CN114876646A - 一种燃气轮机燃油总管的支撑结构及燃油总管总成 - Google Patents

Abstract

本发明属于技术燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机燃油总管的支撑结构及燃油总管总成，包括连接底座、连杆和管夹，连杆可转动的连接在所述连接底座上，所述连杆能够朝向燃烧室机匣的径向内侧或径向外侧进行摆动；管夹可转动的连接在所述连杆的自由端；所述管夹能够夹持固定燃烧室机匣外壁处的燃油总管，并能够随燃油总管相对于燃烧室机匣进行移动；所述连杆的自由端能够限制所述管夹沿燃烧室机匣的轴向方向移动。燃油总管可沿周向旋转，使得燃油供给系统各部件之间的装配更加灵活，降低了抵消或减小燃油总管热膨胀产生的应力集中，降低了对燃油分管长度和总管上管接头的焊接、制造精度，节约了生产成本。

Description

一种燃气轮机燃油总管的支撑结构及燃油总管总成

技术领域

本发明属于技术燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机燃油总管的支撑结构及燃油总管总成。

背景技术

燃气轮机是一种将燃气的能量转变为有用功的内燃式动力机械，被广泛应用于民用发电领域或作为动力装置应用于飞机或大型船舶中。燃气轮机的工作过程是：压气机连续地从大气中吸入空气并对空气进行压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与燃烧室中喷入的燃气混合后燃烧，进而成为高温燃气，随即高温燃气流入到燃气涡轮处膨胀做功，并利用高温燃气推动涡轮带着压气机一起旋转；燃气轮机是一种清洁性好、效率高的装置，具有体积小、重量低等优点。燃气轮机以空气为介质，并依靠高温燃气推动涡轮机械连续做功输出大功率、高性能动力。在现代工业中，燃气轮机可以称得上是国之重器，在电力工业、石油工业、化工和冶金行业等民用方向及舰船动力和战车动力等军用方向都对燃气轮机有迫切的需求。

燃气轮机自问世以来，由于其具有功率大、体积小、启动快、工作稳定以及可使用多种燃料等优点，获得国内外的广泛认可，同时国内外众多科技工作者也对其开展了大量的研究工作，并在较短时间内已经取得了跨越式的发展。

燃油总管作为燃气轮机燃料供给系统的重要组成部分，其结构安全性与稳定性直接关系整机的使用状态和寿命。传统的燃油总管往往是直接固定在燃烧室机匣上，这种连接方式为刚性连接。但燃气轮机在工作过程中，不断升高的温度使得包括燃油喷嘴、燃烧室机匣和燃油总管在内的部件不可避免的产生不可控的膨胀变形，若无视上述状况，可能会导致燃油总管在焊接或应力集中处出现漏油，甚至断裂的现象，严重影响整机的安全性。因此，如何抵消或减小热膨胀对燃油总管的负效应成为燃气轮机整体结构设计的重要一环。

发明内容

为了解决现有燃气轮机工作时刚性连接的燃油总管容易受热膨胀影响而容易发生漏油或断裂的问题，本方案提供了一种燃气轮机燃油总管的支撑结构及燃油总管总成。

本发明所采用的技术方案为：

一种燃气轮机燃油总管的支撑结构，包括：

连接底座，能够固定的设置于燃气轮机的燃烧室机匣外壁处；

连杆，可转动的连接在所述连接底座上，所述连杆能够朝向燃烧室机匣的径向内侧或径向外侧进行摆动；所述连接底座能够限制所述连杆沿燃烧室机匣的轴向方向移动；

管夹，可转动的连接在所述连杆的自由端；所述管夹能够夹持固定燃烧室机匣外壁处的燃油总管，并能够随燃油总管相对于燃烧室机匣进行移动；所述连杆的自由端能够限制所述管夹沿燃烧室机匣的轴向方向移动。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述连杆的两端均具有环形部，在管夹和连接底座上分别设置有与对应环形部转动配合的转轴。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述环形部的内壁上设置有内限位槽，在所述转轴的外周壁上分别设置有外限位槽；内限位槽与外限位槽之间设置有环状的铜丝，以限制连接底座和管夹相对于连杆沿燃烧室机匣的轴向方向移动。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：在环形部的环壁上设置有沿内限位槽切向方向设置有插入孔；所述铜丝能够从插入孔插入到内限位槽与外限位槽之间。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述燃油总管呈环形，沿燃油总管的周向上均布有多个所述支撑结构。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述燃油总管包括有主油路总管和副油路总管；所述副油路总管设置于主油路总管的径向外侧，且两者均由管夹夹持固定。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述管夹包括动夹体和定夹体，所述定夹体与所述连杆可转动的连接；所述动夹体可拆卸的连接到定夹体上，并将主油路总管和副油路总管夹持固定于两者之间。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：动夹体配合夹持主油路总管的位置设置有动夹主槽牙，定夹体配合夹持主油路总管的位置设置有定夹主槽牙，动夹主槽牙与定夹主槽牙配合形成主油路固定槽，主油路固定槽的内侧与主油路总管之间设置有主油路垫，所述主油路垫的两端伸出主油路固定槽外；动夹体配合夹持副油路总管的位置设置有动夹副槽牙，定夹体配合夹持副油路总管的位置设置有定夹副槽牙，动夹副槽牙与定夹副槽牙配合形成副油路固定槽，副油路固定槽的内侧与副油路总管之间设置有副油路垫，所述副油路垫的两端伸出副油路固定槽外。

作为上述燃气轮机燃油总管的支撑结构的补充结构或备选设计：所述连接底座包括板状的底座主体，在底座主体的边沿处设置有多个底座固定孔；在燃气燃烧室机匣的外壁上设置有径向向外延伸的法兰安装部，所述底座主体通过穿过底座固定孔的连接螺栓与法兰安装部固定连接；在底座主体上还设置有多个底座定位孔，所述底座定位孔能够与法兰安装部的凸起结构对位。

一种燃气轮机的燃油总管总成，包括主油路总管、副油路总管、燃油喷嘴、主油路分管和副油路分管；所述主油路总管和副油路总管环向布置于燃气轮机燃烧室机匣外侧，并由所述的支撑结构进行连接支撑；在燃烧室机匣上布置有多个燃油喷嘴，燃油喷嘴的前端伸入燃烧室机匣内；主油路分管与副油路分管互不连通，燃油喷嘴的主喷油通道通过主油路分管与主油路总管连通，燃油喷嘴的副喷油通道通过副油路分管与副油路总管连通。

本发明的有益效果为：

1.本方案中，采用连接底座、连杆与管夹等部件构成了燃油总管支撑结构；当燃气轮机工作或停机时，燃烧室机匣的温度将会上升或下降，并导致燃油喷嘴、燃烧室机匣和燃油总、分管等部件发生热胀冷缩现象；而由于这些部件热胀冷缩现象并不统一，使得这些零部件之间的膨胀量或收缩量将会产生差值；这些膨胀量或收缩量的差值最终会集中传递至燃油总管，造成应力集中；现有技术中，由于燃油总管采用的刚性连接，将会导致燃油总管在焊接处出现裂纹、漏油等危险发生；而本发明中通过可旋转的连杆结构对燃油总管进行支撑，允许燃油总管在出现热膨胀的情况下产生位移，能够有效的消除或减小热膨胀对燃油总管的影响，减小燃油总管上的应力集中，即减少燃油总管热膨胀时所受到的径向约束的力；

2.本方案中，燃油总管在连杆的连接下可沿周向进行小幅度旋转，使得燃油供给系统各部件之间的装配更加灵活，减小了燃油分管的布置难度，降低了对燃油分管长度和总管上管接头的焊接、制造精度，节约了生产成本；

3.此外，本方案的燃油总管支撑结构可适用于不同回转直径的燃油总管，在类似结构的燃气轮机上可直接调整使用，使得其具有更好的互换性和通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是燃气轮机燃油总管的支撑结构的立体结构图；

图2是燃气轮机燃油总管的使用状态图；

图3是支撑结构的前侧视角结构图；

图4是图3中B-B剖面图；

图5是图3中A-A剖面图；

图6是图5中C向视角图。

图中：1-连接底座；101-底座主体；102-第一转轴；103-底座固定孔；104-底座定位孔；2-连杆；3-管夹；301-定夹主槽牙；302-定夹副槽牙；303-第二转轴；304-动夹副槽牙；305-动夹中心部；306-动夹主槽牙；4-垫片；401-副油路垫；402-主油路垫；5-铜丝；6-固定螺钉；7-连接螺栓；8-主油路总管；9-副油路总管；10-燃油喷嘴；11-主油路分管；12-副油路分管；13-燃烧室机匣。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。

实施例1

燃油总管作为燃气轮机燃料供给系统的重要组成部分，其结构安全性与稳定性直接关系整机的使用状态和寿命。传统的燃油总管往往是直接固定在燃烧室机匣13上，这种连接方式为刚性连接；燃气轮机在工作过程中，不断升高的温度使得包括燃油喷嘴10、燃烧室机匣和燃油总管等部件不可避免的产生不可控的膨胀变形，而燃油总管刚性连接固定在燃烧室机匣13上时，可能会导致燃油总管在焊接或应力集中处出现漏油或断裂的情况发生，严重影响整机的安全性。

为了抵消或减小热膨胀现象对燃油总管的负效应，本实施例本实施例设计了一种燃气轮机燃油总管的支撑结构，所述燃油总管呈环形，沿燃油总管的周向上均布有多个所述支撑结构，如图1至图6所示，该支撑结构包括连接底座1、连杆2和管夹3等部件。

连接底座1在使用时固定的设置于燃气轮机的燃烧室机匣13外壁处。连接底座1的作用是为连杆2提供转动连接的支点并与燃烧室机匣13固定连接；在其中一种具体的实施方式中，所述连接底座1可以包括底座主体101和第一转轴102等部分，底座主体101呈板状，在底座主体101的边沿处设置有多个底座固定孔103；在燃气燃烧室机匣13的外壁上设置有径向向外延伸的法兰安装部，所述底座主体101通过穿过底座固定孔103的连接螺栓7与法兰安装部固定连接；该结构的底座主体101在实现安装位置的定位时，可以在底座主体101上设置多个底座定位孔104，利用底座定位孔104与设置在法兰安装部的凸起结构进行对位，从而实现底座主体101位置的定位。

所述管夹3能够夹持固定燃烧室机匣13外壁处的燃油总管，并能够随燃油总管的热膨胀而相对于燃烧室机匣13发生移动。

连杆2是为一种长杆状的结构，所述连杆2的两端均具有环形部，该连杆2一端的环形部可转动的连接在所述连接底座1上并与第一转轴102可转动的配合，该连杆2另一端的环形部可转动的连接在管夹3上并与管夹3上的第二转轴303可转动的配合。连杆2能够沿燃烧室机匣13的径向方向移动，即：连杆2能够朝向燃烧室机匣13的径向内侧或径向外侧进行摆动；管夹3可转动的连接在所述连杆2的自由端；所述连杆2的自由端能够限制所述管夹3沿燃烧室机匣13的轴向方向移动，进而限制燃油总管沿燃烧室机匣13轴向方向上的移动，而对燃油总管沿燃烧室机匣13径向方向上的移动不做限制。

本实施例的结构中，采用连接底座1、连杆2与管夹3等部件的配合连接；使得燃油总管沿燃烧室机匣13轴向上的位置相对恒定，而当环状的燃油总管发生热膨胀现象时，由于连杆2的转动连接方式，使得该支撑结构不会向燃油总管施加限制其膨胀或收缩的力，相比于现有技术中采用刚性连接方式连接燃油总管与燃烧室机匣13的结构，能够有效的消除或减小热膨胀或收缩对燃油总管的影响，减小燃油总管上的应力集中，进而减少燃油总管断裂或漏油的情况发生，保证整机的安全性。

实施例2

在实施例1的结构基础上，为了限制连接座体和管夹3相对于连杆2朝向燃烧室机匣13轴向方向上的移动，设计了本实施例中的结构。

在所述两个环形部的内壁上设置有内限位槽，在所述第一转轴102和第二转轴303的外周壁上分别设置有外限位槽；内限位槽与外限位槽能够相互扣合形成完整的圆形，内限位槽与外限位槽之间设置有环状的铜丝5，在环形部的环壁上设置有沿内限位槽切向方向设置有插入孔，所述铜丝5能够从插入孔插入到内限位槽与外限位槽之间，并且沿着内限位槽和外限位槽发生弯曲，并在两者之间被弯曲成圆环形，通过铜丝5的卡位效果，可以限制连接底座1和管夹3相对于连杆2沿燃烧室机匣13的轴向方向移动。

在一些燃气轮机结构中，所述燃油总管包括有主油路总管8和副油路总管9；所述副油路总管9设置于主油路总管8的径向外侧，且两者均由管夹3夹持固定。

为了实现管夹3对主油路总管8和副油路总管9的夹持固定，所述管夹3包括动夹体和定夹体，所述定夹体的一侧设置第二转轴303，以便于与所述连杆2可转动的连接；所述动夹体可拆卸的连接到定夹体上，并将主油路总管8和副油路总管9夹3持固定于两者之间。

动夹体配合夹持主油路总管8的位置设置有动夹主槽牙306，定夹体配合夹持主油路总管8的位置设置有定夹主槽牙301，动夹主槽牙306与定夹主槽牙301配合形成主油路固定槽，主油路固定槽的内侧与主油路总管8之间设置有主油路垫402，主油路垫402呈管状并套设在主油路总管8外，所述主油路垫402的两端伸出主油路固定槽外，从而避免管夹3对主油路总管8造成损伤。

动夹体配合夹持副油路总管9的位置设置有动夹副槽牙304，定夹体配合夹持副油路总管9的位置设置有定夹副槽牙302，动夹副槽牙304与定夹副槽牙302配合形成副油路固定槽，副油路固定槽的内侧与副油路总管9之间设置有副油路垫401，所述副油路垫401的两端伸出副油路固定槽外，从而避免管夹3对副油路总管9造成损伤。

实施例3

如图1至图6所示，本实施例设计了一种燃气轮机的燃油总管总成，包括主油路总管8、副油路总管9、燃油喷嘴10、主油路分管11和副油路分管12等部件。

在燃烧室机匣13上布置有多个燃油喷嘴10，每个燃油喷嘴10内均设置有副喷油通道和主喷油通道，燃油喷嘴10的前端伸入燃烧室机匣13内；主油路分管11与副油路分管12互不连通，燃油喷嘴10的主喷油通道通过主油路分管11与主油路总管8连通，燃油喷嘴10的副喷油通道通过副油路分管12与副油路总管9连通。

所述主油路总管8和副油路总管9环向布置于燃气轮机燃烧室机匣13外侧，并由多个所述支撑结构进行连接支撑。

所述支撑结构包括有连接底座1、连杆2、管夹3等部件。

其中，所述连接底座1包括板状的底座主体101，在底座主体101的边沿处设置有多个底座固定孔103；在燃气燃烧室机匣13的外壁上设置有径向向外延伸的法兰安装部，所述底座主体101通过穿过底座固定孔103的连接螺栓7与法兰安装部固定连接。

所述连杆2的两端均具有环形部，在管夹3和连接底座1上分别设置有与对应环形部转动配合的转轴。所述环形部的内壁上设置有内限位槽，在所述转轴的外周壁上分别设置有外限位槽；内限位槽与外限位槽之间设置有环状的铜丝5，以限制连接底座1和管夹3相对于连杆2沿燃烧室机匣13的轴向方向移动。在环形部的环壁上设置有沿内限位槽切向方向设置有插入孔；所述铜丝5能够从插入孔插入到内限位槽与外限位槽之间。

所述管夹3包括动夹体和定夹体，所述定夹体与所述连杆2可转动的连接；所述动夹体通过穿过动夹体的固定螺钉6连接到定夹体上，并将主油路总管8和副油路总管9夹3持固定于两者之间，该固定螺钉6穿过动夹体中心处的动夹中心部305。动夹体配合夹持主油路总管8的位置设置有动夹主槽牙306，定夹体配合夹持主油路总管8的位置设置有定夹主槽牙301，动夹主槽牙306与定夹主槽牙301配合形成主油路固定槽，主油路固定槽的内侧与主油路总管8之间设置有主油路垫402，所述主油路垫402的两端伸出主油路固定槽外；动夹体配合夹持副油路总管9的位置设置有动夹副槽牙304，定夹体配合夹持副油路总管9的位置设置有定夹副槽牙302，动夹副槽牙304与定夹副槽牙302配合形成副油路固定槽，副油路固定槽的内侧与副油路总管9之间设置有副油路垫401，所述副油路垫401的两端伸出副油路固定槽外。

本实施例的结构中，当主油路总管8、副油路总管9受到热膨胀的影响时，允许其沿其周向和径向产生一定的位移，从热减小应力集中。另外，支撑结构使得主油路总管8、副油路总管9、燃油喷嘴10之间的连接更加灵活，降低了对主油路总管8、副油路总管9上三通接头位置的焊接精度要求，同时也降低了对主油路分管11、副油路分管12长度的要求，同时允许主油路分管11、副油路分管12根据使用需求调整布管形状及尺寸，能够使得空间布局更加紧凑合理。

上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：包括：

连接底座（1），能够固定的设置于燃气轮机的燃烧室机匣（13）外壁处；

连杆（2），可转动的连接在所述连接底座（1）上，所述连杆（2）能够朝向燃烧室机匣（13）的径向内侧或径向外侧进行摆动；所述连接底座（1）能够限制所述连杆（2）沿燃烧室机匣（13）的轴向方向移动；

管夹（3），可转动的连接在所述连杆（2）的自由端；所述管夹（3）能够夹持固定燃烧室机匣（13）外壁处的燃油总管，并能够随燃油总管相对于燃烧室机匣（13）进行移动；所述连杆（2）的自由端能够限制所述管夹（3）沿燃烧室机匣（13）的轴向方向移动。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述连杆（2）的两端均具有环形部，在管夹（3）和连接底座（1）上分别设置有与对应环形部转动配合的转轴。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述环形部的内壁上设置有内限位槽，在所述转轴的外周壁上分别设置有外限位槽；内限位槽与外限位槽之间设置有环状的铜丝（5），以限制连接底座（1）和管夹（3）相对于连杆（2）沿燃烧室机匣（13）的轴向方向移动。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：在环形部的环壁上设置有沿内限位槽切向方向设置有插入孔；所述铜丝（5）能够从插入孔插入到内限位槽与外限位槽之间。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述燃油总管呈环形，沿燃油总管的周向上均布有多个所述支撑结构。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述燃油总管包括有主油路总管（8）和副油路总管（9）；所述副油路总管（9）设置于主油路总管（8）的径向外侧，且两者均由管夹（3）夹持固定。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述管夹（3）包括动夹体和定夹体，所述定夹体与所述连杆（2）可转动的连接；所述动夹体可拆卸的连接到定夹体上，并将主油路总管（8）和副油路总管（9）夹（3）持固定于两者之间。

8.根据权利要求7所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：动夹体配合夹持主油路总管（8）的位置设置有动夹主槽牙（306），定夹体配合夹持主油路总管（8）的位置设置有定夹主槽牙（301），动夹主槽牙（306）与定夹主槽牙（301）配合形成主油路固定槽，主油路固定槽的内侧与主油路总管（8）之间设置有主油路垫（402），所述主油路垫（402）的两端伸出主油路固定槽外；动夹体配合夹持副油路总管（9）的位置设置有动夹副槽牙（304），定夹体配合夹持副油路总管（9）的位置设置有定夹副槽牙（302），动夹副槽牙（304）与定夹副槽牙（302）配合形成副油路固定槽，副油路固定槽的内侧与副油路总管（9）之间设置有副油路垫（401），所述副油路垫（401）的两端伸出副油路固定槽外。

9.根据权利要求1所述的燃气轮机燃油总管的支撑结构，其特征在于：所述连接底座（1）包括板状的底座主体（101），在底座主体（101）的边沿处设置有多个底座固定孔（103）；在燃气燃烧室机匣（13）的外壁上设置有法兰安装部，所述底座主体（101）通过穿过底座固定孔（103）的连接螺栓（7）与法兰安装部固定连接；在底座主体（101）上还设置有多个底座定位孔（104），所述底座定位孔（104）能够与法兰安装部的凸起结构对位。

10.一种燃气轮机的燃油总管总成，其特征在于：包括主油路总管（8）、副油路总管（9）、燃油喷嘴（10）、主油路分管（11）和副油路分管（12）；所述主油路总管（8）和副油路总管（9）环向布置于燃气轮机燃烧室机匣（13）外侧，并由权利要求1-9任意一项所述的支撑结构进行连接支撑；在燃烧室机匣（13）上布置有多个燃油喷嘴（10），燃油喷嘴（10）的前端伸入燃烧室机匣（13）内；主油路分管（11）与副油路分管（12）互不连通，燃油喷嘴（10）的主喷油通道通过主油路分管（11）与主油路总管（8）连通，燃油喷嘴（10）的副喷油通道通过副油路分管（12）与副油路总管（9）连通。

Images