[发明专利]透平静叶、透平和燃气轮机

说明书

本发明公开了一种透平静叶、透平和燃气轮机，所述透平静叶包括叶身和多个扰流柱，所述叶身具有在其弦向上相对的前缘和尾缘，所述尾缘具有出冷气通道以及与所述冷气通道连通的冷气进口和冷气出口，多个所述扰流柱间隔设于所述冷气通道内，所述叶身具有在其厚度方向上相对的第一端壁和第二端壁，所述扰流柱的两端分别与所述第一端壁和所述第二端壁相连，所述扰流柱在正交于所述扰流柱轴线的平面上投影的外周轮廓为两个相交圆。本发明实施例的透平静叶具有重量轻和换热性能好等优点。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体涉及一种透平静叶、透平和燃气轮机。

背景技术

为了提升燃气轮机的效率，获得更大的推重比，燃气轮机涡轮的进口温度不断提升，而材料的耐温程度提升速率有限，因此，采用合适的冷却技术，对降低涡轮叶片的温度，成为提升燃气轮机性能的关键。透平静叶片的尾缘处一般通过设置扰流柱来强化对流换热，冷却气体绕扰流柱流动产生马蹄涡并且使边界层分离，扰流柱后的尾迹增加了冷却气体的湍流度，从而增强换热能力。同时扰流柱的存在还增大了对流换热面积，可以将叶片的热量从柱体表面传递出去。此外，由于透平静叶片尾缘区域厚度较薄，扰流柱的存在可以起到支撑作用，提高静叶片的结构强度，因而被广泛应用在透平静叶片的尾缘。

相关技术中，扰流柱大多为圆柱形或椭圆形，其中圆柱形扰流柱的强化换热效果虽然较好，但是会消耗更多的材料造成重量增加，椭圆形扰流柱重量较轻但是强化换热效果较差。

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重量轻和换热性能好的透平静叶；

本发明的实施例提出一种重量轻和换热性能好的透平；

本发明的实施例提出一种重量轻和换热性能好的燃气轮机。

本发明实施例的透平静叶包括叶身和多个扰流柱，所述叶身具有在其弦向上相对的前缘和尾缘，所述尾缘具有出冷气通道以及与所述冷气通道连通的冷气进口和冷气出口；

多个所述扰流柱间隔设于所述冷气通道内，所述叶身具有在其厚度方向上相对的第一端壁和第二端壁，所述扰流柱的两端分别与所述第一端壁和所述第二端壁相连，所述扰流柱在正交于所述扰流柱轴线的平面上投影的外周轮廓为两个相交圆。

在一些实施例中，两个所述相交圆的直径相等。

在一些实施例中，两个所述相交圆的圆心之间的距离与所述相交圆直径的比值为2/3。

在一些实施例中，至少一部分所述扰流柱的轴线均垂直于所述第一端壁和所述第二端壁设置。

在一些实施例中，至少一部分所述扰流柱的两个所述相交圆的圆心之间的连线方向与所述冷气进口的进气方向呈一定夹角。

在一些实施例中，多个所述扰流柱分为多组，多组所述扰流柱沿所述叶身的弦向间隔布置，每组所述扰流柱包括多个所述扰流柱，每组所述扰流柱中的多个所述扰流柱沿所述叶身的高度方向间隔布置。

在一些实施例中，任意相邻两组所述扰流柱中的多个所述扰流柱沿所述叶身的高度方向依次交替布置。

在一些实施例中，任意相邻两组所述扰流柱之间的间距相等且均为L1，所述扰流柱在两个所述相交圆的圆心方向上的长度为L2，其中L1与L2的比值为1.5-2.5；

和/或，所述相交圆的直径为D,其中L1与D的比值为3-4。

和/或，每组所述扰流柱中的任意相邻两个所述扰流柱的间距相等且为L3，其中L3与D的比值为3-4。

本发明实施例的透平包括上述任一实施例中所述透平静叶。

本发明实施例的燃气轮机包括上述任一实施例中所述的透平。