透平护环组件、透平和燃气轮机的制作方法

本发明涉及燃气轮机的，具体地，涉及一种透平护环组件、透平和燃气轮机。

背景技术：

1、燃气轮机透平进口温度不断提升，远超出金属合金材料的极限温度，透平冷却技术已成为保障透平安全稳定工作的关键支撑。通常从压气机抽取压缩空气作为透平冷却工质，用于冷却的压缩空气越多，对燃气轮机总体性能的消极影响亦越大。因此，提升冷却效率、降低冷却空气消耗量，始终是提升燃气轮机总体性能的重要途径之一。护环通常布置在动叶叶顶上方，起到阻止高温燃气窜入冷端的作用。护环工作环境热负荷较高，需要对护环实施冷却以避免超出其许用温度。

2、相关技术中的燃机透平护环通过单腔室的冲击冷却结构的形式进行冷却。护环前缘的对流冷却孔出口的背压比尾缘对流冷却孔出口的背压高。从而为了确保冷却介质能够从前缘的对流冷却孔出口排出，注入的冷却介质的压力较大，导致尾缘的对流冷却孔回流裕度过大，使部分冷却介质浪费，造成冷却介质使用效率低下的问题。

技术实现思路

1、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。

2、为此，本发明实施例提出一种透平护环组件，该透平护环组件具有冷却介质使用效率高的优点。

3、本发明实施例还提出一种透平，该透平具有上述实施例的透平护环组件。

4、本发明实施例还提出一种燃气轮机，该燃气轮机具有上述实施例的透平。

5、本发明实施例的透平护环组件包括：透平护环，透平护环适于与动叶片对应；透平持环，所述透平持环与所述透平护环在内外方向上相对，且所述透平持环与透平护环限定出冷却腔室，所述冷却腔室包括高压腔和低压腔，所述高压腔和所述低压腔在所述透平护环的轴向上相对，所述透平持环包括第一冷却介质进口和第二冷却介质进口，所述第一冷却介质进口与所述高压腔连通，所述第二冷却介质进口与所述低压腔连通，所述透平护环包括第一冷却介质出口和第二冷却介质出口，所述第一冷却介质出口与所述高压腔连通，所述第二冷却介质出口与所述低压腔连通。

6、本发明实施例的透平护环组件将冷却腔室分隔为高压腔和低压腔，使高压腔和低压腔能够分别通入冷却介质。从而实现通过第一冷却介质进口向高压腔通入压力较高的冷却介质，通过第二冷却介质进口向低压腔通入压力较低的冷却介质，避免第二冷却介质出口回流裕度过大，因此增大了冷却介质使用效率。

7、由此，本发明实施例的透平护环组件具有冷却介质使用效率高的优点。

8、在一些实施例中，所述透平护环组件进一步包括：环形隔板，环形隔板设在冷却腔室中，且环形隔板将冷却腔室分隔为高压腔和低压腔。

9、在一些实施例中，透平持环包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分均套设于透平护环的外侧，第一部分和第二部分在透平护环的轴向上相对；环形隔板包括环形板体、第一卡接件和第二卡接件，环形板体的内端与透平护环的外周面相连，第一卡接件和第二卡接件均与环形板体的外端相连，第一卡接件和第二卡接件在透平护环的轴向上相对，第一部分设有第一卡接槽，第一卡接件与第一卡接槽相配合，以使第一部分、环形隔板和透平护环限定出高压腔，第二部分设有第二卡接槽，第二卡接件与第二卡接槽相配合，第二部分、环形隔板和透平护环限定出低压腔。

10、在一些实施例中，第一冷却介质进口设在透平持环与高压腔对应的一部分上，第二冷却介质进口设在透平持环与低压腔对应的一部分上。

11、在一些实施例中，第一冷却介质进口为多个，多个第一冷却介质进口在透平护环的周向上间隔开；和/或，第二冷却介质进口为多个，多个第二冷却介质进口在透平护环的周向上间隔开。

12、在一些实施例中，第一冷却介质出口为多个，多个第一冷却介质出口在透平护环的周向上间隔开；和/或，第二冷却介质出口为多个，多个第二冷却介质出口在透平护环的周向上间隔开。

13、在一些实施例中，第一冷却介质出口的个数大于第二冷却介质出口的个数。

14、本发明实施例的透平包括上述任一实施例的透平护环组件。

15、本发明实施例的燃气轮机包括上述任一实施例的的透平。

16、在一些实施例中，所述燃气轮机进一步包括：压气机，压气机包括低压段和高压段，高压段包括第一出气口，第一出气口与第一冷却介质进口连通，低压段包括第二出气口，第一出气口与第二冷却介质进口连通。

技术特征：

1.一种透平护环组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的透平护环组件，其特征在于，进一步包括：环形隔板，所述环形隔板设在所述冷却腔室中，且所述环形隔板将所述冷却腔室分隔为所述高压腔和所述低压腔。

3.根据权利要求2所述的透平护环组件，其特征在于，所述透平持环包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分均套设于所述透平护环的外侧，所述第一部分和所述第二部分在所述透平护环的轴向上相对；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的透平护环组件，其特征在于，所述第一冷却介质进口设在所述透平持环与所述高压腔对应的一部分上，所述第二冷却介质进口设在所述透平持环与所述低压腔对应的一部分上。

5.根据权利要求4所述的透平护环组件，其特征在于，所述第一冷却介质进口为多个，多个所述第一冷却介质进口在所述透平护环的周向上间隔开；和/或，所述第二冷却介质进口为多个，多个所述第二冷却介质进口在所述透平护环的周向上间隔开。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的透平护环组件，其特征在于，所述第一冷却介质出口为多个，多个所述第一冷却介质出口在所述透平护环的周向上间隔开；和/或，所述第二冷却介质出口为多个，多个所述第二冷却介质出口在所述透平护环的周向上间隔开。

7.根据权利要求6所述的透平护环组件，其特征在于，所述第一冷却介质出口的个数大于第二冷却介质出口的个数。

8.一种透平，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的透平护环组件。

9.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求8所述的透平。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，进一步包括：压气机，所述压气机包括低压段和高压段，所述高压段包括第一出气口，所述第一出气口与所述第一冷却介质进口连通，所述低压段包括第二出气口，所述第一出气口与所述第二冷却介质进口连通。

技术总结
本发明公开了一种透平护环组件、透平和燃气轮机，所述透平护环组件包括：透平护环和透平持环，透平持环与透平护环在内外方向上相对，透平持环位于透平护环的外侧，且透平持环与透平护环限定出冷却腔室，冷却腔室包括高压腔和低压腔，高压腔和低压腔在透平护环的轴向上相对，透平持环包括第一冷却介质进口和第二冷却介质进口，第一冷却介质进口与高压腔连通，第二冷却介质进口与低压腔连通，透平护环包括第一冷却介质出口和第二冷却介质出口，第一冷却介质出口与高压腔连通，第二冷却介质出口与低压腔连通。本发明的透平护环组件的冷却介质使用效率较高。

技术研发人员：张仪,张玉宁,武安,邓博,宋志强,吴宏
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：2024/2/19