一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段的制作方法

1.本实用新型属于涡轮叶片冷效试验装置领域，具体涉及一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段。


背景技术：

2.燃气轮机(gas turbine)是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
3.涡轮叶片是燃气轮机中的关键部件，其设计的冷却效果极大影响燃气轮机的性能。为设计和验证涡轮叶片的冷却效果，需要对其进行冷效试验验证。冷效试验中的主燃气由燃烧室提供，燃烧室出口一般为圆形结构，而冷效试验段则为扇形结构，所以中间需要设置圆形转扇形的转接段，来达到为试验段提供稳定的扇形的进气来流，同时来自燃烧室的主燃气是高温高压的，但现有高温高压流道存在安全和可靠性差的问题。转接段要设置冷却结构来保证安全和可靠性，以满足燃气轮机涡轮叶片冷效试验研究和技术验证的需要。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中冷效试验装置进口圆形流道需要转换成扇形流道，现有高温高压流道存在安全和可靠性差的问题。
5.本实用新型采用的具体方案为：一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，所述转接段包括进口法兰、出口法兰，所述进口法兰与出口法兰之间设置转接段内套，所述转接段内套外套接有转接段外套，所述转接段内套与转接段外套之间形成空腔，所述进口法兰处的转接段外套与回水管路连通，所述出口法兰处的转接段外套与进水管路连通，冷却水经过所述进水管路流入所述空腔后经回水管路流出。
6.所述转接段内套的表面设置多组导流板。
7.相邻所述导流板呈梯度设置。
8.所述转接段内套中部设置纵向肋板。
9.所述转接段内套形成s型冷凝水流道。
10.所述回水管路与转接段外套连接处设置回水水冷套。
11.所述进水管路与转接段外套连接处设置进水水冷套。
12.所述进口法兰为圆形，中间设置圆形通道。
13.所述出口法兰为矩形，中间设置扇形通道。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型提供一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，转接段包括进口法兰、出口法兰，进口法兰与出口法兰之间设置转接段内套，转接段内套外套接有转接段外套，转接段内套与转接段外套之间形成空腔，进口法兰处的转接段外套与回水管路连通，出口法兰处的转接段外套与进水管路连通，冷却水经过进水管路流入所述空腔后经回水管路流出，转接段将进口圆形流道转换成扇形流道，保证了流场平滑过渡，同时采
用双层水冷壁结构，冷却效率高，结构简单，安全可靠。
附图说明
16.图1为本实用新型立体图；
17.图2为本实用新型结构示意图；
18.图3为转接段内套展开示意图；
19.图4为转接段外套展开示意图；
20.符号说明：
21.图中1-进口法兰，2-回水管路，3-回水水冷套，4-转接段内套，5-转接段外套，6-出口法兰，7-进水水冷套，8-进水管路，9-导流板，10-纵向肋板，11-回水孔，12-进水孔。
具体实施方式
22.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。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.本实用新型提供一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，所述转接段包括进口法兰1、出口法兰6，所述进口法兰1与出口法兰6之间设置转接段内套4，所述转接段内套4外套接有转接段外套5，所述转接段内套4与转接段外套5之间形成空腔，所述进口法兰1处的转接段外套5与回水管路2连通，所述出口法兰6处的转接段外套5与进水管路8连通，冷却水经过所述进水管路8流入所述空腔后经回水管路2流出。转接段沿气流方向，前部为进口法兰，中部为双层壁结构，后部为出口法兰；转接段外套上布置有回水水冷套、进水水冷套、进水孔和回水孔，进口法兰1为圆形，中间设置圆形通道。出口法兰6为矩形，中间设置扇形通道。所述回水管路2与转接段外套5连接处设置回水水冷套3。所述进水管路8与转接段外套5连接处设置进水水冷套7，冷却水沿轴向逆向流动。
25.转接段内套4的表面设置多组导流板9，该导流板为横向冷却水导流板。相邻所述导流板9呈梯度设置。所述转接段内套4中部设置纵向肋板10。在一种实施方式中，所述导流板焊接在所述连接套内套的表面，纵向肋板焊接在所述连接套内套的表面，纵向肋板与导流板互相垂直设置。导流板与纵向肋板的设置使转接段内套的表面形成s型冷却水流道，强化了冷却效果同时增加了所述转接段的强度。
26.本实用新型提供的涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段为中间圆形转扇形的转接段，转接段内套和转接段外套组成双层壁结构。冷却水经进水管路进入进水水冷套，再通过转接段外套上的进水孔进入壁面夹层，沿程冷却转接段内外壁，再通过转接段外套上的回水孔进入回水水冷套，再经回水管路排出，沿轴向逆向流动，从而达到冷却高
温转接段的目的。
27.本实用新型公开的适用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，可以将气流从圆形分布转换为试验段所需的扇形分布，同时双层壁水冷结构能够对转接段壁面进行充分、合理的冷却，保证试验的安全性和可靠性。
28.需要说明的是，在以上实施方式中，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，因此本实用新型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实用新型所公开。
29.本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。


技术特征：
1.一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述转接段包括进口法兰(1)、出口法兰(6)，所述进口法兰(1)与出口法兰(6)之间设置转接段内套(4)，所述转接段内套(4)外套接有转接段外套(5)，所述转接段内套(4)与转接段外套(5)之间形成空腔，所述进口法兰(1)处的转接段外套(5)与回水管路(2)连通，所述出口法兰(6)处的转接段外套(5)与进水管路(8)连通，冷却水经过所述进水管路(8)流入所述空腔后经回水管路(2)流出。2.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述转接段内套(4)的表面设置多组导流板(9)。3.根据权利要求2所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，相邻的所述导流板(9)呈梯度设置。4.根据权利要求3所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述转接段内套(4)中部设置纵向肋板(10)。5.根据权利要求4所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述转接段内套(4)形成s型冷却水流道。6.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述回水管路(2)与转接段外套(5)连接处设置回水水冷套(3)。7.根据权利要求6所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述进水管路(8)与转接段外套(5)连接处设置进水水冷套(7)。8.根据权利要求1-7任一项所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述进口法兰(1)为圆形，中间设置圆形通道。9.根据权利要求1-7任一项所述的用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，其特征在于，所述出口法兰(6)为矩形，中间设置扇形通道。

技术总结
本实用新型涉及涡轮叶片冷效试验装置领域，公开了一种用于涡轮叶片冷效试验带有双层壁冷却结构的转接段，所述转接段包括进口法兰、出口法兰，所述进口法兰与出口法兰之间设置转接段内套，所述转接段内套外套接有转接段外套，所述转接段内套与转接段外套之间形成空腔，所述进口法兰处的转接段外套与回水管路连通，所述出口法兰处的转接段外套与进水管路连通，冷却水经过所述进水管路流入所述空腔后经回水管路流出。本实用新型解决了现有技术中冷效试验装置进口圆形流道需要转换成扇形流道、高温高压流道存在安全和可靠性差的问题。高温高压流道存在安全和可靠性差的问题。高温高压流道存在安全和可靠性差的问题。


技术研发人员：葛春醒 王泽众 杨兴永 冯永志 张华杰 姜东坡 赵俊明 邵志伟 冀文慧 苑馨予 周驰
受保护的技术使用者：哈电发电设备国家工程研究中心有限公司
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/8