[发明专利]涡轮叶片和燃气轮机

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片和燃气轮机，所述涡轮叶片包括叶片体和尾缘隔板，叶片体具有在其弦向方向上相对的前缘和尾缘，叶片体具有在其弦向方向上位于前缘和尾缘之间的中弦，中弦处设有中弦冷却腔，尾缘处设有尾缘冷却腔；尾缘隔板设置在尾缘冷却腔内以将尾缘冷却腔分隔为包括第一冷却腔和第二冷却腔的多个冷却腔，第二冷却腔在叶片体的弦向方向上相比于第一冷却腔更邻近尾缘设置，叶底上设有与中弦冷却腔连通的中弦冷却气进口、与第一冷却腔连通的尾缘冷却气进口和与第二冷却腔连通的第二冷却气出口，中弦冷却腔的至少一部分与第一冷却腔连通，尾缘隔板上设有射流孔。本发明实施例的涡轮叶片具有冷却效果好等优点。

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，具体涉及一种涡轮叶片和燃气轮机。

背景技术

燃气轮机是以连续流动的气体为冷却气带动叶轮高速旋转，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。研究表明，燃气轮机的涡轮进口温度每提升55℃，燃气轮机的功率和效率可提高10％，因此，不断提高进气温度成为燃气轮机发展的必然要求。相关技术中，涡轮叶片的冷却效果不佳，导致燃气轮机的运行安全性较差。

发明内容

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：

涡轮叶片的缘到尾缘的外部流动复杂，热负荷高，相关技术中涡轮叶片的冷却结构往往只能对某些流动区域进行局部冷却，冷却效果不佳。本发明针针对中弦和尾缘的结构特点设置对应的冷却结构，在制造技术允许的范围内，最大限度地提升涡轮叶片的换热能力，并减小流动损失，以提升涡轮叶片的体冷却效果，从而提高燃气轮机的功率和效率，维护其安全稳定运行。

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冷却效果好的涡轮叶片；

本发明的实施例提出一种燃气轮机，以解决燃气轮机功率低、效率低和运行安全性差的技术问题。

根据本发明实施例的涡轮叶片包括：

叶片体，所述叶片体具有在其弦向方向上相对的前缘和尾缘，所述叶片体具有在其弦向方向上位于前缘和尾缘之间的中弦，所述中弦处设有中弦冷却腔，所述尾缘处设有尾缘冷却腔，所述尾缘冷却腔在所述叶片体的弦向方向上相比于所述中弦冷却腔更邻近所述尾缘设置；和

尾缘隔板，所述尾缘隔板沿所述叶片体的高度方向延伸，所述尾缘隔板设置在所述尾缘冷却腔内以将所述尾缘冷却腔分隔为包括第一冷却腔和第二冷却腔的多个冷却腔，所述第二冷却腔在所述叶片体的弦向方向上相比于所述第一冷却腔更邻近所述尾缘设置，所述叶片体具有在其高度方向上相对的叶顶和叶底，所述叶底上设有与所述中弦冷却腔连通的中弦冷却气进口、与所述第一冷却腔连通的尾缘冷却气进口和与所述第二冷却腔连通的第二冷却气出口，所述中弦冷却腔的至少一部分与所述第一冷却腔连通，所述尾缘隔板上设有沿所述叶片体的弦向方向延伸的射流孔。

根据本发明实施例的涡轮叶片具有冷却效果好等优点。

在一些实施例中，所述叶片体上设有尾缘劈缝，所述尾缘劈缝在所述叶片体的弦向方向上位于所述第二冷却腔和所述尾缘之间，所述尾缘劈缝与所述第二冷却腔连通。

在一些实施例中，所述第二冷却腔内设有翅片。

在一些实施例中，所述尾缘隔板设有多个，多个所述尾缘隔板沿所述叶片体的弦向方向间隔布置以将所述尾缘冷却腔分隔为包括所述第一冷却腔、所述第二冷却腔和第三冷却腔的多个冷却腔，所述第三冷却腔在所述叶片体的弦向方向上位于所述第一冷却腔和所述第二冷却腔之间，所述叶底上设有与所述第三冷却腔连通的第三冷却气出口。

在一些实施例中，每个所述尾缘隔板上的所述射流孔设有多个。

在一些实施例中，相邻两个所述尾缘隔板上的多个所述射流孔一一对应。