低压涡轮导叶冷却设计的数值研究

作者：周灵敏; 魏佳明; 蓝吉兵; 隋永枫; 王博; 庄达明; 初鹏

来源：汽轮机技术, 2020, 62(06): 434-446.

• 复合冷却
• 流热耦合
• 冷却效率
• 蠕变持久寿命

为了保证燃气轮机涡轮叶片能够在高温下长时间稳定可靠运行,需要对涡轮叶片进行冷却,而低压级涡轮叶片的冷气消耗量对整机效率影响较大,因此需要开发出高效的叶片冷却结构。利用一维设计方法完成了某低压级涡轮导叶两种冷却结构方案的设计,并采用三维流热耦合方法获得叶片温度场分布,同时采用Larson-Miller方程预测叶身蠕变持久寿命。研究结果表明:在相同冷气消耗量情况下,方案B最高无量纲温度为0.850,低于材料许用温度,而方案A不能满足设计要求;方案B叶片表面平均冷却效率相对于方案A提高14.2%,吸力面转捩区域持久寿命增加157倍。研究方法和研究结论对低压涡轮导叶冷却结构设计具有指导作用。

• 单位
  杭州汽轮动力集团有限公司