CN112460639A

CN112460639A - 一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构

Info

Publication number: CN112460639A
Application number: CN202011162386.8A
Authority: CN
Inventors: 马建强; 李贝贝; 原文祺; 王峥; 屈鑫; 赫英辉
Original assignee: 703th Research Institute of CSIC
Current assignee: 703th Research Institute of CSIC
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-03-09

Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，包括枢轴、上支撑组件、下支撑组件，所述上支撑组件包括转接件、上支撑钛板和上支撑底座，所述下支撑组件包括下支撑底座、下支撑钛板和底座；所述枢轴紧贴燃气轮机的机匣外壁，并与其固定，上支撑钛板与燃气轮机的径向平行，用以满足燃气轮机的径向膨胀补偿，下支撑钛板与燃气轮机的轴向平行，用以满足燃气轮机的轴向补偿。本发明上、下支撑钛板相互垂直呈90°，可以同时满足燃气轮机轴向和径向的膨胀补偿，使得燃气轮机支撑结构在无膨胀应力的状态下进行工作，既可以改善燃气轮机支撑的工作环境，同时会消除部分燃气轮机由于支撑应力带来的安全隐患。

Description

一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构

技术领域

本发明涉及的是一种燃气轮机，具体地说是燃气轮机的支撑结构。

背景技术

燃气轮机作为一种以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式的热力发动机。由于燃气轮机正常工作时处于高温状态，其上的机匣结构在一定程度上会出现轴向和径向膨胀，支撑结构不仅需要足够的刚度来承受燃气轮机机组的重量以及正常运行时的轴向力、振动冲击等载荷，还需要保证在燃气轮机自由膨胀的前提下不破坏各部件间的同心度，这就要求支撑结构能够对燃气轮机运行时产生的膨胀变形予以补偿或消除。

目前，大多船舶用燃气轮机支撑结构，只考虑了轴向膨胀或径向膨胀给燃气轮机正常运行带来的影响，并没有考虑轴向和径向同时膨胀对燃气轮机机组工作状态的影响，这就造成轴向膨胀补偿的支撑结构在燃气轮机工作时会出现一定的径向膨胀应力，径向膨胀补偿的支撑结构在燃气轮机工作时会出现一定的轴向膨胀应力。因支撑结构产生的膨胀应力一方面会影响燃气轮机支撑结构的使用寿命，同时会对燃气轮机的正常运行造成一定的安全隐患，所以通过改进支撑结构减小或消除燃气轮机正常运行时产生的膨胀应力具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供用以克服现有燃气轮机支撑结构存在的缺点，既能补偿燃气轮机正常运行时产生的轴向和径向膨胀变形，进而减小或消除膨胀应力，同时也能够提高燃气轮机机组的使用寿命，保证燃气轮机机组能够长期安全稳定运行的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：包括枢轴、上支撑组件、下支撑组件，所述上支撑组件包括转接件、上支撑钛板和上支撑底座，所述上支撑钛板包括第一上钛板和第二上钛板，转接件的下端部位于第一上钛板和第二上钛板之间并固定，上支撑底座的凸起部分位于第一上钛板和第二上钛板之间并固定，所述下支撑组件包括下支撑底座、下支撑钛板和底座，下支撑底座与上支撑底座之间固定连接，下支撑钛板包括第三上钛板和第四上钛板，下支撑底座的凸起部分位于第三上钛板和第四上钛板之间并固定，底座的凸起部分位于第三上钛板和第四上钛板之间并固定，上支撑钛板和下支撑钛板竖直设置且相互垂直；所述枢轴紧贴燃气轮机的机匣外壁，并与其固定，上支撑钛板与燃气轮机的径向平行，用以满足燃气轮机的径向膨胀补偿，下支撑钛板与燃气轮机的轴向平行，用以满足燃气轮机的轴向补偿。

本发明还可以包括：

1、所述上支撑底座、下支撑底座和底座的截面均为T型结构，所述上支撑底座、下支撑底座和底座的凸起部分均为T型结构的凸起部分。

2、所述上支撑底座、下支撑底座和底座的截面均为两个对称的L型结构，两个对称的L型结构放置在一起后形成T字型结构，所述上支撑底座、下支撑底座和底座的凸起部分均为T字型结构的凸起部分。

3、还包括调整垫片，调整垫片位于底座和燃气轮机底架安装面之间，调整垫片的厚度可调。

4、上支撑钛板和转接件之间、上支撑板和上支撑座之间、上支撑座和下支撑座之间、下支撑座和下支撑钛板之间、下支撑板和底座之间均通过相通的螺母、螺钉固定，所述螺母为开槽螺母，螺钉为紧配螺钉，并设置有开口销。

本发明的优势在于：

1、本发明支撑结构简单、安装方便、调节灵活、强度高、稳定性好；

2、支撑的关键承力结构在支撑钛板，上、下支撑钛板相互垂直呈90°，可以同时满足燃气轮机轴向和径向的膨胀补偿，使得燃气轮机支撑结构在无膨胀应力的状态下进行工作，既可以改善燃气轮机支撑的工作环境，同时会消除部分燃气轮机由于支撑应力带来的安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1上支撑组件的立体图；

图3为本发明实施例1上支撑组件的侧视图；

图4本发明实施例1上支撑组件的正视图；

图5为本发明实施例1下支撑组件的立体图；

图6为本发明实施例1下支撑组件的侧视图；

图7为本发明实施例1下支撑组件的正视图；

图8为本发明实施例1在燃气轮机上的应用示意图；

图9为本发明实施例2底座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施例1：

结合图1-8，本发明包括从上至下依次设置的用于连接燃气轮机机匣的枢轴7、上支撑组件1、下支撑组件2和调整垫片3，所述上支撑组件1包括转接件11、固定连接在转接件11下方的上支撑钛板12和固定在上支撑钛板12下方的上支撑底座13，所述枢轴7为圆盘状结构，固定连接在所述转接件11上，并且，所述枢轴7与所述转接件11均竖直设置且相互垂直，所述下支撑组件2包括下支撑底座21、固定连接在所述下支撑底座21下方的下支撑钛板22和固定连接在下支撑钛板22下方的底座23，所述下支撑底座21和上支撑底座13固定连接，所述下支撑钛板22竖直设置且与所述上支撑钛板12相互垂直，所述调整垫片3固定安装在所述底座23下方。

枢轴7与所述转接件11焊接固定，所述枢轴7和所述下支撑钛板22平行，安装时，所述枢轴7紧贴燃气轮机的机匣外壁，并通过螺钉固定。此时，所述上支撑钛板12与所述燃气轮机的径向平行，用以满足燃气轮机的径向膨胀补偿；所述下支撑钛板22与所述燃气轮机的轴向平行，用以满足燃气轮机的轴向补偿。

上支撑钛板12和转接件11之间、所述上支撑钛板12和上支撑底座13之间、所述上支撑底座13和下支撑底座21之间、所述下支撑底座21和下支撑钛板22之间、所述下支撑钛板22和所述底座23之间，均通过螺母5、螺钉4固定连接。

螺母5为开槽螺母，所述螺钉4为紧配螺钉，并设置有开口销6，安装方便，固定稳固。

在固定所述上支撑钛板12和下支撑钛板22时，所述上支撑钛板12或下支撑钛板22外壁还设置有垫板8，所述垫板8为合金材料，用以增强固定效果，避免所述上支撑钛板12和下支撑钛板22的变形或损坏。

如图4所示，上支撑底座13为“T”字形结构且倒置设置，包括横向的支撑部131和竖向的安装部132，所述上支撑钛板12包括两个平行的上钛板121，这两个上钛板121将所述安装部132和转接件11夹持，通过螺钉4螺母5固定，此种结构的上支撑组件1安装方便，调节灵活，且便于承受应力。

如图7所示，下支撑底座21和所述底座23均为“T”字形结构，且所述底座23倒置设置，在本实施例中，所述上支撑底座13、下支撑底座21和底座23的结构相同，均包括横向的支撑部和竖向的安装部，便于降低制造和维护成本，便于安装，所述下支撑钛板22包括两个平行的下钛板221，这两个下钛板221将所述下支撑底座21和底座23的安装部夹持，通过螺钉4螺母5固定，此种结构的下支撑组件2安装方便，调节灵活，且便于承受应力。

上钛板121和下钛板221规格相同，便于安装及维护，降低制造和使用成本。

实施例2

本实施例是基于实施例1的，其技术方案与实施例1基本相同，区别在于：

如图9所示，所述上支撑底座13、下支撑底座21和底座23均包括两个对称的“L”形的座体，制造方便成本低，不易损坏，保证膨胀补偿效果。

本发明燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构的使用方法：

1)通过螺钉4、螺母5、开口销6和垫板8组装上支撑组件；

2)通过螺钉4、螺母5、开口销6和垫板8组装下支撑组件；

3)通过螺钉4、螺母5和开口销6连接上支撑组件和下支撑组件；

4)通过螺钉4将所述枢轴7与燃气轮机机匣进行固定连接；

5)根据燃气轮机轴向和径向膨胀的理论计算值，将所述底座23分别沿燃气轮机轴向和径向进行预拉伸定位；

6)根据所述底座23的下表面与燃气轮机底架安装面的间隙值，对所述调整垫片3的厚度及接触面进行处理，以满足燃气轮机安装高度及连接表面的接触要求；

7)通过螺钉4将所述底座23固定在燃气轮机底架的安装平面上。

Claims

1.一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：包括枢轴、上支撑组件、下支撑组件，所述上支撑组件包括转接件、上支撑钛板和上支撑底座，所述上支撑钛板包括第一上钛板和第二上钛板，转接件的下端部位于第一上钛板和第二上钛板之间并固定，上支撑底座的凸起部分位于第一上钛板和第二上钛板之间并固定，所述下支撑组件包括下支撑底座、下支撑钛板和底座，下支撑底座与上支撑底座之间固定连接，下支撑钛板包括第三上钛板和第四上钛板，下支撑底座的凸起部分位于第三上钛板和第四上钛板之间并固定，底座的凸起部分位于第三上钛板和第四上钛板之间并固定，上支撑钛板和下支撑钛板竖直设置且相互垂直；所述枢轴紧贴燃气轮机的机匣外壁，并与其固定，上支撑钛板与燃气轮机的径向平行，用以满足燃气轮机的径向膨胀补偿，下支撑钛板与燃气轮机的轴向平行，用以满足燃气轮机的轴向补偿。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：所述上支撑底座、下支撑底座和底座的截面均为T型结构，所述上支撑底座、下支撑底座和底座的凸起部分均为T型结构的凸起部分。

3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：所述上支撑底座、下支撑底座和底座的截面均为两个对称的L型结构，两个对称的L型结构放置在一起后形成T字型结构，所述上支撑底座、下支撑底座和底座的凸起部分均为T字型结构的凸起部分。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：还包括调整垫片，调整垫片位于底座和燃气轮机底架安装面之间，调整垫片的厚度可调。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：上支撑钛板和转接件之间、上支撑板和上支撑座之间、上支撑座和下支撑座之间、下支撑座和下支撑钛板之间、下支撑板和底座之间均通过相通的螺母、螺钉固定，所述螺母为开槽螺母，螺钉为紧配螺钉，并设置有开口销。

6.根据权利要求4所述的一种燃气轮机双向膨胀补偿的弹性支撑结构，其特征是：上支撑钛板和转接件之间、上支撑板和上支撑座之间、上支撑座和下支撑座之间、下支撑座和下支撑钛板之间、下支撑板和底座之间均通过相通的螺母、螺钉固定，所述螺母为开槽螺母，螺钉为紧配螺钉，并设置有开口销。