[实用新型]重型中低热值燃机涡轮第一级动叶护环冷却机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及重型中低热值燃机涡轮第一级动叶护环，属于重型中低热值燃气轮机技术领域。

背景技术

根据中国国内能源产业结构，天然气资源较少，而煤资源丰富，由煤提炼的中低热值燃料丰富，因此提高适用于中低热值燃料的重型燃机性能尤为重要。传统设计中，对重型中低热值燃气轮机的第一级涡轮动叶护环冷却结构形式单一，护环经常发生烧蚀和损坏，也很少兼顾护环片之间的缝隙冷却、护环片和持环之间的缝隙冷却。

针对目前的中低热值重型燃气轮机涡轮第一级动叶护环直接暴漏在较高的热负荷环境中，尤其在护环与燃气接触面，长期高热负荷环境下容易导致叶片产生氧化且出现蠕变损坏，同时压力突变不稳定的情况下还容易通过护环缝隙进入涡轮壳体损坏壳体问题，虽然目前透平材料和工艺已有长足的进展，但是，为解决目前面临日益增高的燃烧室温度，叶片的温度和热应力水平仍逐渐增大，同时提供给护环更多的冷气会引起涡轮效率下降的问题，研究一种高效适用于重型中低热值燃料的第一级动叶护环冷却结构非常重要，尤其是在不增加整个透平系统的总体冷气量的情况下，降低护环片燃气接触表面温度和热应力，则显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种重型中低热值燃机涡轮第一级动叶护环冷却机构，它可对护环片冷却的同时，还可防止高温燃气泄漏到涡轮壳体中。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：

重型中低热值燃机涡轮第一级动叶护环冷却机构，所述第一级动叶护环冷却机构包括冲击孔板、持环及护环片；持环上位于径向外侧面上开有通透的十字形开口，持环上位于进气侧的侧面上设有至少一个冷却流体进气孔，持环上位于出气侧的侧面上设有开槽，持环上与相邻的持环相连接的表面设有多个第一密封插槽，持环上位于径向内侧面上设有凹腔，凹腔位于进气侧一侧的内侧面设置有第一滑槽，凹腔位于出气侧一侧的内侧面设置有第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽的开口正对设置，护环片设置在持环径向内侧面的内侧，护环片上位于进气侧一侧设有与第一滑槽相配合的第一凸台，护环片上位于出气侧一侧设有与第二滑槽相配合的第二凸台，护环片通过第一凸台和第二凸台与持环的第一滑槽和第二滑槽滑动连接，护环片将持环的凹腔围成压缩流体腔室，冲击孔板设置在持环与护环片之间，冲击孔板与持环固定连接，冲击孔板将压缩流体腔室分割为相通的两部分，其中一部分由持环和冲击孔板围成并定义为外压缩流体腔室，余下部分由护环片和冲击孔板围成并定义为内压缩流体腔室，冷却流体进气孔与外压缩流体腔室相通，护环片位于进气侧设有多个第一冷却孔，护环片位于出气侧设有多个第二冷却孔，多个第一冷却孔和多个第二冷却孔均与内压缩流体腔室相通，护环片的上表面靠近持环一侧设有第二密封插槽，第一滑槽与第一凸台之间设有第一冷却流道，第二滑槽与第二凸台之间设有第二冷却流道，持环的径向内侧面位于进气侧与护环片的相邻面之间设有与第一冷却流道相通的第一缝隙冷却通道，持环的径向内侧面位于出气侧与护环片的相邻面之间设有与第二冷却流道相通的第二缝隙冷却通道，护环片与进气侧和出气侧相平行的两个侧面上各设有多个冷却孔，多个冷却孔错位设置，多个冷却孔均与进气侧和出气侧相垂直设置，且多个冷却孔均与内压缩流体腔室相通，冲击孔板上设有数个冲击孔，冷却流体进气孔的半径为8mm，冷却孔的直径为2mm。