本发明专利技术公开一种透平叶片冷却效果试验系统及方法，透平叶片冷却效果试验系统包括静态透平叶片冷却试验装置、航空发动机、冷却气源装置、试验冷却水装置、控制系统和数据采集系统，静态透平叶片冷却试验装置用于测试透平静叶片和静态透平动叶片，燃气发生器包括燃烧室和压气机，冷却气源装置用于控制进入透平叶片冷却试验装置的冷却空气流量和压力，试验冷却水装置用于冷却静态透平叶片冷却试验装置的进口和出口的排气管道壳程，控制系统用于控制主流燃气、冷却空气和冷却水的输出量，数据采集系统用于采集试验系统运行参数并发送至控制系统。本发明专利技术提供的透平叶片冷却效果试验系统具备试验成本低、试验装置不受位置限制、启用灵活的优点。用灵活的优点。用灵活的优点。
【技术实现步骤摘要】
透平叶片冷却效果试验系统及方法
[0001]本专利技术涉及燃气轮机
，尤其涉及透平叶片冷却效果试验系统及方法。
技术介绍
[0002]为提升市场竞争力，燃气轮机需要持续提高机组的出力以及效率，导致透平叶片入口温度不断提高。为保证透平叶片在更高温度下安全稳定长寿命运行，除采用更先进的材料外，更重要的是引入高效透平叶片冷却设计技术。高效透平叶片冷却设计技术日趋复杂，单纯依靠设计经验或者数值计算无法满足叶片冷却设计与传热分析的准确性要求，无论是新研制的透平叶片还是设计优化改型后的透平叶片，都必须进行透平叶片冷却效果试验，通过试验验证后方可定型。然而相关技术中的燃气轮机透平叶片冷却效果试验装置，随着透平叶片入口温度的不断提高，已难以满足高效透平叶片冷却试验需求。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的实施例提出一种透平叶片冷却效果试验系统，该透平叶片冷却效果试验系统具有的试验成本低、试验装置不受位置限制、启用灵活的优点。
[0005]根据本专利技术实施例的透平叶片冷却效果试验系统，透平叶片冷却效果试验系统包括静态透平叶片冷却试验装置、航空发动机、冷却气源装置、试验冷却水装置、控制系统和数据采集系统，静态透平叶片冷却试验装置用于测试透平静叶片和静态透平动叶片，航空发动机的燃气发生器包括用于向静态透平叶片冷却试验装置提供主流燃气的燃烧室和用于向静态透平叶片冷却试验装置提供冷却空气的压气机，冷却气源装置与静态透平叶片冷却试验装置相连，冷却气源装置用于控制进入透平叶片冷却试验装置的冷却空气流量和压力，试验冷却水装置与静态透平叶片冷却试验装置相连，试验冷却水装置用于冷却静态透平叶片冷却试验装置的进口和出口的排气管道壳程，控制系统分别与静态透平叶片冷却效果试验装置、冷却气源装置和试验冷却水装置相连，控制系统用于控制主流燃气、冷却空气和冷却水的输出量，数据采集系统与控制系统电连接，数据采集系统用于采集试验系统运行参数并发送至控制系统。。
[0006]根据本专利技术实施例的透平叶片冷却效果试验系统具有试验成本低、试验装置不受位置限制、启用灵活的优点。
[0007]在一些实施例中，所述静态透平叶片冷却试验装置包括主流燃气进气阀、主流燃气调节阀、透平叶片试验段、喷淋段和消音塔，所述主流燃气进气阀与所述燃气发生器出口抽气管道连接，所述透平试验段、所述喷淋段和所述消音塔依次相连，所述喷淋段用于快速降温所述主流燃气，所述消音塔用于消除噪声。
[0008]在一些实施例中，所述透平叶片试验段包括3
‑
7支全尺寸透平叶片，多支所述全尺寸透平叶片呈扇形分布，位于最外侧的两支所述全尺寸透平叶片为陪衬叶片，多支所述全尺寸透平叶片形成2
‑
6个透平叶片流道。
[0009]在一些实施例中，所述静态透平叶片冷却试验装置的进口处设置安全阀，所述安全阀用于试验所述透平叶片冷却试验装置的超压保护。
[0010]在一些实施例中，所述静态透平叶片冷却试验装置还包括滑移段，所述滑移段设置在所述喷淋段与所述消音塔之间的排气管道上，所述滑移段用于调节所述排气管道的位移量。
[0011]在一些实施例中，所述喷淋段和所述滑移段之间设置背压阀，所述背压阀用于调节透平叶片试验段的的背压。
[0012]在一些实施例中，所述冷却气源装置包括冷却空气进气阀和冷却空气调节阀，所述冷却空气进气阀通过抽气管道与所述压气机的排气缸相连，所述冷却空气进气阀与所述冷却空气调节阀通过管道相连，所述冷却空气调节阀与所述透平叶片试验段相连，所述冷却空气进气阀和所述冷却空气调节阀用于控制进入所述透平叶片试验段的冷却空气流量和压力。
[0013]在一些实施例中，所述冷却空气调节阀与所述透平叶片试验段之间的管道上设有流量测点、压力测点和温度测点。
[0014]在一些实施例中，所述试验冷却水装置包括冷却塔、水泵、进水管道、补水管道和出水管道，所述冷却塔通过所述进水管道与所述燃气发生器的出口和所述喷淋段入口的双层管道壳程相连，所述冷却塔通过所述出水管道与所述试验透平段的进口和出口的排气管道壳程相连，所述补水管道与所述冷却塔相连。
[0015]根据本专利技术实施例的透平叶片冷却效果试验方法，透平叶片冷却效果试验方法包括以下步骤：抽取航空发动机燃气发生器出口燃气作为主流燃气，抽取航空发动机压气机出口空气作为冷却空气；将主流燃气和冷却空气分别通入透平叶片试验段的主流通道和透平叶片内部冷却通道，进行透平叶片冷却效果试验；调整主流燃气进气阀与主流燃气调节阀的开度控制主流燃气流量，调整背压阀以调节所述透平叶片试验段的背压；收集所述透平叶片试验段的出口气流，快速降温所述出口气流并排入消音塔。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术实施例中透平叶片冷却效果试验系统的结构示意图。
[0017]图2是根据本专利技术实施例中透平叶片冷却效果试验系统的透平叶片试验段的透平叶片流道的示意图。
[0018]附图标记：1、航空发动机；2、压气机；3、燃烧室；4、燃气涡轮；5、动力涡轮；6、燃气发生器；7、静态透平叶片冷却试验装置；8、冷却气源装置；9、试验冷却水装置；10、控制系统；11、数据采集系统；12、主流燃气进气阀；13、主流燃气调节阀；14、波纹补偿器；15、透平叶片试验段；16、喷淋段；17、背压阀；18、滑移段；19、消音塔；20、冷却空气进气阀；21、冷却空气调节阀；22、水泵；23、补水管道；24、进水管道；25、冷却塔；26、出水管道；27、流量测点；28、压力测点；29、温度测点；30、水力测功装置；31、全尺寸透平叶片。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]根据本专利技术实施例的透平叶片冷却效果试验系统，透平叶片冷却效果试验系统包括静态透平叶片冷却试验装置7、航空发动机1、冷却气源装置8、试验冷却水装置9、控制系统10和数据采集系统11，静态透平叶片冷却试验装置7用于测试透平静叶片和静态透平动叶片，航空发动机1的燃气发生器6包括用于向静态透平叶片冷却试验装置7提供主流燃气的燃烧室3和用于向静态透平叶片冷却试验装置7提供冷却空气的压气机2，冷却气源装置8与静态透平叶片冷却试验装置7相连，冷却气源装置8用于控制进入透平叶片冷却试验装置的冷却空气流量和压力，试验冷却水装置9与静态透平叶片冷却试验装置7相连，试验冷却水装置9用于冷却静态透平叶片冷却试验装置7的进口和出口的排气管道壳程，控制系统10分别与静态透平叶片冷却效果试验装置、冷却气源装置8和试验冷却水装置9相连，控制系统10用于控制主流燃气、冷却空气和冷却水的输出量，数据采集系统11与控制系统10电连接，数据采集系统11用于采集试验系统运行参数并发送至控制系统10。本专利技术采用航空发动机1为静态透平叶片冷却试验装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，包括：静态透平叶片冷却试验装置，所述静态透平叶片冷却试验装置用于测试透平静叶片和静态透平动叶片；航空发动机，所述航空发动机的燃气发生器包括用于向所述静态透平叶片冷却试验装置提供主流燃气的燃烧室和用于向所述静态透平叶片冷却试验装置提供冷却空气的压气机；冷却气源装置，所述冷却气源装置与所述静态透平叶片冷却试验装置相连，所述冷却气源装置用于控制进入所述透平叶片冷却试验装置的冷却空气流量和压力；试验冷却水装置，所述试验冷却水装置与所述静态透平叶片冷却试验装置相连，所述试验冷却水装置用于冷却所述静态透平叶片冷却试验装置的进口和出口的排气管道壳程；控制系统，所述控制系统分别与所述静态透平叶片冷却效果试验装置、所述冷却气源装置和所述试验冷却水装置相连，所述控制系统用于控制所述主流燃气、所述冷却空气和冷却水的输出量；和数据采集系统，所述数据采集系统与所述控制系统电连接，所述数据采集系统用于采集试验系统运行参数并发送至所述控制系统。2.根据权利要求1所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述静态透平叶片冷却试验装置包括主流燃气进气阀、主流燃气调节阀、透平叶片试验段、喷淋段和消音塔，所述主流燃气进气阀与所述燃气发生器出口抽气管道连接，所述透平试验段、所述喷淋段和所述消音塔依次相连，所述喷淋段用于快速降温所述主流燃气，所述消音塔用于消除噪声。3.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述透平叶片试验段包括3
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7支全尺寸透平叶片，多支所述全尺寸透平叶片呈扇形分布，位于最外侧的两支所述全尺寸透平叶片为陪衬叶片，多支所述全尺寸透平叶片形成2
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6个透平叶片流道。4.根据权利要求2所述的透平叶片冷却效果试验系统，其特征在于，所述静态透平叶片冷却试验装置的进口处设置安全阀，所述安全阀用于试验所述透平叶片冷却试...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢岳生，刘网扣，张成义，史进渊，王建业，张琳，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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