[发明专利]叶片、透平和燃气轮机

说明书

本发明公开了一种叶片、透平和燃气轮机，所述叶片具有沿其弦向方向上布置的前缘、叶身和尾缘，叶片具有沿其高度方向相对布置的叶顶和叶底，叶片内设有第一冷却腔和第二冷却腔，第一冷却腔和第二冷却腔沿叶片的弦向方向间隔排布，第一冷却腔内设有多个沿叶片的高度方向延伸的第一流道，第二冷却腔内设有多个沿叶片的弦向方向延伸的第二流道，叶底设有第一工质入口和第二工质入口，叶顶设有第一工质出口，尾缘设有第二工质出口，第一工质入口和第一工质出口与第一冷却腔连通，第二工质入口和第二工质出口与第二冷却腔连通。本发明的叶片的冷却效果好且可靠性高。

技术领域

本发明涉及燃气轮机的技术领域，具体地，涉及一种叶片、透平和燃气轮机。

背景技术

燃气轮机与蒸汽轮机相比具有体积小、重量轻、启动快等一系列优势，在航空、船舶、电力等国民经济支柱产业中扮演着重要角色。燃气轮机主要包括：压气机、燃烧室和透平三个主要部件。

在燃气轮机的实际工作过程中，提升透平燃气进口温度是提高燃气轮机效率的有效手段，而目前燃气轮机透平燃气进口温度已经超过了叶片的熔点，这给叶片的设计带来了严峻的挑战。相关技术中，为提高叶片的可靠性，通常会在叶片上涂覆耐高温的热障涂层或者选择耐高温的金属材料，但是金属耐受温度的提高速度，远远低于透平燃气进口温度的提高速度，因此需要采用冷却技术来降低叶片温度。但是相关技术中的叶片的冷却效果不佳，可靠性较低。

发明内容

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且可靠性能高的叶片。

本发明的实施例还提出一种透平。

本发明的实施例还提出一种燃气轮机。

根据本发明的实施例的叶片，所述叶片具有沿其弦向方向上布置的前缘、叶身和尾缘，所述叶片具有沿其高度方向相对布置的叶顶和叶底，所述叶片内设有第一冷却腔和第二冷却腔，所述第一冷却腔和所述第二冷却腔沿所述叶片的弦向方向间隔排布，所述第一冷却腔内设有多个沿所述叶片的高度方向延伸的第一流道，所述第二冷却腔内设有多个沿所述叶片的弦向方向延伸的第二流道，所述叶底设有第一工质入口和第二工质入口，所述叶顶设有第一工质出口，所述尾缘设有第二工质出口，所述第一工质入口和所述第一工质出口与所述第一冷却腔连通，所述第二工质入口和所述第二工质出口与所述第二冷却腔连通。

根据本发明的实施例的叶片，在对叶片进行冷却时，部分冷却工质由第一工质入口通入至第一冷却腔内，然后通过多个沿叶片高度方向延伸的第一流道的进行分流以对叶片的部分进行冲击冷却，另一部分冷却工质由第二工质入口通入职第二冷却腔内，然后通过沿叶片的弦向延伸的第二流道进行分流以对叶片的另一部分进行冲击冷却，从而保证了叶片内的冷却工质流动的均匀性，增强了叶片的传热性能，进而使得叶片的冷却效果较好且可靠性较高。

在一些实施例中，所述第一冷却腔包括多个第一子腔体，多个所述第一子腔体沿所述叶片的高度方向间隔排布，相邻两个所述第一子腔体之间通过所述第一流道连通。

在一些实施例中，相邻两个所述第一子腔体之间的第一流道的数量沿所述叶底至所述叶顶的方向逐渐递增。

在一些实施例中，所述第二冷却腔包括多个第二子腔体，多个所述第二子腔体沿所述前缘至所述尾缘的方向间隔排布，相邻两个所述第二子腔体之间通过所述第二流道连通。

在一些实施例中，相邻两个所述第二子腔体之间的第二流道的数量沿所述前缘至所述尾缘的方向逐渐递增。

在一些实施例中，所述尾缘设有劈缝，所述劈缝构成所述第二工质出口。

在一些实施例中，所述尾缘内设有多个尾缘孔，多个所述尾缘孔沿所述叶片的高度方向间隔排布，所述尾缘孔的一端与所述第二冷却腔连通，所述尾缘孔的另一端与所述劈缝连通。