CN104675522A - 一种燃气轮机涡轮气路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃气轮机技术领域，公开了一种燃气轮机涡轮气路，其包括压气机、燃压缸、转子和涡轮盘，所述压气机的出气口与所述燃压缸连通，所述燃压缸内设有气体流通的腔室，所述燃压缸设于所述转子的外圆周，两者之间通过中间密封件密封，所述转子的一端与所述压气机的末级轮盘连接，所述转子的另一端与涡轮盘连接，所述燃压缸与转子相对的侧壁开设有径向通孔，所述径向通孔位于压气机的出气口和所述中间密封件之间。本发明结构设计合理，能够提高压气机的末级轮盘和中间密封件的结构温度，减小热应力，并提高压气机的效率。

Description

一种燃气轮机涡轮气路
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种燃气轮机涡轮气路。
背景技术
现代燃气轮机技术的不断革新和发展，为提高燃机的整体热效率，涡轮前温度不断升高。涡轮动叶作为高速旋转部件同时工作于极高的温度环境之下，仅依靠材料使用温度的提高已经无法满足实际使用需求，涡轮动叶7必须采取一定形式的冷却。涡轮动叶7的冷却气一般来自压气机1抽气，随着冷却要求越来越高，抽气量需求也越来越大，将导致燃气轮机热效率的下降。因此一种较为理想的方法是，从压气机1所抽出的空气，经过冷却器4，将压气机抽气的温度进一步降低，以减少抽气的流量，增加整机的热循环效率。
现有技术方案，一个不可避免的问题就是，回注的冷气形成冷却气路11，通过引气管5一部分向后流动形成第一气路11a，对涡轮动叶7进行冷却；另一部分气体会通过中间密封件2，向前流动形成第二气路11b，由于回注的冷却气经过了冷却器4的冷却，因此其温度较低，这部分气体沿第二气路11b流动时，会降低中间密封件2以及压气机1末级轮盘10的温度，同时工作状态时，持环9的温度又较高，因此末级轮盘10的温度将低于持环9，导致工作状态下的动叶叶顶间隙大于常温状态。进而影响压气机效率和机组效率。由于中间密封件2同时被冷却，因此中间密封件2的温度同样小于燃压缸缸体的温度，因此在工作状况下，燃压缸会向外变形，而中间密封件2的温度较低变形量小于燃压缸，会在配合处形成较大的热应力，最终导致裂纹。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提高压气机的末级轮盘和中间密封件的结构温度，减小热应力，并提高压气机的效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃气轮机涡轮气路，其包括压气机、燃压缸、转子和涡轮盘，所述压气机的出气口与所述燃压缸连通，所述燃压缸内设有气体流通的腔室，所述燃压缸设于所述转子的外圆周，两者之间通过中间密封件密封，所述转子的一端与所述压气机的末级轮盘连接，所述转子的另一端与涡轮盘连接，所述燃压缸与转子相对的侧壁开设有径向通孔，所述径向通孔位于压气机的出气口和所述中间密封件之间。
其中，所述中间密封件与所述转子之间留有间隙。
其中，所述径向通孔的数量为多个，均布在所述燃压缸的侧壁上。
其中，所述燃压缸、转子、末级轮盘和涡轮盘所围成的空间形成转静盘腔，并由所述中间密封件将所述转静盘腔分隔为第一转静盘腔和第二转静盘腔，所述径向通孔与所述第一转静盘腔相连通，所述燃压缸上设有与所述第二转静盘腔连通的通气孔。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种燃气轮机涡轮气路，采用在燃压缸与转子相对的侧壁开设有径向通孔，所述径向通孔位于压气机的出气口和所述中间密封件之间，通过开设所述径向通孔，将燃压缸腔室内的部分气体引入转子和燃压缸之间的空间内，用于提升末级轮盘和中间密封件的温度，减小热应力，并提高压气机的效率。
附图说明
图1为现有技术燃气轮机涡轮气路的整体结构示意图；
图2为本发明一种燃气轮机涡轮气路的整体结构示意图。
图中：1：压气机；2：中间密封件；3：第一转静盘腔；4：冷却器；5：引气管；6：第二转静盘腔；7：涡轮动叶；8：腔室；9：持环；10；末级轮盘；11：冷却气路；11a：第一气路；11b：第二气路；12：径向通孔；12a：一级气体支路；12b：二级气体支路；13：转子。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图2所示，为本发明提供的一种燃气轮机涡轮气路，其包括压气机1、燃压缸、转子13和涡轮盘，所述压气机1的出气口与所述燃压缸连通，所述燃压缸内设有气体流通的腔室8，所述燃压缸设于所述转子13的外圆周，两者之间通过中间密封件2密封，所述转子13的一端与所述压气机1的末级轮盘10连接，所述转子13的另一端与所述涡轮盘连接，所述燃压缸与转子13相对的侧壁开设有径向通孔12，所述径向通孔12位于压气机1的出气口和所述中间密封件2之间；所述燃压缸、转子13、末级轮盘10和涡轮盘所围成的空间形成转静盘腔，并由所述中间密封件2将所述转静盘腔分隔为第一转静盘腔3和第二转静盘腔6，所述径向通孔12与所述第一转静盘腔3相连通，当燃压缸内的气体从所述径向通孔12流出时，图中箭头所指的方向为气体流动的方向，一部分气体向前流向压气机1的末级轮盘10，形成一级气体支路12a，用于提升所述末级轮盘10的温度，进而提升压气机1的效率；另一部分气体向后流动流向所述中间密封件2，形成二级气体支路12b，用于提升所述中间密封件2的温度，降低此处的热应力；所述中间密封件2与所述转子13之间留有间隙，流向所述中间密封件2的气体穿过所述间隙流向所述第二转静盘腔6；所述燃压缸上设有与所述第二转静盘腔6连通的通气孔，从所述通气孔引出的冷却气体在流向所述第二转静盘腔6的气流带动下，直接流向涡轮动叶7，形成冷却气路11，用于冷却所述涡轮动叶7。所述燃压缸内气体的压力高于主流道静压和通气孔引出的气体压力，因此从径向通孔12引出的气流可以向前后流动，提升末级轮盘10和中间密封件2的温度。
优选地，所述径向通孔12的数量为多个，多个所述径向通孔12均布在所述燃压缸的侧壁上，用于均匀地引入气体。
由以上实施例可以看出，本发明通过结构改进，提高了压气机1的末级轮盘10和中间密封件2的结构温度，减小热应力，并提高了压气机1的效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃气轮机涡轮气路，其包括压气机、燃压缸、转子和涡轮盘，所述压气机的出气口与所述燃压缸连通，所述燃压缸内设有气体流通的腔室，所述燃压缸设于所述转子的外圆周，两者之间通过中间密封件密封，所述转子的一端与所述压气机的末级轮盘连接，所述转子的另一端与涡轮盘连接，其特征在于，所述燃压缸与转子相对的侧壁开设有径向通孔，所述径向通孔位于压气机的出气口和所述中间密封件之间。
2.如权利要求1所述的燃气轮机涡轮气路，其特征在于，所述中间密封件与所述转子之间留有间隙。
3.如权利要求1所述的燃气轮机涡轮气路，其特征在于，所述径向通孔的数量为多个，均布在所述燃压缸的侧壁上。
4.如权利要求1所述的燃气轮机涡轮气路，其特征在于，所述燃压缸、转子、末级轮盘和涡轮盘所围成的空间形成转静盘腔，并由所述中间密封件将所述转静盘腔分隔为第一转静盘腔和第二转静盘腔，所述径向通孔与所述第一转静盘腔相连通，所述燃压缸上设有与所述第二转静盘腔连通的通气孔。
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