一种燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构，属于燃气轮机叶片结构技术领域。


背景技术：

2.燃气轮机运用了布雷顿循环原理。在布雷顿循环中，循环的最高温度和最低温度比值越高，循环的效率就越高。因此，增大燃气轮机效率最主要的方法就是提高燃气轮机的燃气最高工作温度。现今的燃气轮机技术中，涡轮第一级动叶叶片在运行时会经受温度1000℃以上燃气的冲击。因此，第一级动叶叶片内部冷却结构对于整个燃气轮机来说至关重要。
3.交叉肋结构是目前应用的燃气轮机涡轮叶片主要冷却结构之一。动叶的交叉肋冷却结构比较单一，内部通流的不足、不均匀会使叶片的局部在高温工作环境下冷却效率差，温度过高，导致叶片材料疲劳、蠕变、老化、烧蚀、失效。故涡轮叶片在内部通流方面仍具有较大改善空间。
4.因此，亟需提出一种新型的燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型研发目的是为了解决现有的交叉肋冷却结构比较单一，内部通流的不足、不均匀会使叶片的局部在高温工作环境下冷却效率差，温度过高，导致叶片材料疲劳、蠕变、老化、烧蚀的问题，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
6.本实用新型的技术方案：
7.一种燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构，包括在第一级动叶叶片内部从燃气进气侧到燃气出气侧依次布置有第一部分通道、第二部分通道、第三部分通道和第四部分通道，第一部分通道、第二部分通道、第三部分通道和第四部分通道均自叶根到叶顶布置，第二部分通道和第四部分通道通过叶顶通道连通，第一部分通道和第二部分通道位于叶顶处的连通处设置有t型块，第一部分通道通过通道在叶背处与外部燃气流道连通，第一部分通道侧壁通过横向通孔与第二部分通道连通，第三部分通道自中下部分到叶顶通道布置有分别与叶盆侧和叶背侧相连的肋结构，且第三部分通道分别与第二部分通道和第四部分通道连通，所述第一部分通道的叶根处设有塞子，第四部分通道的叶根处设有带孔塞子。
8.优选的：所述第二部分通道在叶盆和叶背两侧的中间部分各布置有9个凸台。
9.优选的：所述第三部分通道分别与第二部分通道的中上部分和第四部分通道的中下部分连通。
10.优选的：所述横向通孔的数量为9个，在第一部分通道的侧壁纵向布置。
11.优选的：所述带孔塞子上加工有连通第一级动叶叶片内外两侧的通孔。
12.优选的：所述肋结构叶盆侧的肋和叶背侧的肋呈交叉结构，两侧的肋在交叉部分为圆形结构。
13.优选的：所述第四部分通道中间布置有多个尾缘齿。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.1.本实用新型在第一部分通道和第二部分通道之间的叶顶部分，增加了一个t型块，可以用于改善动叶内部通流，使得更多的冷气进入肋结构和尾缘的第四部分通道，增大冷却效率；
16.2.本实用新型在第三部分通道叶根处的带孔塞子，可以通过改变带孔塞子中间孔的孔径来改变从叶片根部进入第三部分通道的冷气量，可以在燃机处于不同的工况下灵活调节冷气进气量。
附图说明
17.图1是一种燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构的剖面图；
18.图2是图1的a-a剖面图；
19.图3是一种燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的肋结构叶盆侧和叶背侧交叉部分示意图；
20.图中1-第一部分通道，2-第二部分通道，3-第三部分通道，4-第四部分通道，5-塞子，6-通道，7-横向通孔，8-t型块，9-凸台，10-带孔塞子，11-肋结构，12-尾缘齿，13-叶顶通道。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
22.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
23.具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种燃气轮机涡轮第一级动叶叶片的内部冷却结构，包括在第一级动叶叶片内部从燃气进气侧到燃气出气侧依次布置有第一部分通道1、第二部分通道2、第三部分通道3和第四部分通道4，第一部分通道1、第二部分通道2、第三部分通道3和第四部分通道4均自叶根到叶顶布置；
24.第二部分通道2和第四部分通道4通过叶顶通道13连通，第一部分通道1和第二部分通道2位于叶顶处的连通处设置有t型块8，第一部分通道1通过通道6在叶背处与外部燃
气流道连通，第一部分通道1侧壁通过横向通孔7与第二部分通道2连通，所述横向通孔7的数量为9个，在第一部分通道1的侧壁纵向布置，第三部分通道3自中下部分到叶顶通道13布置有分别与叶盆侧和叶背侧相连的肋结构11，所述肋结构11叶盆侧的肋和叶背侧的肋呈交叉结构，两侧的肋在交叉部分为圆形结构，所述第三部分通道3分别与第二部分通道2的中上部分和第四部分通道4的中下部分连通，所述第一部分通道1的叶根处设有塞子5，第四部分通道4的叶根处设有带孔塞子10，所述带孔塞子10上加工有连通第一级动叶叶片内外两侧的通孔，所述第二部分通道2在叶盆和叶背两侧的中间部分各布置有9个凸台9，所述第四部分通道4中间布置有多个尾缘齿12。
25.工作原理如下：
26.燃气轮机在运行状态时，冷气从第一级动叶叶片的根部多个入口进入叶片内部，依次流经内部第一部分通道1、第二部分通道2、第三部分通道3和第四部分通道4，在第三部分通道3上部进入肋结构11，在肋结构11中，冷气呈交叉状流动，最后通过尾缘的第四部分通道4流出叶片进入燃气流道，与燃气汇合。
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
28.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
30.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
31.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第
二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
32.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
33.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。