透平静叶、透平静叶环、透平和燃气轮机的制作方法

本发明设计一种燃气轮机，具体涉及一种透平静叶、透平静叶环、透平和燃气轮机。

背景技术：

1、燃气轮机的静叶包括叶身、外缘板和内缘板，外缘板和内缘板均具有分割面，叶身具有在其弦向方向上相对的前缘和尾缘。相邻两静叶片之间形成燃气通道，燃气通道内的静压分布不均匀，通常靠近叶身的前缘且靠近叶身的压力面的区域为压力较高的静压高压区，靠近叶身的尾缘且靠近叶身的吸力面的区域为压力较低的静压低压区。若外缘板和内缘板上的分割面过于靠近静压高压区，则存在布局燃气入侵风险，若外缘板和内缘板上的分割面过于靠近叶身的吸力面，则会影响静叶的冷却结构布置。相关技术中，分割面的设置很难达到既可以避开局部静压高压区，又可以避免距离叶身的吸力面较近。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的。

2、相关技术中，外缘板和内缘板上的分割面30均为平面，通常靠近叶身的前缘且靠近叶身的压力面20的区域为压力较高的静压高压区，靠近叶身的尾缘且靠近叶身的吸力面10的区域为压力较低的静压低压区。具体地，分割面30为与燃气轮机的轴线成锐角的平面，分割面30位置的选择(在燃气轮机周向上的位置选择)很难达到既能避开局部静压高压区，又能避免分割面30过于靠近叶片的吸力面10，从而方便外缘板和内缘板上冷却结构的布置。

3、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

4、为此，本发明的实施例提出一种透平静叶，在降低局部燃气入侵风险的同时又便于冷却结构布置。

5、本发明的实施例还提出一种透平静叶环，在降低局部燃气入侵风险的同时又便于冷却结构布置。

6、本发明的实施例又提出一种透平，在降低局部燃气入侵风险的同时又便于冷却结构布置。

7、本发明的实施例又提出一种燃气轮机，在降低局部燃气入侵风险的同时又便于冷却结构布置。

8、本发明实施例的透平静叶包括叶身、外缘板和内缘板。所述叶身具有在其高度方向上相对的叶顶和叶底，所述叶身具有在其厚度方向上相对的吸力面和压力面，所述外缘板设在所述叶顶的外侧，所述外缘板具有在所述叶身的厚度方向上相对的和第一分割面和第二分割面，所述第一分割面在所述叶身的厚度方向上相对所述第二分割面更邻近所述吸力面设置，所述内缘板设在所述叶底的内侧，所述内缘板具有在所述叶身的厚度方向上相对的第三分割面和第四分割面，所述第三分割面在所述叶身的厚度方向上相对所述第四分割面更邻近所述吸力面设置。

9、其中所述第一分割面和所述第三分割面中的至少一者为沿所述叶身的高度方向延伸的凸面，所述第二分割面和所述第四分割面中的至少一者为沿所述叶身的高度方向延伸凹面。

10、本发明实施例的透平静叶具有燃气入侵风险低和冷却结构布置方便等优点。

11、在一些实施例中，所述凸面为平滑曲面，所述凹面为平滑曲面。

12、在一些实施例中，所述凸面为弧形曲面，所述凹面为弧形曲面。

13、在一些实施例中，所述第一分割面和所述第三分割面中的每一者为凸面，所述第二分割面和所述第四分割面中的每一者为凹面。

14、在一些实施例中，所述外缘板包括依次相连的第一板体、第二板体和第三板体，所述第一板体、所述第二板体和所述第三板体形成u形板，所述第二板体与所述叶顶相连，所述第一板体和所述第三板体中的每一者用于与透平的持环相连，以便所述外缘板与所述持环之间形成第一冷却通道；

15、所述内缘板包括依次相连的第四板体、第五板体和第六板体，所述第四板体、所述第五板体和所述第六板体形成u形板，所述第五板体与所述叶底相连，所述第四板体和所述第六板体中的每一者用于与透平的密封环相连，以便所述内缘板与所述密封环之间形成第二冷却通道。

16、在一些实施例中，所述叶身具有冷却腔以及与所述冷却腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口，所述冷却介质进口设在所述叶顶上，以便所述冷却介质进口与所述第一冷却通道连通，所述冷却介质出口设在所述叶底上，以便所述冷却介质出口与所述第二冷却通道连通。

17、在一些实施例中，所述叶身、所述外缘板和所述内缘板一一对应。

18、在一些实施例中，所述叶身、所述外缘板和所述内缘板为一体式结构。

19、本发明实施例的透平静叶环包括持环、多个透平静叶和密封环。多个所述透平静叶沿所述持环的周向依次布置，多个透平静叶中的每一者位于所述持环的内侧，所述外缘板与所述持环相连，多个所述透平静叶中的至少一者为上述任一项实施例中所述的透平静叶，所述密封环位于多个所述透平静叶的内侧，所述内缘板与所述密封环相连。

20、本发明实施例的透平静叶环具有燃气入侵风险低和冷却结构布置方便等优点。

21、在一些实施例中，多个所述透平静叶中的每一者上述任一项实施例中所述的透平静叶，相邻两个所述透平静叶中其中一者的所述第一分割面与另一者的所述第二分割面适配贴合，相邻两个所述透平静叶中其中一者的所述第三分割面与另一者的所述第四分割面适配贴合。

22、在一些实施例中，所述外缘板挂装在所述持环上，所述内缘板挂装在所述密封环上。

23、本发明实施例的透平包括透平静叶环，所述透平静叶环为上述任一项实施例中所述透平静叶环。

24、本发明实施例的透平具有燃气入侵风险低和冷却结构布置方便等优点。

25、本发明实施例的燃气轮机包括透平，所述透平为上述任一项实施例中所述的透平。

26、本发明实施例的燃气轮机具有燃气入侵风险低和冷却结构布置方便等优点。

技术特征：

1.一种透平静叶，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的透平静叶，其特征在于，所述凸面为平滑曲面，所述凹面为平滑曲面。

3.根据权利要求2所述的透平静叶，其特征在于，所述凸面为弧形曲面，所述凹面为弧形曲面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的透平静叶，其特征在于，所述第一分割面和所述第三分割面中的每一者为凸面，所述第二分割面和所述第四分割面中的每一者为凹面。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的透平静叶，其特征在于，所述外缘板包括依次相连的第一板体、第二板体和第三板体，所述第一板体、所述第二板体和所述第三板体形成u形板，所述第二板体与所述叶顶相连，所述第一板体和所述第三板体中的每一者用于与透平的持环相连，以便所述外缘板与所述持环之间形成第一冷却通道；

6.根据权利要求5所述的透平静叶，其特征在于，所述叶身具有冷却腔以及与所述冷却腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口，所述冷却介质进口设在所述叶顶上，以便所述冷却介质进口与所述第一冷却通道连通，所述冷却介质出口设在所述叶底上，以便所述冷却介质出口与所述第二冷却通道连通。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的透平静叶，其特征在于，所述叶身、所述外缘板和所述内缘板一一对应。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的透平静叶，其特征在于，所述叶身、所述外缘板和所述内缘板为一体式结构。

9.一种透平静叶环，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的透平静叶环，其特征在于，多个所述透平静叶中的每一者为权利要求1-8中任一项所述的透平静叶，相邻两个所述透平静叶中其中一者的所述第一分割面与另一者的所述第二分割面适配贴合，相邻两个所述透平静叶中其中一者的所述第三分割面与另一者的所述第四分割面适配贴合。

11.根据权利要求9所述的透平静叶环，其特征在于，所述外缘板挂装在所述持环上，所述内缘板挂装在所述密封环上。

12.一种透平，其特征在于，包括权利要求9-11中任一项所述透平静叶环。

13.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求12所述的透平。

技术总结
本发明公开了一种透平静叶、透平静叶环、透平和燃气轮机。所述透平静叶包括叶身、外缘板和内缘板，所述叶身具有在其高度方向上相对的叶顶和叶底，所述叶身具有在其厚度方向上相对的吸力面和压力面，所述外缘板设在所述叶顶的外侧，所述外缘板具有在所述叶身的厚度方向上相对的第一分割面和第二分割面，所述内缘板具有在所述叶身的厚度方向上相对的第三分割面和第四分割面，其中所述第一分割面和所述第三分割面中的至少一者为沿所述叶身的高度方向延伸的凸面，所述第二分割面和所述第四分割面中的至少一者为沿所述叶身的高度方向延伸凹面。本发明实施例的透平静叶具有燃气入侵风险低和冷却结构布置方便等优点。

技术研发人员：周全凯,武安,刘丽芳
受保护的技术使用者：中国联合重型燃气轮机技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14