CN203098055U - 一种隔热罩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气轮机集气壳体内热端部件隔热罩,所述隔热罩包括:气封环、卡环、隔热罩板、安装边。气封环镶嵌在卡环内圈,由卡环侧面翻边固定;卡环和隔热罩板沿圆周焊接;隔热罩板和安装边沿圆周焊接;安装边和燃机机壳螺栓联接。其中,隔热罩板沿轴向分布若干排径向气孔;每排气孔沿圆周均布,数量可根据需要调整;各排气孔之间的周向夹角可以为零或非零。本实用新型结构简单,成本低,可有效降低燃机热端部件对集气壳体内压缩空气的过度加热,防止轴系零件环境温度过高,引发热失效故障。
Description
技术领域
本实用新型属于燃气轮机总体结构设计领域,涉及一种燃气轮机集气壳体内热端部件隔热罩。具体地说,是一种用在燃气轮机排气段热部件的隔热罩。
背景技术
100KW级燃气轮机总体结构布局中,燃气涡壳、涡轮排气段、压缩空气、转子机匣共同被包裹在集气壳体中。为保证轴系零件环境温度不过热,同时使压缩空气在参与燃烧前保持在合理的温度范围内,有必要控制热端部件向压缩空气的传热量。国内燃机设计经验尚缺,尤其对于总体结构的设计、改良,没有和先进设计理念同步,存在局限性。本实用新型现有的隔热技术,不能有效防止压缩空气过热并维持集气壳体内温度场的均衡性,易导致轴系零件过热,引发热失效故障,继而不能保证转子工作的稳定性、可靠性,影响了其使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有隔热技术的缺点和不足,提出一种隔热罩结构,以有效防止压缩空气过热,利于维持集气壳体内温度场的均衡性,防止轴系零件过热,保证转子工作的稳定性、可靠性,延长其使用寿命。
本实用新型公开了一种燃气轮机集气壳体内热端部件隔热罩结构,包括气封环、卡环、隔热罩板、安装法兰,其特征在于,所述气封环、卡环、隔热罩板、安装法兰依次固定连接,所述安装法兰和集气壳体螺栓联接,其中,
所述隔热罩板的圆周壁上沿轴向分布若干排径向气孔;所述气封环的内圆周壁上沿轴向分布若干排环状壁齿。
优选地,所述径向气孔的气孔排数、每排气孔数量、孔径可变,各排气孔的周向夹角可为零或非零。
优选地,各排径向气孔存在周向夹角。
优选地,所述气封环镶嵌在卡环内圈,由卡环侧面翻边固定。
优选地,所述卡环和隔热罩板沿圆周焊接,所述卡环的两端均为连接翻边。
优选地,所述隔热罩板和安装法兰沿圆周焊接。
优选地,所述隔热罩板包括筒状主体及与其一体形成的筒状扩口段,所述径向气孔形成在所述筒状主体的圆周壁上,隔热罩板的两端均为焊接边。
优选地,所述安装法兰包括螺栓孔和焊接边。
本实用新型的工作原理:隔热罩与集气壳体由螺栓联接在一起,气封环与燃气涡壳安装环形成迷宫式气封通道,隔热罩覆盖在涡轮排气段部件外侧,二者之间存在狭长的气膜层。隔热罩板设有若干排径向气孔,气孔排数、每排气孔数量、孔径可变,各排气孔的周向夹角可为零或非零。气封内空气与气封外的空气存在热力梯度,进而形成气动力,气流沿径向孔流向气封外空间,此时,热空气流量可通过气孔的数量和孔径调节。气体流动过程中,使得气封空间内的静压低于气封空间外的静压,从而,在气封环与燃气涡壳安装环的缝隙处,冷空气可以流进气封空间,并继续向径向气孔运动,最终流出气封内空间。过程中,冷空气与热空气发生换热,使得流出气封空间的热空气有一定程度的温降,控制了集气壳体内冷空气的受热量。各排径向气孔若存在周向夹角,可使隔热罩板的温度场受热均匀,防止出现不必要的热变形或热损伤,影响整体气动循环和换热效果。
本实用新型的隔热罩结构同现有技术相比具有以下显著的优点:
本实用新型结构简单,成本低,易于加工,防热效果好,可有效降低燃机热端部件对集气壳体内压缩空气的过度加热,防止轴系零件环境温度过高,引发热失效故障,可保证转子工作的稳定性、可靠性,延长其使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的隔热罩结构在燃气轮机中的安装示意图;
图2为本实用新型的隔热罩组件的剖面图;
图3(a)为气封环的结构图,图3(b)为气封环的局部放大图;
图4为卡环结构图;
图5为隔热罩板结构图;
图6为隔热罩板截面图;
图7为安装法兰结构图;
图8为安装法兰细构图。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本实用新型进一步详细说明。
如图1至8所示,本实用新型的燃气轮机集气壳体内热端部件隔热罩结构10,包括气封环1、卡环2、隔热罩板3、安装法兰4,所述燃气轮机的压气机轴向扩压器出口12、燃气涡壳6、涡轮9的排气段、转子机匣均设置在集气壳体7内,所述集气壳体7内充满所述压气机轴向扩压器出口12排出的压缩空气5,所述燃气涡壳6中包含燃烧室出来的高温燃气,燃气涡壳6出口与涡轮导向器8进口连接在一起,所述气封环1、卡环2、隔热罩板3、安装法兰4依次固定连接,所述安装法兰4和集气壳体7螺栓联接,其中,所述隔热罩板3的圆周壁上沿轴向分布若干排径向气孔302;所述气封环1的内圆周壁上沿轴向分布若干排环状壁齿101;所述隔热罩结构10覆盖在涡轮9排气段部件外侧,所述气封环1与燃气涡壳安装环11之间形成迷宫式气封通道,二者之间形成狭长的气膜层;所述隔热罩板3和涡轮9排气段部件外侧之间形成气封空间,所述集气壳体7内的冷空气自所述迷宫式气封通道进入所述气封空间,并通过所述径向气孔302流出气封空间,实现对集气壳体7内冷空气的受热量控制。
所述径向气孔302的气孔排数、每排气孔数量、孔径可变,各排气孔的周向夹角可为零或非零。所述气封空间内的热空气流量可通过气孔的数量和孔径调节。各排径向气孔302若存在周向夹角,可使隔热罩板的温度场受热均匀,防止出现不必要的热变形或热损伤,影响整体气动循环和换热效果。
气封环1镶嵌在卡环2内圈,由卡环2侧面翻边固定。卡环2和隔热罩板3沿圆周焊接。卡环2的两端均为连接翻边201、202。隔热罩板3和安装法兰5沿圆周焊接。隔热罩板3包括筒状主体301及与其一体形成的筒状扩口段303,径向气孔302形成在所述筒状主体301的圆周壁上。所述隔热罩板3的两端均为焊接边。
本实用新型的工作原理:隔热罩10与集气壳体7由螺栓联接在一起,气封环1与燃气涡壳安装环11形成迷宫式气封通道,隔热罩10覆盖在涡轮排气段部件外侧,二者之间存在狭长的气膜层。隔热罩板3设有若干排径向气孔302,气孔排数、每排气孔数量、孔径可变,各排气孔的周向夹角可为零或非零。气封内空气与气封外的空气存在热力梯度,进而形成气动力,气流沿径向孔302流向气封外空间,此时,热空气流量可通过气孔的数量和孔径调节。气体流动过程中,使得气封空间内的静压低于气封空间外的静压,从而,在气封环与燃气涡壳安装环的缝隙处,冷空气可以流进气封空间,并继续向径向气孔运动,最终流出气封内空间。过程中,冷空气与热空气发生换热,使得流出气封空间的热空气有一定程度的温降,控制了集气壳体内冷空气的受热量。各排径向气孔若存在周向夹角,可使隔热罩板的温度场受热均匀,防止出现不必要的热变形或热损伤,影响整体气动循环和换热效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的范围之内。
Claims (8)
1.一种隔热罩,包括气封环、卡环、隔热罩板、安装法兰,其特征在于,
所述气封环、卡环、隔热罩板、安装法兰依次固定连接,所述安装法兰和集气壳体螺栓联接,其中,
所述隔热罩板的圆周壁上沿轴向分布若干排径向气孔;
所述气封环的内圆周壁上沿轴向分布若干排环状壁齿。
2.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述径向气孔的气孔排数、每排气孔数量、孔径可变,各排气孔的周向夹角可为零或非零。
3.根据权利要求1或2所述的隔热罩,其特征在于,各排径向气孔存在周向夹角。
4.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述气封环镶嵌在卡环内圈,由卡环侧面翻边固定。
5.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述卡环和隔热罩板沿圆周焊接,所述卡环的两端均为连接翻边。
6.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述隔热罩板和安装法兰沿圆周焊接。
7.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述隔热罩板包括筒状主体及与其一体形成的筒状扩口段,所述径向气孔形成在所述筒状主体的圆周壁上,所述隔热罩板的两端均为焊接边。
8.根据权利要求1所述的隔热罩,其特征在于,所述安装法兰包括螺栓孔和焊接边。
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