基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统及设计方法

1.本发明涉及的是一种涡轮，具体地说是涡轮的排气系统及设计方法。


背景技术：

2.燃气轮机作为当今动力设备行业的领航者，自其诞生之日起就受到科研技术人员的广泛关注。作为机械制造业的“珠穆朗玛峰”，燃气轮机在一个国家的国民经济、能源动力及机械装备领域拥有着战略地位。
3.燃气轮机无法直接倒转，舰船倒车运行需要额外的动力传递设备匹配动力涡轮来实现反转。动力传递设备的安装增加了动力系统的尺寸重量以及航行阻力，并且动力传递设备存在功率传递上限，超过上限值需要付出巨大代价。为弥补这一缺陷，中国船舶重工集团公司第703研究所的牛夕莹等人(cn 109505664a)，发明了一种双涵道一体化可直接倒车动力涡轮(包括内涵道正车涡轮和外涵道倒车涡轮)并申请了专利，这种涡轮可以大幅减小舰船倒车半径，显著提升舰船机动性。但是由于其正车涡轮和倒车涡轮流道直接联通，在工作时会发生气流回流现象。由703所郁顺旺等人发明的倒车蜗壳(cn 109578141a)虽然能很好配合涡轮，但是并没有考虑回流现象及其解决方法。
4.船用燃气轮机排气蜗壳是连接动力涡轮和排气系统的重要部件，对燃气轮机的整体性能具有重要意义。从动力涡轮排出的气体在排气蜗壳内膨胀并偏转90度，然后向排气系统内排放。动力涡轮和非轴对称排气蜗壳内的流动是紧密耦合的固有非定常流动。动力涡轮与排气蜗壳之间的流动相互作用对动力涡轮叶片的气动力有重要影响。因此，良好的排气蜗壳内流道型线设计同样十分重要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供可以解决回流损失、漏气损失、高温变形等问题的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统及设计方法。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.本发明基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：包括自适应过渡档板结构、支板结构、涡轮段、排气蜗壳段，自适应过渡档板结构位于涡轮中间机匣出口末端，自适应过渡档板结构的工作状态随涡轮不同流道气流的吹动而自行转动改变，支板结构位于涡轮段和排气蜗壳段之间。
8.本发明基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统还可以包括：
9.1、自适应过渡档板结构包括独立挡板，独立挡板分为呈交错排布的上下两层，每个独立挡板与位于不同层的独立挡板相邻，与同一层挡板间隔一个不同层挡板，独立挡板整体为周向圆形排布。
10.2、独立挡板包括挡板主体、挡板密封环、挡板限制环、挡板固定基座，挡板主体的
端部位于挡板密封环里，二者通过挡板连接螺栓连接，挡板主体的端部与挡板密封环之间设置挡板限制环，挡板固定基座与挡板限制环连接。
11.3、挡板主体为带弧度的曲面挡板，挡板限制环与挡板主体和挡板密封环之间间隙配合。
12.4、所述支板结构包括前缘、中间连接段、后缘，中间连接段为流线型样条，并分别与前缘和后缘相切，前缘和后缘为圆弧形状。
13.5、排气蜗壳段包括扩压段、蜗壳段、过渡段，扩压段的入口设置与倒车涡轮机匣连接的法兰和螺栓孔，蜗壳段设置蜗舌结构，其外部设置由肋板。
14.本发明基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统设计方法，其特征是：
15.(1)获取涡轮设计点工况参数以及涡轮几何参数，涡轮设计点工况参数包括转速、入口总温总压、质量流量，涡轮几何参数包括正车涡轮和倒车涡轮的机匣及轮毂尺寸；
16.(2)通过cfd数值计算得到涡轮出口相关气动参数，包括涡轮出口气流总温总压、质量流量；
17.(3)初步设计排气蜗壳；
18.(4)建立蜗壳模型与涡轮整体模型，进行涡轮与蜗壳联合cfd仿真计算，得到涡轮出口流场相关参数以及排气蜗壳出口附近流场；
19.(5)设计涡轮出口过渡段挡板，根据流场速度大小确定挡板长度和厚度，根据流场速度方向确定挡板旋转角度，进而确定挡板数量、挡板上下分层排布和限制环形状；
20.(6)重新建立涡轮与蜗壳整体流动模型并进行联合cfd仿真计算，得到完整的排气系统流动状态，分析蜗壳整体流动损失，分别分析正车工况下和倒车工况下涡轮效率和损失，分析排气蜗壳气流出口附近是否有较为明显的大气回流现象；
21.(7)根据步骤(6)的分析得出结论，是否满足排气系统流动要求，若不满足，返回步骤(3)优化蜗壳设计，返回步骤(5)优化涡轮出口挡板设计，若满足，进行步骤(8)；
22.(8)对蜗壳入口处法兰进行设计，大小、厚度、螺孔匹配涡轮机匣出口，对蜗壳进行整体强度分析，包括内部流体流动压强与外界大气压强对蜗壳的剪切应力，蜗壳体内部高温气流流动导致的热应力，根据最大应力以及热应力选取材料，根据选取的材料特性进一步分析确定支板数量、大小、布置位置，蜗舌处肋板数量以及蜗壳体厚度。
23.本发明基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统设计方法还可以包括：
24.1、步骤(3)具体为：
25.蜗壳设计需要知晓排气系统相关设计要求，包括排气系统轴向总长度l0，排气系统高度上限h0，排出废气排放要求：包括排气温度要求和排气速度要求，蜗壳设计时预留出涡轮出口过渡段挡板和支板所需空间l1，则蜗壳轴向总长为l2＝l
0-l1；
26.扩压段：根据涡轮出口气流速度和排气要求速度初步设计蜗壳扩张段，根据质量流量守恒和扩张比定义，有如下公式：
[0027][0028]
其中，v1和v2分别为涡轮出口速度和扩张段出口速度；s1和s2分别为蜗壳的入口横
截面积和过渡段的出口横截面积，s1比s2为扩张比；r1为涡轮轮毂半径，r2为涡轮机匣半径，r3为蜗壳扩张段出口外壳半径；扩张段总长度选取在0.5l2～0.6l2之间；
[0029]
蜗壳段：根据倒车涡轮出口相关几何参数以及扩压段出口相关几何参数，初步设计三段折线，蜗壳段总长度为蜗壳总长减去扩张段长度，竖直线结束高度h1大于扩张段出口半径r3，蜗舌结构对气流进行进一步膨胀，为过渡段收缩截面保留裕度；
[0030]
过渡段：根据排气系统和蜗壳整体尺寸要求初步设计，过渡段整体为四棱台形状，总高度为h2＝h
0-h1，过渡段采用收缩截面保证气流出口具有防止大气回流的速度。
[0031]
本发明的优势在于：
[0032]
1、在可倒车动力涡轮机匣的出口位置设计自适应工况的过渡挡板。在正车工作时可有效阻挡正车流道气流回流倒车流道。在倒车工作时也可以起到部分阻挡回流的作用。
[0033]
2、过渡挡板设计有限制环，用以限制挡板旋转角度。挡板整体设计比较薄，并且选用低密度轻质耐热材料，使得挡板仅依靠气流吹动并配合限制环即可完成转动。
[0034]
3、支板横截面形状为流线型，在支撑强度之余尽量减少流动损失；
[0035]
4、总结排气系统设计优化方法，包括过渡段挡板、支板和蜗壳设计优化方法。结合了cfd仿真计算和强度分析，使得设计优化流程更合理更快捷。
附图说明
[0036]
图1为整体模型子午面示意图；
[0037]
图2为涡轮出口过渡段挡板截面图；
[0038]
图3为涡轮出口过渡段端面图；
[0039]
图4为正车工况下挡板相对位置及气流流动状态；
[0040]
图5为倒车工况下挡板相对位置及气流流动状态；
[0041]
图6为正车工况下挡板状态；
[0042]
图7为倒车工况下挡板状态；
[0043]
图8a为支板布置图和截面图，图8b为a-a视图；
[0044]
图9为蜗壳剖视图；
[0045]
图10为蜗壳轴向视图；
[0046]
图11为设计优化方法流程图。
具体实施方式
[0047]
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
[0048]
结合图1-11，本发明基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统由涡轮过渡挡板1、支板2、排气蜗壳段3组成。涡轮段4与整个模型相配合，涡轮段又包括正车流道4—1和倒车流道4—2。
[0049]
涡轮出口自适应挡板1位于涡轮中间机匣出口末端，由数个独立挡板构成。挡板整体为周向圆形排布，并且分为呈交错排布的上下两层，每个挡板与位于不同层的挡板相邻，与同一层挡板间隔一个不同层挡板。挡板工作状态随涡轮不同流道气流的吹动而自行转动改变，达到自适应效果。同时配有包含挡板的排气系统整体设计优化方法。
[0050]
涡轮出口过渡段挡板的工作方式：如图2、图3所示，单个挡板由挡板主体1—1、挡
板密封环1—2、挡板限制环1—3、挡板连接螺栓1—4挡板固定基座1—5组成。挡板主体为向内弯曲的可沿中心轴旋转的弧形板状结构。挡板内部限制环与挡板固定基座为固定结构，挡板固定基座固定于燃气轮机机匣上，挡板内部限制环固定于挡板固定基座上。挡板内部限制环可以保证挡板在一定角度范围内转动，挡板固定基座还可以固定挡板的周向位置。挡板密封环与挡板通过螺栓1—4连接，并且与挡板一同转动，保证了挡板被固定在限制环上，可以沿着限制环所限制的角度转动。
[0051]
如图4、图6所示，挡板整体布置分为上下紧凑布置的两层挡板1—6—1，分别由四个单独完整的挡板组成，每个挡板中心间隔45
°
1—6—3，两层总共八个挡板。每个挡板的周向角度为60
°
，分别与两侧不同层的挡板重合15
°
1—6—3。保证了在挡板张开以及闭合两种状态下的密封性。图4展示了其正车工作时相对位置为1—6—1，气流工作状态1—6—2。图5倒车工作时相对位置为1—7—1，气流工作状态1—7—2。正车工况工作时，气流从正车涡轮流道流出，将挡板向上吹动。挡板状态如图6所示。由于受到限制环的转动角度限制，挡板位置将被限制在一个固定角度。类似地，倒车工况工作时，气流从倒车涡轮流道流出，将挡板向下吹动。挡板状态如图7所示。
[0052]
支板的工作方式：支板横截面形状如图8所示，支板前缘2—1和后缘2—2均为圆弧设计，中间连接段2—3由流线型样条组成与前缘和尾缘相切，保证尽量小地影响流动。支板主要目的为支撑蜗壳强度，其次对涡轮出口气流还能起到一定整流作用。
[0053]
排气蜗壳的工作方式：如图9和图10所示，排气蜗壳由扩压段3—1、蜗壳段3—2、过渡段3—3组成。扩压段入口设计有法兰和螺栓孔3—4，方便与倒车涡轮机匣连接。扩压段出口横截面积与入口横截面积之比称为扩压比。扩压段可以进一步对涡轮出口气流进行膨胀，使气流减速降温。蜗壳段由于蜗舌结构3—5的存在，在外壳设计有肋板3—6增加强度。气流通过蜗壳段将转变流动方向，蜗壳段内壳连续折线设计可以减小流动损失并且方便制造加工。过渡段与外界大气相连接。气流经过扩压段减速降温以及蜗壳段转变流动方向后，在过渡段基本达到排放需求。在燃气轮机变工况运转时，过渡段能防止一部分大气回流现象。
[0054]
基于上述模型，总结排气系统设计优化方法如图。
[0055]
(1)已知涡轮设计点工况参数(转速，入口总温总压，质量流量)以及涡轮几何参数(正车涡轮和倒车涡轮的机匣及轮毂尺寸)。
[0056]
(2)通过cfd数值计算得到涡轮出口相关气动参数(涡轮出口气流总温总压、质量流量)。
[0057]
(3)初步设计排气蜗壳。
[0058]
蜗壳设计需要知晓排气系统相关设计要求，包括排气系统轴向总长度l0，排气系统高度上限h0，排出废气排放要求：包括排气温度要求和排气速度要求。蜗壳设计时需要预留出涡轮出口过渡段挡板和支板所需空间l1，则蜗壳轴向总长为l2＝l
0-l1。
[0059]
扩压段：根据涡轮出口气流速度和排气要求速度初步设计蜗壳扩张段。根据质量流量守恒和扩张比定义，有如下公式：
[0060][0061]
其中，v1和v2分别为涡轮出口(蜗壳入口)速度和扩张段出口速度；s1和s2分别为蜗
壳的入口横截面积和过渡段的出口横截面积，则s1比s2为扩张比；r1为涡轮轮毂半径，r2为涡轮机匣半径，r3为蜗壳扩张段出口外壳半径。扩张段出口速度可不用严格达到排气要求速度。扩张段总长度选取应保证在0.5l2～0.6l2左右。
[0062]
蜗壳段：根据倒车涡轮出口相关几何参数以及扩压段出口相关几何参数，初步设计三段折线。需要注意的是，第二段直线尽量保证于45
°
左右，第一段直线和第三段直线分别与水平方向和垂直方向夹角基本相同且选取需适中。三段直线的长度根据排气壳出口几何要求选取。由于蜗壳段处于扩压段和过渡段之间，因此要特别注意匹配两者。蜗壳段总长度应为蜗壳总长减去扩张段长度。竖直线结束高度h1应保证大于扩张段出口半径r3。蜗舌结构对气流进行进一步膨胀，为过渡段收缩截面保留裕度。
[0063]
过渡段：根据排气系统和蜗壳整体尺寸要求初步设计。过渡段整体为四棱台形状，总高度为h2＝h
0-h1。过渡段采用收缩截面保证气流出口具有一定速度，可有效防止大气回流。
[0064]
(4)经由(3)已经得到了初步蜗壳设计，建立蜗壳模型与涡轮整体模型。进行涡轮与蜗壳联合cfd仿真计算，得到涡轮出口流场相关参数以及排气蜗壳出口附近(过渡段)流场。
[0065]
(5)经由(4)已经得到了涡轮出口流场相关参数，开始设计涡轮出口过渡段挡板。根据流场速度大小确定挡板长度和厚度，根据流场速度方向确定挡板旋转角度。进而确定挡板数量、挡板上下分层排布和限制环形状。
[0066]
(6)经由(5)已经得到了涡轮出口过渡挡板模型。重新建立涡轮与蜗壳整体流动模型并进行联合cfd仿真计算，得到完整的排气系统流动状态。分析蜗壳整体流动损失，分别分析正车工况下和倒车工况下涡轮效率和损失，分析排气蜗壳气流出口附近(过渡段)是否有较为明显的大气回流现象。
[0067]
(7)根据(6)的分析得出结论，是否满足排气系统流动要求。若不满足，返回(3)优化蜗壳设计，返回(5)优化涡轮出口挡板设计。若满足，进行(8)。
[0068]
(8)对蜗壳入口处法兰进行设计，大小、厚度、螺孔匹配涡轮机匣出口。对蜗壳进行整体强度分析，包括内部流体流动压强与外界大气压强对蜗壳的剪切应力，蜗壳体内部高温气流流动导致的热应力。根据最大应力以及热应力选取材料，可以选取传统镍基耐高温合金，也可以选取新型碳纤维材料。根据选取的材料特性进一步分析确定支板数量、大小、布置位置，蜗舌处肋板数量以及蜗壳体厚度。需要注意的是，在支板设计中还需考虑支板时序效应对流动的影响，尽量减少流动损失。
[0069]
步骤(1)中涡轮为已知的需要排气系统配合的涡轮。流场分析基于cfd仿真计算，主要参数为涡轮出口质量流量、总温、总压、出口气流角。
[0070]
步骤(2)蜗壳设计需要知晓排气系统相关设计要求，包括排气系统轴向总长度l0，排气系统高度上限h0，排出废气排放要求：包括排气温度要求和排气速度要求。蜗壳设计时需要预留出涡轮出口过渡段挡板和支板所需空间l1，则蜗壳轴向总长为l2＝l
0-l1。根据涡轮出口气流速度和排气要求速度初步设计蜗壳扩张段。根据质量流量守恒和扩张比定义，有如下公式：
[0071]
[0072]
其中，v1和v2分别为涡轮出口(蜗壳入口)气流速度和扩张段出口气流速度；s1和s2分别为蜗壳入口横截面积和过渡段出口横截面积，则s1比s2为扩张比；r1为涡轮轮毂半径，r2为涡轮机匣半径，r3为蜗壳扩张段出口外壳半径。扩张段出口气流速度可不用严格达到排气要求速度。扩张段总长度选取应保证在0.5l2～0.6l2左右。
[0073]
蜗壳段内壳由三段折线和一竖直线组成，中间折线角度应保证在30
°
～60
°
，前后两段折线转折角度尽量保证一致。蜗壳段总长度应为蜗壳总长减去扩张段长度。竖直线结束高度h1应保证大于扩张段出口半径r3。过渡段整体形状为四棱台，总高度为h2＝h
0-h1。
[0074]
步骤(3)出口过渡挡板位置根据涡轮中间机匣的位置进行选取，挡板数量及大小根据涡轮与蜗壳联合cfd仿真计算选取，挡板轴向长度根据流场流线选取。
[0075]
步骤(4)建立涡轮与排气系统整体流动模型进行cfd仿真计算。优化内容包括过渡段挡板数量、长度、大小、厚度等参数；蜗壳过渡段和蜗舌位置。保证蜗壳排气参数达标的同时减小蜗壳出口处的大气回流现象。
[0076]
步骤(5)对排气系统进行强度仿真模拟，包括内外压差导致的压力以及内外温度差导致的热应力。然后选取蜗壳材料，需要考虑材料导热性能、热膨胀系数、许用应力。根据选取的材料进一步设计支板、蜗壳体和蜗舌处肋板。此外，支板设计在充分考虑强度因素后还需考虑涡轮出口气流导致的时序效应，尽量减少气流流动损失。
[0077]
实施例：
[0078]
挡板整体布置分为上下紧凑布置的两层挡板1—6—1、1—7—1，分别由4～6个单独完整的挡板组成，一共8～12个挡板。每个挡板的周向角度为25
°
～70
°
，分别与两侧不同层的挡板重合5
°
～15
°
1—6—3、1—7—3，确保挡板整体在张开和闭合时能充分阻挡回流。挡板张开时为涡轮正车工作状态，挡板闭合时为涡轮倒车工作状态。工作状态切换依靠涡轮不同流道气流吹动使得挡板随动，以达到挡板自适应工况的效果。
[0079]
这种新型涡轮出口过渡段设计可以有效防止正车工作时，正车流道气流回流进入倒车流道。可阻挡回流质量流量约0.8kg/s，降低鼓风损失功率约98.59kw，提升效率约0.39％。挡板材料应采用新型耐高温低密度材料，确保挡板能被吹动。

技术特征：
1.基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：包括自适应过渡档板结构、支板结构、涡轮段、排气蜗壳段，自适应过渡档板结构位于涡轮中间机匣出口末端，自适应过渡档板结构的工作状态随涡轮不同流道气流的吹动而自行转动改变，支板结构位于涡轮段和排气蜗壳段之间。2.根据权利要求1所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：自适应过渡档板结构包括独立挡板，独立挡板分为呈交错排布的上下两层，每个独立挡板与位于不同层的独立挡板相邻，与同一层挡板间隔一个不同层挡板，独立挡板整体为周向圆形排布。3.根据权利要求2所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：独立挡板包括挡板主体、挡板密封环、挡板限制环、挡板固定基座，挡板主体的端部位于挡板密封环里，二者通过挡板连接螺栓连接，挡板主体的端部与挡板密封环之间设置挡板限制环，挡板固定基座与挡板限制环连接。4.根据权利要求3所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：挡板主体为带弧度的曲面挡板，挡板限制环与挡板主体和挡板密封环之间间隙配合。5.根据权利要求1所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：所述支板结构包括前缘、中间连接段、后缘，中间连接段为流线型样条，并分别与前缘和后缘相切，前缘和后缘为圆弧形状。6.根据权利要求1所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统，其特征是：排气蜗壳段包括扩压段、蜗壳段、过渡段，扩压段的入口设置与倒车涡轮机匣连接的法兰和螺栓孔，蜗壳段设置蜗舌结构，其外部设置由肋板。7.基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统设计方法，其特征是：(1)获取涡轮设计点工况参数以及涡轮几何参数，涡轮设计点工况参数包括转速、入口总温总压、质量流量，涡轮几何参数包括正车涡轮和倒车涡轮的机匣及轮毂尺寸；(2)通过cfd数值计算得到涡轮出口相关气动参数，包括涡轮出口气流总温总压、质量流量；(3)初步设计排气蜗壳；(4)建立蜗壳模型与涡轮整体模型，进行涡轮与蜗壳联合cfd仿真计算，得到涡轮出口流场相关参数以及排气蜗壳出口附近流场；(5)设计涡轮出口过渡段挡板，根据流场速度大小确定挡板长度和厚度，根据流场速度方向确定挡板旋转角度，进而确定挡板数量、挡板上下分层排布和限制环形状；(6)重新建立涡轮与蜗壳整体流动模型并进行联合cfd仿真计算，得到完整的排气系统流动状态，分析蜗壳整体流动损失，分别分析正车工况下和倒车工况下涡轮效率和损失，分析排气蜗壳气流出口附近是否有较为明显的大气回流现象；(7)根据步骤(6)的分析得出结论，是否满足排气系统流动要求，若不满足，返回步骤(3)优化蜗壳设计，返回步骤(5)优化涡轮出口挡板设计，若满足，进行步骤(8)；(8)对蜗壳入口处法兰进行设计，大小、厚度、螺孔匹配涡轮机匣出口，对蜗壳进行整体强度分析，包括内部流体流动压强与外界大气压强对蜗壳的剪切应力，蜗壳体内部高温气
流流动导致的热应力，根据最大应力以及热应力选取材料，根据选取的材料特性进一步分析确定支板数量、大小、布置位置，蜗舌处肋板数量以及蜗壳体厚度。8.根据权利要求7所述的基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统设计方法，其特征是：步骤(3)具体为：蜗壳设计需要知晓排气系统相关设计要求，包括排气系统轴向总长度l0，排气系统高度上限h0，排出废气排放要求：包括排气温度要求和排气速度要求，蜗壳设计时预留出涡轮出口过渡段挡板和支板所需空间l1，则蜗壳轴向总长为l2＝l
0-l1；扩压段：根据涡轮出口气流速度和排气要求速度初步设计蜗壳扩张段，根据质量流量守恒和扩张比定义，有如下公式：其中，v1和v2分别为涡轮出口速度和扩张段出口速度；s1和s2分别为蜗壳的入口横截面积和过渡段的出口横截面积，s1比s2为扩张比；r1为涡轮轮毂半径，r2为涡轮机匣半径，r3为蜗壳扩张段出口外壳半径；扩张段总长度选取在0.5l2～0.6l2之间；蜗壳段：根据倒车涡轮出口相关几何参数以及扩压段出口相关几何参数，初步设计三段折线，蜗壳段总长度为蜗壳总长减去扩张段长度，竖直线结束高度h1大于扩张段出口半径r3，蜗舌结构对气流进行进一步膨胀，为过渡段收缩截面保留裕度；过渡段：根据排气系统和蜗壳整体尺寸要求初步设计，过渡段整体为四棱台形状，总高度为h2＝h
0-h1，过渡段采用收缩截面保证气流出口具有防止大气回流的速度。

技术总结
本发明的目的在于提供基于可倒车动力涡轮的一种包括涡轮出口工况自适应切换结构的排气系统及设计方法，包括自适应过渡档板结构、支板结构、涡轮段、排气蜗壳段，自适应过渡档板结构位于涡轮中间机匣出口末端，自适应过渡档板结构的工作状态随涡轮不同流道气流的吹动而自行转动改变，支板结构位于涡轮段和排气蜗壳段之间。本发明倒车涡轮处于正车工况运行时，挡板向外张开，可阻隔正车流道气流回流倒车流道，有效减小流动损失；倒车涡轮处于倒车工况时，挡板向内收缩，也能一定程度减少回流损失。排气蜗壳可进一步对涡轮出口气流进行膨胀使其减速降温，并使气流流动方向旋转90


技术研发人员：高杰 莫光宇 赵天笑 蒋振宇 杨耿辉
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/14