CN103541776B - 一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构 - Google Patents

一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构 Download PDF

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Abstract

一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，涉及燃气轮机轮盘间的密封结构。该结构包括多个轮盘，在每级轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣上安装有静叶片，静叶片与所对应的轮盘之间安装有封严结构，相邻轮盘之间的摩擦传扭面处加工有多个径向骑缝销钉，相邻两个轮盘的封严结构之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径；在相邻两个轮盘封严结构之间安装有阶梯状密封环；在所述阶梯状密封环的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构；前一个轮盘的封严结构、后一个轮盘的封严结构和中间封严结构形式一致。本发明减少了由于设置径向骑缝销钉而产生的气体泄漏，有效改善了燃气轮机轮盘间的密封效果，提高了燃气轮机整体效率。

Description

一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构
技术领域
本发明涉及燃气轮机的结构设计，特别涉及燃气轮机轮盘间的密封结构。
背景技术
压气机、燃烧室和涡轮是组成燃气轮机的三大部件，其中压气机和涡轮一般由多个轮盘组成。为减少轮盘间气体的轴向泄露，提高工作效率，需要在轮盘间增加相应的密封结构。
随着现代燃气轮机技术的发展，轮盘间的连接结构多采用分布式拉杆结构，此结构具有结构紧凑、装配简单等优点。但采用此连接结构时，轮盘间主要依靠摩擦力来传递扭矩。然而轮盘间的摩擦力是有限的，在燃气轮机机组短路、紧急停机等特殊情况下会出现摩擦力不足，传扭不足的现象。
为解决这一问题，就需要增加拉杆的数量或增大拉杆的直径，但是为了降低设计成本和装配方便，分布式拉杆的数量和直径不可能无限制地增大。目前更经济的解决办法是在轮盘之间增加径向骑缝销钉，作为特殊情况下的辅助传扭。
为了加工需要，增加径向骑缝销钉时，需在轮盘间轴向密封处开孔，这就导致压气机轮盘或涡轮轮盘间的气体泄漏量增大，从而极大地降低了燃气轮机的效率。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，在增加骑缝销钉又节约成本的同时，不会增加轮盘间气体的泄漏量，保证部件和整个燃气轮机的效率。
本发明多采用的技术方案如下：
一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，该结构多个轮盘，在每级轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣上安装有静叶片，静叶片与前轮盘间安装有前轮盘的封严结构，静叶片与后轮盘间安装有后轮盘的封严结构；前轮盘和后轮盘两个轮盘之间的摩擦传扭面处加工有多个径向骑缝销钉，其特征在于：前轮盘和后轮盘两个轮盘的封严结构之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径；在前轮盘和后轮盘两个轮盘的封严结构之间安装有阶梯状密封环；在所述阶梯状密封环的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构；前轮盘的封严结构、后轮盘的封严结构和中间封严结构形式一致。
本发明的技术特征还在于：所述阶梯状密封环两侧的圆环径向厚度h1为中间圆环径向厚度h2的1/5～1/2。
本发明所述封严结构采用蓖齿、石墨、刷式或蜂窝封严。所述的径向骑缝销钉的个数在3～12之间。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明在轮盘间轴向密封处安装阶梯状密封环，并在阶梯状密封环的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构，增强了轮盘间轴向密封效果，减少了由于设置径向骑缝销钉而产生的气体泄漏，有效地提高了燃气轮机整机效率。
附图说明
图1是现有技术中燃气轮机轮盘间轴向密封结构示意图。
图2是本发明中燃气轮机轮盘间轴向密封结构实施例的结构示意图。
图3是阶梯状密封环的结构图。
图中符号说明如下：1a-前轮盘；1b-后轮盘；2a-前动叶片；2b-后动叶片；3-静叶片；4-燃气轮机机匣；5-摩擦传扭面；6-径向骑缝销钉；7-阶梯状密封环；8a-前轮盘的封严结构；8b-后轮盘的封严结构；8c-中间封严结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理、结构和具体实施方式做进一步的说明。
图1是现有技术中燃气轮机轮盘间轴向密封结构示意图。该结构包括多个轮盘，在每个轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣上安装有静叶片3，静叶片与所对应的轮盘之间安装有封严结构。
为了解决燃气轮机传扭不足的问题，需要在轮盘间摩擦传扭面5处增加径向骑缝销钉孔6，为了加工需要，需在轮盘间轴向密封处开孔。该措施将导致轮盘间轴向密封处出现大的缺口，从而引起气体泄漏，降低燃气轮机机组整机效率。
图2是本发明中燃气轮机轮盘间轴向密封结构实施例的结构示意图，该密封结构包括前轮盘1a、后轮盘1b，在前轮盘1a上安装有前动叶片2a，在后轮盘2b上安装有后动叶片2b，静叶片3安装在燃气轮机机匣4上，静叶片3与前轮盘间安装有前轮盘的封严结构8a，静叶片3与第二轮盘间安装有后轮盘的封严结构8b；轮盘之间的摩擦传扭面5处加工有多个径向骑缝销钉6，径向骑缝销钉的个数优选在3-12之间。在前轮盘的封严结构8a与后轮盘的封严结构8b之间安装有阶梯状密封环7；在所述阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c。前轮盘的封严结构8a、后轮盘的封严结构8b和中间封严结构的封严结构形式保持一致。为了安装方便起见，所述前轮盘的封严结构8a与后轮盘的封严结构8b之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径。
图3是阶梯状密封环的结构示意图。阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c，本实施例中采用蓖齿封严结构。所述中间封严结构8c还可采用石墨封严、刷式封严或蜂窝封严。阶梯状密封环7两侧的圆环径向厚度h1为中间圆环径向厚度h2的1/5～1/2。在所述阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c，解决了由于在燃气轮机摩擦传扭面5处增加径向骑缝销钉6所带来的封严缺口，达到了提高燃气轮机整机效率的作用。

Claims (4)

1.一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，该结构包括多个轮盘，在每级轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣(4)上安装有静叶片，静叶片(3)与前轮盘间安装有前轮盘的封严结构(8a)，静叶片(3)与后轮盘间安装有后轮盘的封严结构(8b)；前轮盘和后轮盘两个轮盘之间的摩擦传扭面(5)处加工有多个径向骑缝销钉(6)，其特征在于：前轮盘和后轮盘两个轮盘的封严结构之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径；在前轮盘和后轮盘两个轮盘的封严结构之间安装有阶梯状密封环(7)；在所述阶梯状密封环(7)的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构(8c)；前轮盘的封严结构(8a)、后轮盘的封严结构(8b)和中间封严结构(8c)形式一致。
2.如权利要求1所述的一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，其特征在于：所述阶梯状密封环(7)两侧的圆环径向厚度h1为中间圆环径向厚度h2的1/5～1/2。
3.如权利要求1所述的一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，其特征在于：所述前轮盘的封严结构(8a)、后轮盘的封严结构(8b)和中间封严结构(8c)采用蓖齿、石墨、刷式或蜂窝封严。
4.如权利要求1所述的一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，其特征在于：所述的径向骑缝销钉(6)的个数在3～12之间。
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