[发明专利]涡轮冷效试验段结构及涡轮冷效试验器

说明书

本发明涉及燃气轮机技术领域,公开了一种涡轮冷效试验段结构及涡轮冷效试验器,该结构包括壳体、叶珊试验段和加温装置；壳体具有第一腔和第二腔，加温装置与叶珊试验段连通；壳体的一侧具有进气口、另一侧具有排气口。试验时，主流气由进气口流入壳体的第二腔，再经由加温装置的进气侧流入加温装置，以实现对主流气的加热，然后加热后的高温主流气再流入叶珊试验段，最终从叶珊试验段的排气侧流出，经排气口流入涡轮冷效试验器的排气管路。主流气流入第二腔后会在壳体的内部形成循环，能够对加温装置外壁进行冷却、减少加温装置承受的压差；实现了在不提升试验件结构复杂程度的前提下，还能够满足试验要求。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其是涉及一种涡轮冷效试验段结构及涡轮冷效试验器。

背景技术

在燃气轮机的工作过程中，涡轮叶片所承受温度往往超出其材料本身的耐热极限，因此一般需额外引冷却气对其进行冷却；为验证涡轮叶片冷却方案的有效性，一般需进行涡轮冷效试验；涡轮冷效试验一般选取5ˉ7片的叶片组成扇形通道，通入两股不同温度的气体以分别模拟燃机中的高温主流气和冷却气，进而可通过测量通气后叶片上的相关换热数据近似获得实际燃机中叶片的换热情况；为保证试验结果的准确性，试验工况应尽可能接近实际燃机工况，进而导致涡轮冷效试验所用试验件需承受较高的压力和温度载荷；根据试验温度的不同，现有的涡轮冷效试验件一般采用无冷却干烧或壁面布置水冷套夹层两种形式。

但是，现有技术中的涡轮冷效试验件，为满足试验要求，其结构通常均较为复杂，例如公告号为CN108087549A的专利中就引入了水冷系统，装配复杂的同时，还增加了试验成本。

因此，在冷效试验时，如何在不增加试验成本和提升试验件结构复杂程度的前提下，还能够满足试验要求，成为了本领域一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种涡轮冷效试验段结构，上述涡轮冷效试验段结构实现了在不增加试验成本和提升试验件结构复杂程度的前提下，还能够满足试验要求。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种涡轮冷效试验段结构，包括壳体以及位于壳体内的叶珊试验段和加温装置；其中，壳体具有第一腔以及第二腔，叶珊试验段位于第一腔内，加温装置位于第二腔内；加温装置用于对主流气进行加热，加温装置的排气侧与叶珊试验段的进气侧连通，加温装置的进气侧位于其自身远离叶珊试验段的一端；壳体的一侧具有进气口，进气口用于与涡轮冷效试验器的主进气管路连接、以令主流气能够由加温装置的进气侧流入加温装置中；壳体的另一侧具有排气口，排气口与第一腔对应设置，排气口用于与涡轮冷效试验器的排气管路连接，以令由叶珊试验段的排气侧流出的气体能够流入涡轮冷效试验器的排气管路。

本发明提供的涡轮冷效试验段结构，试验前，将涡轮冷效试验器的主进气管路与进气口连接，将涡轮冷效试验器的排气管路与排气口连接；试验时，主流气由进气口流入壳体的第二腔，再经由加温装置的进气侧流入加温装置，以实现对主流气的加热，然后加热后的高温主流气再流入叶珊试验段，最终从叶珊试验段的排气侧流出，经排气口流入涡轮冷效试验器的排气管路。

这种设置方式，由于主流气流入第二腔后会在壳体的内部形成循环，能够对加温装置的外壁进行冷却，且减少了加温装置承受的压差；另外，这种结构部件较少、装配简单；因此，实现了在不增加试验成本和提升试验件结构复杂程度的前提下，还能够满足试验要求。

可选地，第一腔和第二腔之间具有隔板；隔板用于防止由叶珊试验段的排气侧流出的气体回流至第二腔。

可选地，进气口与第二腔对应设置。

可选地，进气口设置于第二腔靠近第一腔的一侧。

可选地，隔板与壳体的内壁可拆卸连接。

可选地，涡轮冷效试验段结构还包括连接管；连接管的第一端与叶珊试验段的排气侧连接、连接管的第二端用于与涡轮冷效试验器的排气管路连接。