[实用新型]适用于20-30MW等级的燃机第二级动叶的冷却结构

说明书

一种适用于20‑30MW等级的燃机第二级动叶的冷却结构，属于燃机涡轮技术领域，本实用新型为了解决目前第二级动叶直接暴露于高温、高压的燃气中，受到的热冲击很大，而使用一般的矩阵肋结构，叶片容易发生烧蚀和损坏的问题。动叶叶片吸力侧与压力侧内部采用不同的矩阵肋结构且交叉设置，每个矩阵肋结构包括多个矩阵肋片，位于动叶叶片吸力侧的矩阵肋片与位于动叶叶片压力侧的矩阵肋片之间形成了多个连接通道。本实用新型用于冷却20‑30MW等级的燃机第二级动叶，可以提高冷却效率，增加冷却效果,从而对叶片进行保护。

技术领域

本实用新型涉及一种冷却结构，具体涉及适用于20-30MW等级的燃机第二级动叶的冷却结构，属于燃机涡轮技术领域。

背景技术

在燃机涡轮系统中，第二级动叶同样直接暴露于高温、高压的燃气中，受到的热冲击仍然大，工作环境仍然复杂恶劣，而且动叶本身转速非常高，热应力对动叶影响较大，但是第二级动叶冷气量通常较少，因此需要更好的冷却结构来提高冷却效率，增加冷却效果,从而对叶片进行保护。传统设计中，针对20-30MW等级的燃机第二级动叶，常采用一般的矩阵肋结构，叶片冷却效率低，容易发生损坏，叶片的冷却效果差，叶片的使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供适用于20-30MW等级的燃机第二级动叶的冷却结构，以解决上述技术问题。

适用于20-30MW等级的燃机第二级动叶的冷却结构包括包括第一集气腔室、第二集气腔室、针形孔、第一普通型矩阵肋、第一特殊型矩阵肋、第二特殊型矩阵肋；

所述动叶叶片内靠近前缘的一侧设有第一集气腔室，动叶叶片内靠近尾缘的一侧设有第二集气腔室，动叶叶片的吸力侧内部左侧设置有第一普通型矩阵肋，动叶叶片的吸力侧内部右侧设置有第一特殊型矩阵肋，动叶叶片的压力侧内部设置有第二特殊型矩阵肋，动叶的压力侧靠近尾缘的一侧设置有多个针形孔。位于动叶叶片的吸力侧内部的第一普通型矩阵肋与动叶叶片的压力侧内部的第二特殊型矩阵肋交叉设置，位于动叶叶片的吸力侧内部的第一特殊型矩阵肋与动叶叶片的压力侧内部的第二特殊型矩阵肋交叉设置，在动叶叶片内部吸力侧与压力侧之间形成了多个连接通道。

优选的：第一普通型矩阵肋由多个长条形矩阵肋片排列构成。

优选的：第一特殊型矩阵肋由多个T形结构、梳齿形结构、斧形结构、第一长条形结构组成的矩阵肋片排列构成。

优选的：第二特殊型矩阵肋由多个爪形结构、第二长条形结构组成的矩阵肋片排列构成。

优选的：连接通道中的主要通道包括第一通道和第二通道。

优选的：位于动叶叶片吸力侧内部的的长条形矩阵肋片顶端与位于叶片压力侧内部的第二长条形结构顶端连通形成第一通道，位于动叶叶片内部吸力侧的T形结构顶端与位于动叶叶片压力侧内部的爪形结构拐点连通形成第二通道。

优选的：针形孔的数量为23～27个。

优选的：动叶叶片前缘一侧的第一集气腔室通长设置，动叶叶片尾缘一侧的第二集气腔室通长设置，且其左侧与第一特殊型矩阵肋及第二特殊型矩阵肋相连通，右侧与针形孔相连通。

本实用新型与现有产品相比具有以下效果：

本实用新型首次将叶片压力侧和吸力侧内部冷却结构设为完全不同的矩阵肋结构，创新性地提出了特殊型的矩阵肋结构，适应了动叶高速旋转带来气动及热应力上的变化，结构形式多样，并在叶片压力侧和吸力侧内部的矩阵肋结构之间设置了多种连接通道，增强了叶片的换热冷却效果，使得叶片在原有冷却效率的基础上的提高了2.5％的冷却效率，使得第二级动叶片在高速旋转且冷气量较少的情况下达到了较高的冷却效果，降低了叶片的材料要求，避免了叶片被损坏情况的发生，提高了叶片寿命，使得叶片的使用寿命在原有寿命的基础上提高了12％。

附图说明