[发明专利]一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构

说明书

本发明公开了一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构，包括冷气导管，冷气导管安装于涡轮导向叶片的供气腔中，且冷气导管将涡轮导向叶片的供气腔分隔为至少两个冷却空气供给腔，用以通过涡轮导向叶片的上缘板端向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，或者通过涡轮导向叶片的下缘板端向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，又或者通过涡轮导向叶片的上缘板端和下缘板端同时向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，从而使得可以根据涡轮导向叶片的不同区域对冷却空气的需求进行分腔供气，减少各区域间冷却空气的流动，实现叶片不同区域进行相应的必要冷却，使得叶片冷却更优化。

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构。

背景技术

先进燃气轮机涡轮导向叶片外表面感受的燃气温度远高于叶片材料的使用温度，需要对叶片进行气膜冷却才能将叶片壁面温度降低到叶片材料使用温度水平。由于叶片外表面燃气压力分布、气膜孔位置和尺寸等因素都影响气膜冷却效果和气膜孔的冷却空气流量，因而易发生有的气膜孔冷气流量显著大于设计值，有的气膜孔冷气流量显著小于设计值甚至排泄不出去，造成叶片局部壁面温度超出材料使用温度，叶片局部出现裂纹、高温烧蚀等故障。因此根据叶片不同区域对冷却降温的需求提供相应的冷却空气是叶片冷却的理想方案。

为使涡轮导向叶片不同区域获得相应的冷却空气流量，有效措施是采用分区域提供冷却空气，控制叶片气膜孔处冷气供气压力。由于燃气轮机涡轮导向叶片结构很紧凑，内腔区域空间较狭小，若采用铸造方法将叶片内腔分为多个冷气供气腔室，工艺难度大，制造成本高。目前燃气轮机涡轮导向叶片内部冷却空气供气方案是将叶片内腔设置成单腔或双腔结构，腔内设置冷气导管，通过控制导管上冲击孔的数量、尺寸和位置来控制气膜孔的冷却空气供气压力与流量，对叶片进行差异化的分区冷却。该结构虽然在一定程度上实现了对叶片进行分区差异化冷却的设计思想，但因结构方面固有的因素，使叶片内腔各区域冷气供气压力差异不大，对各区域冷气参数的控制有限，因此，必须在结构上采取新的措施解决叶片内腔分区供气的技术问题，实现对叶片各区域进行合理的冷气参数控制和优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于涡轮导向叶片的冷气导管结构，包括冷气导管，冷气导管安装于涡轮导向叶片的供气腔中，且冷气导管将涡轮导向叶片的供气腔分隔为至少两个冷却空气供给腔，用以通过涡轮导向叶片的上缘板端向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，或者通过涡轮导向叶片的下缘板端向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，又或者通过涡轮导向叶片的上缘板端和下缘板端同时向涡轮导向叶片内的所有冷却空气供给腔供给冷却空气，从而使得可以根据涡轮导向叶片的不同区域对冷却空气的需求进行分腔供气，减少各区域间冷却空气的流动，实现叶片不同区域进行相应的必要冷却，使得叶片冷却更优化。

作为一种具体的实现方式，本实现方式中需要进一步说明的是，所述冷气导管上均匀的分布有多个供冷却空气流通的小孔，方便冷却空气的流通，比如可以少量的在相邻的两个冷却空气供给腔之间相互流通，又或者冷却空气供给腔内的冷却空气可以通过小孔直接接触涡轮导向叶片供气腔的内壁，是的涡轮导向叶片可以更加快速的被冷却，提高冷却效率。再者，透过小孔进入冷气导管内的冷却空气也可以相互流通，便于实现冷却空气在冷气导管内的交替更换，从而保证冷却效果。