CN204006124U - 燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，涉及燃气轮机燃烧室的结构设计。该结构含有火焰筒、过渡段和密封连接结构，密封连接结构包括密封支撑件、外层密封圈和内层密封圈。密封支撑件与火焰筒壁面形成一个开口腔体，外层密封圈和内层密封圈设置在开口腔体内。本实用新型通过采用双层密封圈可以降低在单个密封圈损坏的情况下整个密封结构失效的可能性，具有保险作用；当燃烧室内部温度升高时，夹式结构可以有效减小火焰筒和过渡段因为热膨胀所产生的相对位移与振动。冷却斜孔之前的腔体能够使通过孔的冷却气体更加均匀，压力损失更小从而提高冷气利用率，降低冷气使用量，更好的冷却过渡段前段。

Description

燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机燃烧室的结构设计，尤其涉及燃烧室火焰筒与过渡段连接的密封结构，属于动力装备技术领域。

背景技术

燃气轮机包括压气机，燃烧室，透平三大部件。燃烧室作为连接压气机和透平的燃气燃烧部件，将化学能转化为热能，将热空气通入透平做功；燃烧室主要由外壳，喷嘴，火焰筒和过渡段等部件组成，其中火焰筒与过渡段连接部分需要布置密封结构。

密封结构是为了防止外壳与火焰筒之间的空气进入过渡段，但是如果采用完全密封的装置，则可能会导致局部过热，这样会对材料和密封结构造成损坏，所以在实际中采用具有一定孔隙的密封件，同时，在密封结构中要考虑火焰筒的高温对密封件和附近火焰筒和过渡段壁的影响，设计相应的冷却形式。

由于在实际工作中，燃烧流道内的气体温度很高，过渡段和火焰筒会因为热膨胀而产生相对位移，这样会导致密封件更加容易磨损；因为冷却气体的流道不稳定会导致冷却密封件和附近燃烧流道产生困难。

现有专利文献(US2010/0300116A1)公开了一种双层密封结构来密封，该结构只起到密封的作用而没有冷气经过，密封圈上游的火焰筒壁面开有一排进气孔，通过密封圈内侧火焰筒筒壁中间的冷却器流道来冷却火焰筒和密封件。这样的结构还是存在着密封圈易磨损导致寿命降低和冷却不稳定的问题。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种燃气轮机火焰筒与过渡段的双层夹式密封的连接件，降低采用单个密封圈磨损失效可能造成的不利影响，减小火焰筒和过渡段的热膨胀相对位移与振动，并设置相应合适的冷却形式冷却连接部位，使得冷气通过更易控制。

本实用新型的技术方案如下：

一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，含有火焰筒、过渡段和密封连接结构，所述火焰筒插入过渡段中，密封连接结构布置在火焰筒和过渡段之间，其特征在于：所述的密封连接结构包括密封支撑件、外层密封圈和内层密封圈；密封支撑件设置于火焰筒的外壁面上，通过设置于过渡段外壁面上的定位止块定位，并与火焰筒壁面形成一个开口腔体，该密封支撑件包括支撑件轴向支板和支撑件径向支板两部分；所述外层密封圈和内层密封圈设置在开口腔体内，外层密封圈通过外层定位密封环固定在支撑件轴向支板的内壁面上，内层密封圈通过内层定位密封环固定在火焰筒外壁面上，外层密封圈和内层密封圈相对布置，过渡段壁面插入外层密封圈与内层密封圈之间。

上述技术方案中，所述的外层密封圈和内层密封圈至少包括两个圆弧状弹性密封条，相邻两个圆弧状弹性密封条之间的间隙在1mm～3mm范围内。

本实用新型的技术特征还在于：在开口腔体内靠近支撑件径向支板的火焰筒壁面上，周向设置有至少一排与燃气流动方向成15°～60°的冷却斜孔。

本实用新型的另一技术特征在于是：所述的定位止块沿过渡段周向均匀分布，个数为3～10个。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本实用新型通过采用双层夹式密封连接结构，可以降低在单个密封圈损坏的情况下整个密封结构失效的可能性，提高了安全性；当燃烧室内部温度升高时，夹式结构可以有效减小火焰筒和过渡段因为热膨胀所产生的相对位移与振动。冷却斜孔之前的腔体能够使通过孔的冷却气体更加均匀，压力损失更小，从而提高冷气利用率，降低冷气使用量，更好的冷却过渡段前段。

附图说明

图1为本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构的结构原理示意图。

图2为本实用新型的三维结构剖视图。

图3为密封圈的三维结构图。

图中符号说明如下：11-火焰筒；12-过渡段；13-密封结构；15-外层密封圈；16-内层密封圈；17-支撑板轴向支板；18-支撑板径向支板；19-腔体；20-间隙；21-定位止块；22-冷却斜孔；23-定位密封环；23a-外层定位密封环；23b-内层定位密封环；24-圆弧状弹性密封条。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理、结构和具体实施方式做进一步的说明。

图1为本实用新型提供的燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构的结构原理示意图，该双层夹式密封连接结构含有火焰筒11、过渡段12和密封连接结构13，所述火焰筒11插入过渡段12中，密封连接结构13布置在火焰筒11和过渡段12之间；该密封连接结构13包括密封支撑件、外层密封圈15和内层密封圈16；密封支撑件设置于火焰筒11的外壁面上，通过设置于过渡段12外壁面上的定位止块21定位，并与火焰筒11壁面形成一个开口腔体19，该密封支撑件包括支撑件轴向支板17和支撑件径向支板18两部分；所述外层密封圈15和内层密封圈16设置在开口腔体19内，外层密封圈15通过外层定位密封环23a固定在支撑件轴向支板17的内壁面上，内层密封圈16通过内层定位密封环23b固定在火焰筒11外壁面上，外层密封圈15和内层密封圈16相对布置，过渡段12壁面插入外层密封圈15与内层密封圈16之间。

所述的外层密封圈15和内层密封圈16至少包括两个圆弧状弹性密封条24，相邻两个圆弧状弹性密封条24之间的间隙20优选在1mm～3mm范围内(参见图3)。圆弧状弹性密封条24设置在定位密封环上，外层定位密封环23a固定在密封支撑件上，内层定位密封环23b固定在过渡段12的壁面上。

在开口腔体19内靠近支撑件径向支板18的火焰筒11壁面上，周向设置有至少一排与燃气流动方向成锐角的冷却斜孔22，该冷却斜孔与燃气流动方向优选成15°～60°。

设置于过渡段12外壁面上的定位止块21沿过渡段周向均匀分布，优选个数为3～10个。

本实用新型的工作原理如下：

冷却气体从外层密封圈15的圆弧状弹性密封条24间隙20进入开口腔体19、冷却密封结构13、过渡段12外壁面和火焰筒11壁面，完成冷却后通过冷却斜孔22进入燃烧流道，形成冷气气膜来冷却相邻的过渡段12内壁面。在实际运行过程中，燃烧流道内是高温气体，火焰筒11和过渡段12将会产生热膨胀，二者的周向热膨胀量不固定，所以在这个过程中外层密封圈15和内层密封圈16将会联合产生周向保护作用，会产生不同的压缩量来减小火焰筒11和过渡段12的相对位移和振动。

Claims (4)

1.一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，含有火焰筒(11)、过渡段(12)和密封连接结构(13)，所述火焰筒(11)插入过渡段(12)中，密封连接结构(13)布置在火焰筒(11)和过渡段(12)之间，其特征在于：所述的密封连接结构(13)包括密封支撑件、外层密封圈(15)和内层密封圈(16)；密封支撑件设置于火焰筒(11)的外壁面上，通过设置于过渡段(12)外壁面上的定位止块(21)定位，并与火焰筒(11)壁面形成一个开口腔体(19)，该密封支撑件包括支撑件轴向支板(17)和支撑件径向支板(18)两部分；所述外层密封圈(15)和内层密封圈(16)设置在开口腔体(19)内，外层密封圈(15)通过外层定位密封环(23a)固定在支撑件轴向支板(17)的内壁面上，内层密封圈(16)通过内层定位密封环(23b)固定在火焰筒(11)外壁面上，外层密封圈(15)和内层密封圈(16)相对布置，过渡段(12)壁面插入外层密封圈(15)与内层密封圈(16)之间。

2.如权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，其特征在于：所述的外层密封圈(15)和内层密封圈(16)至少包括两个圆弧状弹性密封条(24)，相邻两个圆弧状弹性密封条(24)之间的间隙(20)在1mm～3mm范围内。

3.如权利要求1或2所述的一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，其特征在于：在开口腔体(19)内靠近支撑件径向支板(18)的火焰筒(11)壁面上，周向设置有至少一排与燃气流动方向成15°～60°的冷却斜孔(22)。

4.如权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室火焰筒与过渡段的双层夹式密封连接结构，其特征在于：所述的定位止块(21)沿过渡段周向均匀分布，个数为3～10个。