适用于透平叶片的冷却结构与冷却部件的制作方法

本发明涉及透平叶片冷却，具体地，涉及一种适用于透平叶片的冷却结构与冷却护环。

背景技术：

1、燃气轮机在航空、航海、发电等中广泛应用。通过提高透平部件的进口温度或降低透平部件的冷却空气量可有效的提高燃气轮机的效率，使得燃气轮机具有经济性和市场竞争力。然而，提高透平部件的进口温度容易使叶片及端壁材料被高温主流燃气烧蚀，因此，需要采用有效的措施来降低高温部件的工作环境温度，然而，传统的柱肋冷却等方法的冷却能力有限。

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。为此，本发明的实施例提出一种适用于透平叶片的冷却结构，该结构具有换热强度高和冷却性能好的优点。

2、本发明实施例的适用于透平叶片的冷却结构包括本体，所述本体具有相互连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的底部具有沿第一方向间隔布置的第一进气区和第二进气区，所述第一腔室的顶面具有沿所述第一方向间隔布置的第一冲击区和第二冲击区，所述第一进气区和所述第一冲击区对应布置，所述第二进气区与所述第二冲击区对应布置，

3、所述第二腔室具有冷却通道、出气口和进气口，所述冷却通道位于所述第二腔室内且与所述出气口连通，所述冷却通道内具有扰流区，所述出气口位于所述第二腔室的顶面，所述进气口位于所述第二腔室的底面。

4、本发明实施例的适用于透平叶片的冷却结构，通过第一进气区和第二进气区向第一腔室内通入冷气，通过第一进气区进入第一腔室内的冷气与第一冲击区进行冲击，通过第二进气区进入第一腔室内的冷气与第二冲击区进行冲击，可有效的增加冷气在第一腔室内的流动扰动，使得冷气在第一腔室内的停留时间延长，进而提高冷气在第一腔室内的换热强度，随后冷气再流入第二腔室内并在扰流区内流动，同时，通过进气口向第二腔室内通入冷气，以进一步地增加对冷气的扰动，使得冷气在第二腔室内的停留时间延长，进一步地提高了本发明实施例的适用于透平叶片的冷却结构的换热强度和冷却性能，还可有效地降低冷却空气量。

5、在一些实施例中，所述第一进气区包括多个第一进气口，所述第一冲击区包括多个凸起，所述凸起朝向所述第一进气口凸出，多个所述第一进气口与多个所述凸起对应布置。

6、在一些实施例中，所述第二进气区包括多个第二进气口，所述第二冲击区具有多个凹面，所述凹面朝向远离所述第二进气口的方向凹陷，多个所述第二进气口与多个所述凹面对应布置。

7、在一些实施例中，多个所述第一进气口的分布密度大于多个所述第二进气口的分布密度，多个所述凸起的分布密度大于多个所述凹面的分布密度。

8、在一些实施例中，所述扰流区具有多个柱肋，多个所述柱肋间隔布置在所述冷却通道内。

9、在一些实施例中，所述第二腔室内还具有隔件，所述隔件沿所述第一方向延伸，所述冷却通道形成在所述隔件的顶面与所述第二腔室的顶面之间，所述柱肋的一端与所述隔件的顶面相连，所述柱肋的另一端与所述第二腔室的顶面相连。

10、在一些实施例中，所述进气口位于所述第二腔室底面远离所述第一腔室的一侧，所述进气口沿向上且朝向所述第一腔室倾斜的方向延伸，所述进气口的中心轴线可延伸至所述隔件的底面。

11、在一些实施例中，所述本体还具有连接通道，所述连接通道位于所述第一腔室和所述第二腔室之间，所述连接通道的一端与所述第一腔室邻近所述第二进气区的侧面相连且与所述第一腔室连通，所述连接通道的另一端沿所述第一方向延伸且朝向向上的方向倾斜，所述连接通道的另一端与所述第二腔室连通。

12、本发明实施例的适用于透平叶片的冷却部件，包括：

13、安装件，所述安装件沿第二方向延伸，所述安装件具有安装室，所述安装室沿所述第二方向延伸；

14、连接件，所述连接件设在所述安装件的一侧面上，所述连接件用于将所述安装件安装在设备上；

15、本体，所述本体安装在所述安装室内，所述本体为上述中所述的本体。

16、本发明实施例的适用于透平叶片的冷却部件，本体安装在安装室内，可对安装件进行冷却，进而对本发明实施例的适用于透平叶片的冷却部件进行冷却，提高冷却部件的冷却性能，使得可以进一步地提高透平部件的进口温度，提高燃气轮机的效率，此外，冷却部件的结构简单，本体在安装件上的安装方式简单。

17、在一些实施例中，所述本体为多个，多个所述本体分成多组，多组所述本体沿所述第二方向依次布置，每组包括多个所述本体，每组中的多个所述本体沿第一方向依次布置，所述第一方向正交于所述第二方向。

技术特征：

1.一种适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，包括本体(100)，所述本体(100)具有相互连通的第一腔室(1)和第二腔室(2)，所述第一腔室(1)的底部具有沿第一方向间隔布置的第一进气区(11)和第二进气区(12)，所述第一腔室(1)的顶面具有沿所述第一方向间隔布置的第一冲击区(13)和第二冲击区(14)，所述第一进气区(11)和所述第一冲击区(13)对应布置，所述第二进气区(12)与所述第二冲击区(14)对应布置，

2.根据权利要求1所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述第一进气区(11)包括多个第一进气口(111)，所述第一冲击区(13)包括多个凸起(131)，所述凸起(131)朝向所述第一进气口(111)凸出，多个所述第一进气口(111)与多个所述凸起(131)对应布置。

3.根据权利要求2所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述第二进气区(12)包括多个第二进气口(121)，所述第二冲击区(14)具有多个凹面(141)，所述凹面(141)朝向远离所述第二进气口(121)的方向凹陷，多个所述第二进气口(121)与多个所述凹面(141)对应布置。

4.根据权利要求3所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，多个所述第一进气口(111)的分布密度大于多个所述第二进气口(121)的分布密度，多个所述凸起(131)的分布密度大于多个所述凹面(141)的分布密度。

5.根据权利要求1所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述扰流区(24)具有多个柱肋(241)，多个所述柱肋(241)间隔布置在所述冷却通道(21)内。

6.根据权利要求5所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述第二腔室(2)内还具有隔件(25)，所述隔件(25)沿所述第一方向延伸，所述冷却通道(21)形成在所述隔件(25)的顶面与所述第二腔室(2)的顶面之间，所述柱肋(241)的一端与所述隔件(25)的顶面相连，所述柱肋(241)的另一端与所述第二腔室(2)的顶面相连。

7.根据权利要求6所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述进气口(23)位于所述第二腔室(2)底面远离所述第一腔室(1)的一侧，所述进气口(23)沿向上且朝向所述第一腔室(1)倾斜的方向延伸，所述进气口(23)的中心轴线可延伸至所述隔件(25)的底面。

8.根据权利要求1所述的适用于透平叶片的冷却结构，其特征在于，所述本体(100)还具有连接通道(3)，所述连接通道(3)位于所述第一腔室(1)和所述第二腔室(2)之间，所述连接通道(3)的一端与所述第一腔室(1)邻近所述第二进气区(12)的侧面相连且与所述第一腔室(1)连通，所述连接通道(3)的另一端沿所述第一方向延伸且朝向向上的方向倾斜，所述连接通道(3)的另一端与所述第二腔室(2)连通。

9.一种适用于透平叶片的冷却部件，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的适用于透平叶片的冷却部件，其特征在于，所述本体(100)为多个，多个所述本体(100)分成多组，多组所述本体(100)沿所述第二方向依次布置，每组包括多个所述本体(100)，每组中的多个所述本体(100)沿第一方向依次布置，所述第一方向正交于所述第二方向。

技术总结
本发明公开了一种适用于透平叶片的冷却结构，其包括本体，本体具有相互连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室的底部具有沿第一方向间隔布置的第一进气区和第二进气区，第一腔室的顶面具有沿第一方向间隔布置的第一冲击区和第二冲击区，第一进气区和第一冲击区对应布置，第二进气区与第二冲击区对应布置，第二腔室具有冷却通道、出气口和进气口，冷却通道位于第二腔室内且与出气口连通，冷却通道内具有扰流区，出气口位于第二腔室的顶面，进气口位于第二腔室的底面。本发明实施例的适用于透平叶片的冷却结构具有换热强度高和冷却性能好的优点。

技术研发人员：殷宇阳,孙贺兴,武安,吴宏,田一土
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：2024/3/11