CN102926873A - 一种燃气轮机支撑系统 - Google Patents
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Abstract
一种燃气轮机支撑系统，属于燃气轮机结构设计。该支撑系统包括压气机缸支撑机构、透平缸支撑机构、排气缸导轨机构和底座。透平缸支撑机构由支撑臂、支撑臂转轴、支撑下臂、下臂转轴和轴座组成。支撑臂和支撑下臂绕支撑臂转轴转动；支撑下臂绕下臂转轴转动。本发明在透平缸支撑机构中采用支撑下臂绕下臂转轴转动的结构，该结构可补偿由透平缸受热产生的径向膨胀量，避免因透平缸受热膨胀而产生支撑臂裂纹，提高了支撑系统的使用寿命和可靠性，保证了燃气轮机稳定可靠地工作。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机支撑系统，属于燃气轮机结构设计领域。
背景技术
工业燃气轮机中，常用的支撑系统由压气机缸支撑机构、透平缸支撑机构、排气缸导轨机构和底座组成。一般的燃气轮机压气机缸支撑机构位于压气机缸处，为固定式支撑机构即燃气轮机绝对死点处；透平缸支撑机构为非固定支撑机构，位于透平缸处，排气缸导轨机构位于排气缸处。
燃气轮机工作时，空气经压气机压缩后流过燃烧室，在燃烧室内与燃气混合后温度升高，再经过透平膨胀做功，最后由排气系统排入大气或余热锅炉等设备。燃气轮机正常工作时，燃气轮机本体温度逐渐升高，引起燃气轮机本体轴向受热伸长，压气机缸支撑机构为燃气轮机轴向伸长的绝对死点，故燃气轮机本体从绝对死点向后轴向受热伸长量逐渐变大，由于透平缸温度较高，使得透平缸轴向受热伸长的同时径向受热膨胀，而燃气轮机透平支撑机构位于透平缸处，所以透平缸支撑机构要保证燃气轮机运行过程中支撑稳定、工作可靠。同时再由排气缸导轨机构保证燃气轮机工作时燃气轮机受热沿轴向伸长，不左右偏摆。
传统的工业燃气轮机支撑系统一般由压气机缸支撑机构、透平缸支撑机构、排气缸导轨机构和底座组成。压气机缸支撑机构固定在底座上即绝对死点，排气缸导轨机构位于排气缸下部，透平缸支撑机构一般由支撑臂、支撑臂转轴和轴座构成，支撑臂由厚钢板制成，左右方向固定，靠厚钢板弹性补偿燃气轮机透平缸受热径向膨胀。但支撑臂反复左右弹性变形容易造成支撑臂和轴座之间应力集中产生裂纹，降低支撑系统的使用寿命及可靠性。特别是对于经常启停的燃气轮机上，该问题显得更为严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃气轮机支撑系统，以避免透平缸支撑机构中支撑臂与轴座之间应力集中从而产生裂纹的现象，解决工业燃气轮机工作时因受热膨胀引起的支撑系统可靠性和使用寿命降低的问题，提高燃气轮机工作的稳定性。
本发明的技术方案如下：
一种燃气轮机支撑系统，含有压气机缸支撑机构、透平缸支撑机构、排气缸导轨机构和底座，其特征在于:所述的透平缸支撑机构包括透平缸凸耳转轴、支撑臂、支撑臂转轴、支撑下臂、下臂转轴和轴座；透平缸凸耳转轴设置在燃气轮机的透平缸上，所述支撑臂的上端与透平缸凸耳转轴相连，支撑臂下端通过支撑臂转轴与支撑下臂上端相连，支撑臂和支撑下臂绕支撑臂转轴转动；支撑下臂下端通过下臂转轴与设置在底座上的轴座相连，支撑下臂绕下臂转轴转动。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：在透平缸支撑机构中采用支撑下臂绕下臂转轴转动的结构，该结构可以补偿由透平缸受热产生的径向膨胀量，避免因透平缸受热膨胀而产生支撑臂裂纹，提高了支撑系统的使用寿命和可靠性，保证了燃气轮机稳定可靠地工作。
附图说明
图1是现有燃气轮机支撑系统示意图。
图2是本发明提供的燃气轮机支撑系统示意图。
图3是本发明的透平缸支撑机构的结构示意图。
图4是透平缸支撑机构的工作原理示意图。
图5是图4的A-A剖视图。
部件列表：10-压气机缸；11-透平缸；12-排气缸；13-压气机缸支撑机构；14-透平缸支撑机构；15-排气缸导轨机构；16-透平缸凸耳转轴；17-支撑臂；18-支撑臂转轴；19-支撑下臂；20-下臂转轴；21-轴座；22-底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构、原理和工作过程做进一步的说明。
图1是现有燃气轮机整体结构示意图，包括燃气轮机本体和支撑系统两部分，燃气轮机本体从前至后依次包括压气机缸10、透平缸11和排气缸12；支撑系统包括压气机缸支撑机构13、透平缸支撑机构14、排气缸导轨机构15和底座22；压气机缸支撑机构13分别与压气机缸10和底座相连，透平缸支撑机构14分别透平缸11和底座22相连，排气缸导轨机构15分别与排气缸12和底座相连。压气机缸支撑机构13固定在底座22上，为燃气轮机轴向绝对死点，排气缸导轨机构15保证燃气轮机工作时不左右偏摆，而透平缸支撑机构14保证燃气轮机工作时受热轴向伸长及径向膨胀后可靠支撑燃气轮机。
图2是本发明提供的燃气轮机支撑系统示意图。其中透平缸支撑机构14由透平缸凸耳转轴16、支撑臂17、支撑臂转轴18、支撑下臂19、下臂转轴20和轴座21组成。透平缸凸耳转轴16设置在燃气轮机的透平缸11上，所述支撑臂17的上端与透平缸凸耳转轴16相连，支撑臂17下端通过支撑臂转轴18与支撑下臂19上端相连，支撑下臂19下端通过下臂转轴20与设置在底座22上的轴座21相连。支撑臂17和支撑下臂19可绕支撑臂转轴18转动；支撑下臂19可绕下臂转轴20转动。
图3、图4和图5是本发明的燃气轮机支撑系统的透平缸支撑机构的结构、工作原理示意图；支撑臂17上端与设置在透平缸11上的透平缸凸耳转轴16相连，可绕透平缸凸耳转轴16转动一定角度。支撑臂17下端通过支撑臂转轴18与支撑下臂19相连。燃气轮机工作受热轴向向后伸长，由于支撑臂17可绕支撑臂转轴18转动一定角度，通过合理的设计支撑臂17的长度及转动角度可以补偿燃气轮机轴向受热向后伸长量（如图3所示）。支撑下臂19上端与支撑臂转轴18相连，支撑下臂19下端通过下臂转轴20与固定在底座22上的轴座21相连。燃气轮机工作受热透平缸11径向膨胀，由于支撑下臂19可绕下臂转轴20转动一定角度，通过合理的设计支撑下臂19的长度及转动角度可以补偿燃气轮机透平缸11径向膨胀量（如图4所示）。
Claims (1)
1.一种燃气轮机支撑系统，含有压气机缸支撑机构（13）、透平缸支撑机构（14）、排气缸导轨机构（15）和底座（22），其特征在于:所述的透平缸支撑机构（14）包括透平缸凸耳转轴（16）、支撑臂（17）、支撑臂转轴（18）、支撑下臂（19）、下臂转轴（20）和轴座（21）；透平缸凸耳转轴（16）设置在燃气轮机的透平缸（11）上，所述支撑臂（17）的上端与透平缸凸耳转轴（16）相连，支撑臂（17）下端通过支撑臂转轴（18）与支撑下臂（19）上端相连，支撑臂（17）和支撑下臂（19）绕支撑臂转轴（18）转动；支撑下臂（19）下端通过下臂转轴（20）与设置在底座（22）上的轴座（21）相连，支撑下臂（19）绕下臂转轴（20）转动。
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