重型燃气轮机护环部件的复合冲击冷却特性研究

来源：动力工程学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：殷宇阳, 武安, 吴宏, 李雪英, 任静,

摘要：随着重型燃气轮机透平进口温度持续升高,传统冲击冷却技术难以满足透平高温部件日益增长的冷却需求。针对透平的护环部件,在传统冲击冷却结构基础上,通过在冲击靶面设置不同扰流结构,设计了4种复合冲击冷却单元,并将其应用于护环部件的冷却方案中,采用半耦合数值模拟方法研究了各方案在F级、G/H级、HL级燃机工况下的综合冷却特性。结果表明:靶面采用离散型扰流结构可使热通量提升13.1%~17.6%,其中圆柱肋加球槽复合靶面结构(PF)构型的冷却性能最优;在H级燃机侧热负荷条件下,采用复合冷却单元护环方案的冷却效果可提升3.3%~9.3%,且高毕渥数条件下(如HL级)冷却效果增幅会进一步扩大,最大增幅为10.1%;复合方案的射流系数降低了1.2%~7.5%,相较于传统方案将其应用在自主下一代燃机产品的透平高温部件中更具优势。

关键词：燃气轮机,透平护环,复合冲击冷却单元,流动换热,综合冷却效果,毕渥数,