[发明专利]一种跨音速动叶叶顶间隙主动控制装置

摘要

本发明公开了一种跨音速动叶叶顶间隙主动控制装置，针对跨音速动叶涡轮在变工况时，流场超音堵塞作用造成动叶近前缘温度和前缘叶顶间隙不受膨胀比变化影响，而动叶近尾缘温度和尾缘叶顶间隙随膨胀比变化而变化，从而导致机匣上对应动叶尾缘位置的所需伸缩量大于前缘位置伸缩量的问题，本发明在机匣上对应动叶前、尾缘位置布置了不同高度的冷却肋片，并分别由两个冷气腔包围，对应动叶尾缘位置的冷却肋片高度和冷气方腔上的冷却孔数量皆大于对应动叶前缘位置的冷却肋片高度和冷却孔数量；两个冷气方腔上游的冷气支管中冷气量可独立控制，最终实现对动叶不同轴向位置叶顶间隙高度的控制，有效保证了跨音速动叶涡轮的工作性能和安全。

主权项

一种跨音速动叶叶顶间隙主动控制装置，包括主冷却管道、前缘冷气支管、尾缘冷气支管、外机匣、内机匣、设置于所述内机匣中的跨音速动叶涡轮，所述外机匣和内机匣之间形成冷气腔，所述跨音速动叶涡轮包括动叶叶盘以及设置在所述动叶叶盘上的跨音速动叶，其特征在于：所述主冷气管道引入一股冷气，然后分成前缘冷气支路和尾缘冷气支路，分别进入所述前缘冷气支管和尾缘冷气支管；所述前缘冷气支管和尾缘冷气支管上分别设有前缘冷气控制阀门和尾缘冷气控制阀门；所述前缘冷气控制阀门和尾缘冷气控制阀门独立工作，分别调节前缘冷气支路和尾缘冷气支路的冷气流量；所述外机匣和内机匣之间的冷气腔中设置有前缘冷气腔和尾缘冷气腔，所述前缘冷气支管和尾缘冷气支管穿过所述外机匣分别与设置在冷气腔中的所述前缘冷气腔和尾缘冷气腔连通，引导冷气分别进入所述前缘冷气腔和尾缘冷气腔；所述内机匣的外表面上在对应动叶前缘、动叶尾缘的轴向位置上分别布置有前缘冷却肋片和尾缘冷却肋片，所述尾缘冷却肋片的冷却换热面积大于所述前缘冷却肋片的冷却换热面积；所述前缘冷却肋片和尾缘冷却肋片的外表面分别被所述前缘冷气腔和尾缘冷气腔包围，所述前缘冷气腔和尾缘冷气腔上设置有多个冷却孔，用以引导冷气分别喷射到所述前缘冷却肋片和尾缘冷却肋片表面，使得所述尾缘冷却肋片的散热量大于所述前缘冷却肋片的散热量。