透平入口温度，叶片的温度和热应力水平逐渐增大的条件下，现有的透平叶片出现了冷却效率低的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现有的透平叶片出现了冷却效率低的问题。进而提供一种燃机透平动叶。本实用新型的技术方案是一种高效冷却的中低热值燃机透平动叶包括叶根、中间体和通流径向下缘板，中间体为空心中间体，通流径向下缘板上设有多个通流孔，叶根、中间体和通流径向下缘板由下至上依次设置，所述中低热值燃机透平动叶还包括叶片工作部分，叶片工作部分设置在通流径向下缘板上，叶片工作部分包括第一冷却回路部分、第二冷却回路部分、中间肋和多个中间紊流激发器，第一冷却回路部分和第二冷却回路部分由左至右依次设置在通流径向下缘板上，中间肋的上部开有倾斜向上的孔，中间肋设置在第一冷却回路部分和第二冷却回路部分之间，多个中间紊流激发器由上至下依次设置在第一冷却回路部分和第二冷却回路部分内，第一冷却回路部分的叶片进气侧设有三排向上倾斜的前缘出气气膜孔，第二冷却回路部分的叶片出气侧设有一排尾缘出气气膜孔，第一冷却回路部分和第二冷却回路部分的顶端设有多个与内腔蛇形冷却管道相连的顶部出气气膜孔，所述第一冷却回路部分包括多根第一肋条和多个第一紊流激发器，多根第一肋条径向倾斜设置在通流径向下缘板上，并组成蛇形冷却管道，且每相邻两根第一肋条之间留有间隙，每相邻两根第一肋条之间的叶片压力侧和吸力侧由上至下依次设有多个第一紊流激发器，靠近外部的第一肋条上由上至下依次设有多个冲击孔，与所述靠近外部的第一肋条相邻的第一肋条上部设有多个分流孔；所述第二冷却回路部分包括多根第二肋条和多个第二紊流激发器，多根第二肋条径向倾斜设置在通流径向下缘板上，并组成蛇形冷却管道，且相邻两根第二肋条之间留有间隙，多个第二紊流激发器由上至下依次设置在两根第二肋条之间的叶片压力侧和吸力侧上，靠近中间肋处的第二个第二肋条上部设有多个压力平衡孔，第二冷却回路部分的出气侧侧壁上设有集气腔，集气腔内包含多个扰流件和多个突起钉。本实用新型与现有技术相比具有以下效果1.本实用新型在多根肋条组成的蛇形管道的直通道内，矩形通道的叶片压力侧和吸力侧分别设有紊流激发器，有效的增加了叶片内流换热效率，保证叶片表面有较好的温度场和较小的热应力梯度。2.本实用新型的第一冷却回路部分上设有整排冲击孔，使冷却流体流向叶片前缘，最终由前缘气膜孔喷出。同时，还增加了分流孔和压力平衡孔，提高了叶片蛇形管道末端的冷却流体压力，有效的降低了叶片末端处的温度。3.本实用新型的在不增加整个透平系统的总体冷气量的情况下，通过透平叶片结构的调整，有效的降低了叶片金属表面温度和热应力，避免了叶片易被烧坏的问题。
图1是本实用新型的整体外部结构主视图，图2是图1的轴侧结构示意图，图3是本实用新型叶片工作部分的剖视图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种高效冷却的中低热值燃机透平动叶包括叶根1、中间体2和通流径向下缘板3，中间体2为空心中间体，通流径向下缘板3上设有多个通流孔，叶根1、中间体2和通流径向下缘板3由下至上依次设置，所述中低热值燃机透平动叶还包括叶片工作部分4，叶片工作部分4设置在通流径向下缘板3上，叶片工作部分4包括第一冷却回路部分23、第二冷却回路部分24、中间肋6和多个中间紊流激发器11，第一冷却回路部分23和第二冷却回路部分24由左至右依次设置在通流径向下缘板3上，中间肋6的上部开有倾斜向上的孔18，中间肋6设置在第一冷却回路部分23和第二冷却回路部分24之间，多个中间紊流激发器11由上至下依次设置在第一冷却回路部分23和第二冷却回路部分24内，第一冷却回路部分23的叶片进气侧设有三排向上倾斜的前缘出气气膜孔19，第二冷却回路部分24的叶片出气侧设有一排尾缘出气气膜孔20，第一冷却回路部分23和第二冷却回路部分24的顶端设有多个与内腔蛇形冷却管道相连的顶部出气气膜孔21，所述第一冷却回路部分23包括多根第一肋条7和多个第一紊流激发器8，多根第一肋条7径向倾斜设置在通流径向下缘板3上，并组成蛇形冷却管道，且每相邻两根第一肋条7之间留有间隙，每相邻两根第一肋条7之间的叶片压力侧和吸力侧由上至下依次设有多个第一紊流激发器8，靠近外部的第一肋条7上由上至下依次设有多个冲击孔9，与所述靠近外部的第一肋条7相邻的第一肋条7上部设有多个分流孔10 ；所述第二冷却回路部分24包括多根第二肋条12和多个第二紊流激发器13，多根第二肋条12径向倾斜设置在通流径向下缘板3上，并组成蛇形冷却管道，且相邻两根第二肋条12之间留有间隙，多个第二紊流激发器13由上至下依次设置在两根第二肋条12之间的叶片压力侧和吸力侧上，靠近中间肋6处的第二个第二肋条12上部设有多个压力平衡孔14，第二冷却回路部分24的出气侧侧壁上设有集气腔15，集气腔内包含多个扰流件16和多个突起钉17。本实用新型在使用时是把一个空心的透平叶片，放入热流道内，叶片内通入冷气，冷气经过叶片内部通道，从叶片表面喷出来，喷出来的冷气贴附在叶片表面，形成一层气膜，保护叶片不被高温燃气侵蚀，同时还提高了透平叶片的冷却效率。本实施方式的冷却流体从叶根I的底部进入叶片工作部分4，部分流体流经通流径向下缘板3处时通过孔喷出部分流体，最终通过通流径向下缘板3喷出形成，冷却叶片缘板外表面。大部分冷却流体一方面通过叶根I的四个进气孔5进气，另一方面通过前缘出气气膜孔19进气，尾缘出气气膜孔20和顶部出气气膜孔21出气，实现了对叶片进行多方位的冷却，冷却效率高。
具体实施方式
二 结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的每相邻两根第一肋条7之间的间隙和相邻两根第二肋条12之间的间隙均为由下至上渐缩的间隙。如此设置，冷却效果好。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的第一紊流激发器
8、中间紊流激发器11和第二紊流激发器13均为“人”字形肋片。如此设置，单独蛇形管道可看做一带有圆角的矩形通道管路，在靠近压力侧和吸力侧的通道内，设置“人”字形肋片，有效的提高了叶片压力侧和吸力侧的表面换热系数。其它组成和连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的“人”字形肋片的夹角为110° -130°。如此设置，叶片压力侧和吸力侧的表面换热系数为最佳，其它组成和连接关系与具体实施方式
三相同。
权利要求1.一种燃机透平动叶，它包括叶根(I)、中间体(2 )和通流径向下缘板(3 )，中间体(2 )为空心中间体，通流径向下缘板(3)上设有多个通流孔，叶根(I)、中间体(2)和通流径向下缘板(3)由下至上依次设置，其特征在于所述中低热值燃机透平动叶还包括叶片工作部分(4)，叶片工作部分(4)设置在通流径向下缘板(3)上，叶片工作部分(4)包括第一冷却回路部分(23)、第二冷却回路部分(24)、中间肋(6)和多个中间紊流激发器(11)，第一冷却回路部分(23)和第二冷却回路部分(24)由左至右依次设置在通流径向下缘板(3)上，中间肋(6)的上部开有倾斜向上的孔(18)，中间肋(6)设置在第一冷却回路部分(23)和第二冷却回路部分(24)之间，多个中间紊流激发器(11)由上至下依次设置在第一冷却回路部分(23)和第二冷却回路部分(24)内，第一冷却回路部分(23)的叶片进气侧设有三排向上倾斜的前缘出气气膜孔(19)，第二冷却回路部分(24)的叶片出气侧设有一排尾缘出气气膜孔(20)，第一冷却回路部分(23)和第二冷却回路部分(24)的顶端设有多个与内腔蛇形冷却管道相连的顶部出气气膜孔(21)，所述第一冷却回路部分(23)包括多根第一肋条(7)和多个第一紊流激发器(8)，多根第一肋条(7)径向倾斜设置在通流径向下缘板(3)上，并组成蛇形冷却管道，且每相邻两根第一肋条(7)之间留有间隙，每相邻两根第一肋条(7)之间的叶片压力侧和吸力侧由上至下依次设有多个第一紊流激发器(8)，靠近外部的第一肋条(7)上由上至下依次设有多个冲击孔(9)，与所述靠近外部的第一肋条(7)相邻的第一肋条(7)上部设有多个分流孔(10);所述第二冷却回路部分(24)包括多根第二肋条(12)和多个第二紊流激发器(13)，多根第二肋条(12)径向倾斜设置在通流径向下缘板(3)上，并组成蛇形冷却管道，且相邻两根第二肋条(12)之间留有间隙，多个第二紊流激发器(13)由上至下依次设置在两根第二肋条(12)之间的叶片压力侧和吸力侧上，靠近中间肋(6)处的第二个第二肋条(12)上部设有多个压力平衡孔(14)，第二冷却回路部分(24)的出气侧侧壁上设有集气腔(15)，集气腔内包含多个扰流件(16)和多个突起钉(17)。
2.根据权利要求1所述的一种燃机透平动叶，其特征在于所述每相邻两根第一肋条(7)之间的间隙和相邻两根第二肋条(12)之间的间隙均为由下至上渐缩的间隙。
3.根据权利要求2所述的一种燃机透平动叶，其特征在于所述第一紊流激发器(8)、中间紊流激发器(11)和第二紊流激发器(13 )均为“人”字形肋片。
4.根据权利要求3所述的一种燃机透平动叶，其特征在于所述“人”字形肋片的夹角为 110。 -130。。
专利摘要一种燃机透平动叶，它涉及一种中低热值燃机透平动叶。本实用新型为了解决现有的透平叶片出现了冷却效率低的问题。本实用新型的叶根、中间体和通流径向下缘板由下至上依次设置，所述中低热值燃机透平动叶的叶片工作部分设置在通流径向下缘板上，叶片工作部分包括第一冷却回路部分、第二冷却回路部分、中间肋和多个中间紊流激发器，第一冷却回路部分和第二冷却回路部分由左至右依次设置在通流径向下缘板上，中间肋的上部开有倾斜向上的孔，中间肋设置在第一冷却回路部分和第二冷却回路部分之间，多个中间紊流激发器由上至下依次设置在中间肋上。本实用新型用于中低热值燃机系统。
文档编号F01D5/18GK202900329SQ20122064448
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者吕智强, 张宏涛, 冯永志, 赵俊明, 席会杰, 姜东坡, 慕粉娟, 于宁, 邹建伟, 张春梅, 周驰 申请人:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司