A gas turbine vane endwall heat transfer test system including cascade test section, for turbine blade measurement setting cascade test period; high temperature gas supply system and cascade test section is communicated for supplying high temperature gas to cascade test section, the two air supply system for cooling air two times with high pressure and temperature to the cascade test section can be adjusted; the cooling water system is divided into high pressure water system and low pressure water system, high pressure water system for cooling high temperature flue gas, low pressure water system for air compressor cooling two air supply system; measurement and data acquisition system includes the measurement of the flow parameters and thermal stress measuring device device, flow parameter measuring device for measuring the cascade test section of the temperature, pressure and flow, the thermal stress measuring device for measuring turbine blade thermal stress; exhaust system. It includes exhaust control system and silencer system. Exhaust control system is used to adjust exhaust pressure of cascade test section, and exhaust high temperature gas after silencing system.
【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统
本技术涉及一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统。
技术介绍
提高燃气轮机透平进口初温是提高燃气轮机循环功率和热效率的重要途径,目前先进的重型燃气轮机透平的进口温度达到1600℃左右。燃气轮机第一级喷嘴叶片端部壁面暴露在高温高湍流燃气下,叶片端部承受着较高的热负荷和壁面温度。同时由于存在端部马蹄涡和通道涡等复杂的二次流,高温燃气与端壁之间的换热严重不均匀,叶片端部局部区域的传热得到强化。因此,燃烧室出口与透平第一级静叶端壁接合面应过渡自然光滑,以减少二次流造成的传热恶化和气动损失。由于装配公差的存在和热膨胀程度的不同,燃气轮机燃烧室出口和静叶端壁接合面不可避免存在错位,这种错位带来叶片端壁结构的变化,对二次流的发展和端部传热情况带来直接的影响。同时为了避免高温燃气对叶片端壁的直接冲击,通常在叶片前缘上游布置离散气膜孔或其他组合冷却形式,实现对端壁面有效的气膜覆盖,而冷气出流布置方式也与二次流发展相关。因此,在真实叶片端壁结构下研究合理气膜布局是端壁换热研究的重点。目前国内透平端壁换热试验系统存在如下问题:首先大部分端壁换热试验测量基于绝热假设的条件,测试温度偏低,其获得的端壁换热规律与实际燃机透平端壁换热规律有一定的差异;其次端壁换热试验较少考虑实际燃机燃烧室与第一级静叶端壁连接处几何不匹配对端壁换热特性的影响;再次已往的换热试验中仅考虑气动传热效果,没有在叶片端壁及表面设置热应力测点。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有上述燃气轮机透平端壁换热系统缺陷或改进需求,提供了一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统,以满足稳态传热和 ...
【技术保护点】
一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统,其特征在于,包括高温燃气供给系统、二次空气供给系统、叶栅试验段(10)、冷却水系统、测量及数据采集系统和排气系统;其中,叶栅试验段(10)内设置用于测量的透平叶片(11),叶栅试验段(10)的顶部开设有透射窗口(32),底部设置有冷却空气腔室(9);高温燃气供给系统与叶栅试验段相连通,用于向叶栅试验段(10)供给高温燃气,二次空气供给系统用于通过冷却空气腔室(9)向叶栅试验段(10)提供高压且温度可调的二次冷却空气;冷却水系统分为高压水系统和低压水系统,高压水系统用于冷却高温烟气,低压水系统用于冷却二次空气供给系统中的空压机(2);测量及数据采集系统包括流动参数测量装置和热应力测量装置,其中,流动参数测量装置用于测量叶栅试验段(10)中的温度、压力和流量,热应力测量装置用于测量透平叶片(11)的热应力;排气系统包括排气调节系统及消音系统,排气调节系统用于调节叶栅试验段(10)排气压力,并将高温燃气降温后经消音系统排出。
【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统,其特征在于,包括高温燃气供给系统、二次空气供给系统、叶栅试验段(10)、冷却水系统、测量及数据采集系统和排气系统;其中,叶栅试验段(10)内设置用于测量的透平叶片(11),叶栅试验段(10)的顶部开设有透射窗口(32),底部设置有冷却空气腔室(9);高温燃气供给系统与叶栅试验段相连通,用于向叶栅试验段(10)供给高温燃气,二次空气供给系统用于通过冷却空气腔室(9)向叶栅试验段(10)提供高压且温度可调的二次冷却空气;冷却水系统分为高压水系统和低压水系统,高压水系统用于冷却高温烟气,低压水系统用于冷却二次空气供给系统中的空压机(2);测量及数据采集系统包括流动参数测量装置和热应力测量装置,其中,流动参数测量装置用于测量叶栅试验段(10)中的温度、压力和流量,热应力测量装置用于测量透平叶片(11)的热应力;排气系统包括排气调节系统及消音系统,排气调节系统用于调节叶栅试验段(10)排气压力,并将高温燃气降温后经消音系统排出。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统,其特征在于,高温燃气供给系统包括依次连接的扩张段(12)、稳定段(13)、收缩段(14),以及设置在收缩段(14)的湍流发生器(15)。3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系统,其特征在于,二次空气供给系统包括依次连接的空压机(2)、回热器(7)和电加热器(8)。4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机透平叶片端壁换热试验系...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖俊峰,高松,李园园,上官博,
申请(专利权)人:华能国际电力股份有限公司,西安热工研究院有限公司,
类型:新型
国别省市:北京,11
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