(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210494780.4 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 中国联合重型燃气轮 机技术有限公 司 地址 100016 北京市朝阳区酒仙桥路6号院 4号楼 申请人 上海发电设备成套设计 研究院有限 责任公司 (72)发明人 束国刚　谢岳生　刘传亮　史进渊　 陈蒙　万震天　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 廉世坤 (51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01)G01D 21/02(2006.01) F01D 5/12(2006.01) F02C 7/22(2006.01) F02C 7/00(2006.01) (54)发明名称 旋转透平叶片冷却试验系统和方法 (57)摘要 本发明涉及燃气轮机技术领域， 本发 明公开 一种旋转透平叶片冷却试验系统和方法， 旋转透 平叶片冷却效果试验系统包括航空发动机、 旋转 透平叶片冷却试验装置、 冷却气源装置、 试验冷 却水装置、 控制系统和数据采集系统， 航空发动 机包括用于向所述旋转透平 叶片冷却试验装置 提供主流燃气的燃气发生器和用于向所述旋转 透平叶片冷却试验装置提供冷却空气的压气机、 冷却气源装置与旋转透平 叶片冷却试验装置相 连， 冷却气 源装置用于控制进入旋转透平叶片冷 却试验装置的冷却空气流量和压力， 试验冷却水 装置与旋转透平叶片冷却试验装置相连。 本发明 提供的旋转透平 叶片冷却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。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114993638 A 2022.09.02 CN 114993638 A 1.一种旋转透平叶片冷却试验系统， 其特 征在于， 包括： 旋转透平叶片冷却试验 装置； 航空发动机， 所述航空发动机包括用于向所述旋转透平叶片冷却试验装置提供主流燃 气的燃气发生器和用于向所述旋转透平叶片冷却试验 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旋转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旋转透平叶片冷却试验 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旋转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旋转透平叶片冷却试验 装置的进口和出口； 控制系统， 所述控制系统分别与所述旋转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所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述旋转透平叶片冷却试验装置依次包括主流燃气进气阀、 透平叶片试验段、 喷淋段 和消音塔， 所述主流燃气进气阀用于控制进入所述透平叶片试验段的主流燃气流量， 所述 透平叶片试验段、 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所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 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与 所述压气机相连， 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。 4.根据权利要求2所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述试验冷却水装置包括冷却塔、 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相连， 所述补水 管道与所述冷却塔相连。 5.根据权利要求2所述的航空发动机供气的旋转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试验透平气缸组件、 透平组件、 进口测量段、 出口测量段和 排气蜗壳， 所述排气蜗 壳与所述试验透平气缸和所述喷淋段相连， 所述排气蜗 壳用于收集 所述透平组件出口气流。 6.根据权利要求5所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述透平组件的模化比为1/4至1/ 3。 7.根据权利要求5所述的航空发动机供气的旋转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还包括液压间隙调整装置， 所述液压间隙调整装置用于调整所 述透平叶片与所述试验透平气缸组件的间隙。 8.根据权利要求5所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述数据采集系统包括压力采集装置、 温度采集装置、 流量采集装置、 传动系统采集 装置、 动应力采集装置和振动采集装置， 所述压力采集装置采集所述主流燃气入口管道压 力、 所述透平组件的出口压力、 所述冷却空气的压力， 所述温度采集模块采集所述主流燃气权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114993638 A 2和所述冷却空气的温度， 所述流量采集装置采集所述主流燃气和所述冷却空气的流量， 所 述传动采集装置采集所述透平组件的转速、 扭矩和功率数据， 所述动应力采集装置采集所 述透平叶片动态应力， 所述振动采集装置采集所述机匣振动数据。 9.根据权利要求8所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述传动采集装置包括水力测功装置， 所述透平叶片试验段的输出轴与水力测功装 置相连， 所述水力测功装置用于测量所述透平组件的轴功率并控制所述透平组件的输出转 速。 10.根据权利要求1所述的航空发动机供气的旋转透平叶片冷却效果试验系统， 其特征 在于， 所述控制系统包括数据存储模块、 控制切换模块、 通讯模块和安全模块， 所述数据存 储模块用于存储所述数据采集系统发送的试验系统运行参数， 所述控制切换模块用于切换 低压电气手动控制模式和计算机远程控制模式， 所述通讯模块用于与所述数据采集系统和 上位机通讯， 所述 安全模块用于根据预设参数监控相应参数值实现紧急保护。 11.一种旋转透平叶片冷却试验方法， 其特 征在于， 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， 进行旋转透平叶片冷却效果试验； 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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114993638 A 3