Tehnologija hlajenja lopatic turbine

V zadnjih letih je bila z nenehnim izboljševanjem zmogljivosti velikih plinskih turbin za nadaljnje zmanjšanje porabe efektivnega plina predlagana shema dvofaznega pretočnega hlajenja s parno meglo, ki postopoma premika hlajenje turbinskih lopatic z zraka hlajenje na zrak in paro z dvojnim hlajenjem delovne tekočine in je postalo vse bolj vroča raziskovalna tema. Številne študije so pokazale, da ima hlajenje s parno meglico prednosti hitrega hlajenja, visoke učinkovitosti hlajenja, majhnega pretočnega upora in preproste strukture ter bo imelo pomembno vlogo pri hlajenju turbinskih lopatic za naslednjo generacijo visokozmogljivih plinskih turbin. Z numerično simulacijo hlajenja s strukturo udarnega filma je bila povprečna učinkovitost hlajenja bistveno izboljšana in nizkotemperaturno območje se je znatno razširilo.
Plinske turbine se kot velike elektrarne pogosto uporabljajo v proizvodnji električne energije in na različnih industrijskih področjih. Njegovi glavni kazalniki delovanja so toplotni izkoristek sistemskega cikla in izhodna moč, ki oba naraščata s povečanjem vstopne temperature plina v rotor turbine; Glede na izračune se RIT poveča za 100 stopinj v območju 1073-1273 K. Izhodna moč plinskih turbin se bo povečala za 20 odstotkov do 25 odstotkov, kar bo prihranilo gorivo za 6 do 7 odstotkov. Nenehno izboljševanje zmogljivosti plinske turbine temelji na izboljšanju RIT, pri povečanju RIT pa je treba upoštevati temperaturno odpornost materialov vročih delov plinske turbine in nizke emisije NO. RIT je veliko višji od tališča kovinskih materialov turbinskih lopatic, zlasti ko bo naslednja generacija plinskih turbin kot gorivo uporabljala vodik in umetni plin, RIT pa bo višji, zato je hlajenje bistveno. Napredna hladilna tehnologija lahko omogoči komponentam vročega konca, da prenesejo višje delovne temperature, izboljša toplotno učinkovitost cikla plinskih turbin, podaljša življenjsko dobo plinskih turbin ter izboljša varnost in zanesljivost delovanja sistema. Glede na izračune, če lahko delovna temperatura nehlajenega materiala vodilne lopatice doseže 1470 K, lahko notranje konvekcijsko hlajenje vodilne lopatice poveča vstopno temperaturo turbine na 2200 K. Vidimo lahko, da je izvajanje raziskav o tehnologiji hlajenja lopatic velik pomen.