[发明专利]一种燃气轮机转子冷气输送试验件及试验参数设计方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机转子冷气输送试验件，包括轮盘部件A、轮盘部件B，轮盘部件A与轮盘部件B形成空心腔室；轮盘部件B设置有中心孔B；轮盘部件A设置有通孔。参数设计方法，包括获得相似准则判据：确定模化比；模化试验冷气输送试验件直径、模化试验中心孔直径、模化试验端面齿啮合间隙面积、模化试验端面齿啮合间隙数量、模化试验腰型孔总面积、模化试验腰型孔数量、模化试验中压缩空气质量流量、模化试验中进口气体总压、模化试验中出口气体静压、模化试验中转子转速。本发明实现对燃气轮机转子冷气输送过程中关键结构的流动特性参数进行测试，获得燃气轮机压气机转子冷气输送相关性能参数，为燃气轮机设计提供重要的数据支持。

技术领域

本发明涉及燃气轮机试验技术领域，特别涉及一种燃气轮机转子冷气输送试验件及试验参数设计方法。

背景技术

提高燃气透平的燃气进口温度可以有效提高燃气轮机循环效率，燃气轮机转子冷气输送为透平高温叶片提供冷却气体、实现透平轮盘的冷却及轮缘密封防止主流燃气倒灌，对燃气轮机的热效率与运行安全性具有重要影响。燃气轮机转子冷气输送流量分配与压力分布的准确性直接影响到燃气轮机高温部件的冷却空气消耗量及冷却效果，以及防止主流燃气倒灌，进而影响到燃气轮机的效率与运行安全性。

现有技术和公开文献报道中针对燃气轮机转子冷气输送试验装置和方法尚且存在空白。冷却气在冷气输送过程中的压损等关键参数在整个二次空气系统流路中都是至关重要的，这些重要的参数决定了冷却气体供给的压力、流量和温度。目前针对燃气轮机冷却供气系统的一维、二维、三维数值模拟计算和计算结果已经发表了很多，通过对比现有的数值计算结果发现不同的计算方法对于轮盘间隙压损等关键结构的计算结果上存在明显差异。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种燃气轮机转子冷气输送试验参数设计方法。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种燃气轮机转子冷气输送试验件，包括设置有端面齿的轮盘部件A、与端面齿啮合的轮盘部件B，所述轮盘部件A与轮盘部件B相互连接且形成空心腔室；所述轮盘部件B的中心设置有与空心腔室连通的中心孔B；所述轮盘部件A的外侧设置有与空心腔室连通的通孔。

气体通过中心孔B，进入空心腔室内，然后在进气系统的作用下，从通孔和端面齿啮合位置排出。

在一些可能的实施方式中，所述通孔的数量为多个，且以轮盘部件A的轴心为圆心呈环状阵列。

在一些可能的实施方式中，所述通孔为腰型孔。

在一些可能的实施方式中，所述轮盘部件B包括与端面齿啮合的盘B、与盘B一体成型且位于盘B远离轮盘部件A一侧的空心套筒，所述空心套筒的轴心与盘B的中心在同一直线上，所述盘B与空心套筒相互连通形成中心孔B；所述中心孔A与中心孔B的内径一致。

在一些可能的实施方式中，所述轮盘部件A包括靠近轮盘B一侧设置有端面齿的盘A；所述盘A的中心设置有安装孔，所述安装孔与中心孔同轴设置。

安装孔的作用是用于在试验时，通过安装孔将本试验件安装在转子轴上，进而实现本试验件的旋转；从而进行在本试验件旋转时的相关参数测量。

在一些可能的实施方式中，所述盘A靠近轮盘部件B的一侧设置有与安装孔同轴且连通的安装槽，所述轮盘部件B包括安装在安装槽内的轴端螺母。

轴端螺母的设置是为了有效的保证在旋转时，整个装置的稳定性。

另一方面，一种燃气轮机转子冷气输送试验参数设计方法，具体包括以下步骤:

获得转子冷气输送试验件冷气输送旋转模化试验的相似准则判据：

确定试验的模化比；