CN204663669U - 燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃气轮机转子轴向推力平衡技术领域，提供了一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构。该结构包括形成于透平末级轮盘的迎风侧的第一腔体，第一腔体用于通入冷却气体以冷却透平末级轮盘；还包括密封环，密封环设置在透平末级轮盘的背风侧，并固定在静子件上，在密封环与透平末级轮盘的背风侧之间成型有第二腔体，透平末级轮盘设有连通第一腔体和第二腔体的轴向孔。本实用新型的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，省去了复杂的外部引气管路，避免了管路中气体泄漏的风险，结构简单可靠，节约燃机空间，增加了检修维护的便利性，提升了燃机运行的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气轮机转子轴向推力平衡技术领域，特别提供一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构。
背景技术
工业燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，供给燃烧室燃料燃烧，产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功，然后经扩压器排入大气或余热锅炉等设备。
燃气轮机工作时，气流会对转子产生轴向的作用力，使转子具有轴向运动的趋势。对于一般的燃气轮机，压气机转子会受到向后的轴向力，透平转子会受到向前的轴向力，两者相互抵消，但由于压气机的级数比透平的级数多，产生向后的轴向推力较大，因此燃机转子整体会受到一个向后的轴向合力。显然，转子旋转时是不允许轴向运动的，否则会造成转静碰擦等严重事故。
当今世界主流燃气轮机一般采用推力轴承来抵消转子的轴向推力。但当需要平衡的推力超过推力轴承工作范围时，通常增加卸荷腔来平衡轴向推力。卸荷腔中的气体一般通过管路从压气机或其他气源引入。由于引气管路一般比较复杂，会占用燃机内、外部较大空间，影响机组维护检修的便利性。另外管路自身也需要安装和固定，法兰连接处也较容易发生泄漏等安全问题。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提供一种能省去外部引气管路，简化燃机结构，节约燃机内、外部空间，提高机组的可靠性以及维护检修的便利性的一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供了一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，该结构包括形成于透平末级轮盘的迎风侧的第一腔体，所述第一腔体用于通入冷却气体以冷却所述透平末级轮盘，还包括密封环，所述密封环设置在所述透平末级轮盘的背风侧，并固定在静子件上，在所述密封环与所述透平末级轮盘的背风侧之间成型有第二腔体，所述透平末级轮盘设有连通所述第一腔体和第二腔体的轴向孔。
优选的，所述第二腔体为沿所述透平末级轮盘轴向分布的环形
优选的，所述轴向孔为在所述透平末级轮盘上周向分布的多个。
优选的，所述第二腔体设有通向叶片区的排气通道。
优选的，所述轴向孔设有流量调节装置。
(三)有益效果
本实用新型提供的一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，包括形成于透平末级轮盘的迎风侧的第一腔体，第一腔体用于通入冷却气体以冷却透平末级轮盘，还包括密封环，密封环设置在透平末级轮盘的后方，并固定在静子件上，在密封环与透平末级轮盘的背风侧之间成型有第二腔体，透平末级轮盘设有连通第一腔体和第二腔体的轴向孔。本实用新型的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，省去了复杂的外部引气管路，避免了管路中气体泄漏的风险，结构简单可靠，节约燃机空间，增加了检修维护的便利性，提升了燃机运行的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构的示意图。
附图标记：
10、第一腔体；11、透平末级轮盘；12、第二腔体；13、密封环；14、轴向孔；15、叶片区。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型提供的一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，包括形成于透平末级轮盘11的迎风侧的第一腔体10，第一腔体10用于通入冷却气体以冷却透平末级轮盘11，第一腔体10是燃气轮机固有的一个结构，第一腔体10还可以通向叶片区15，以对叶片进行冷却，叶片区15是位于透平末级轮盘11外围的一个区域；本引气结构包括密封环13，密封环13设置在透平末级轮盘11的背风侧，并固定在静子件上，在密封环13与透平末级轮盘11的背风侧之前成型有第二腔体12，透平末级轮盘11设有连通第一腔体10和第二腔体12的轴向孔14。
在燃气轮机工作时，冷却气体注入到第一腔体10中，第一腔体10中的冷却气体对透平末级轮盘11的迎风侧形成冷却的作用；同时，第一腔体10中的冷却气体通过轴向孔14注入到第二腔体12中，由此使第二腔体12中的气体压力增加，由于密封环13固定于燃气轮机的静子件上，故第二腔体12中的气体形成对透平末级轮盘11一个向前的推力，间接地也对转子轴形成向前的推力，以此实现转子的轴向的推力平衡。
优选的，第一腔体10和第二腔体12均为形成于转子轴外围、沿透平末级轮盘11的周向分布的环形腔体，环形的第一腔体10可对透平末级轮盘11的整周形成冷却的作用；环形的第二腔体12亦可在透平末级轮盘11的整周形成推力，使合力方向平行于轴向。更为优选的是，轴向孔14为在透平末级轮盘11上周向分布的多个，由此使第一腔体10中的冷却气体通过多个轴向孔14同步注入到第二腔体12中，在透平末级轮盘11的整周同时形成推力，即在推力形成的伊始即保证合力平行于轴向。
由于本实施例的第二腔体12中的气体是引自第一腔体10中的冷却气，而第二腔体12又位于透平末级轮盘11与第一腔体10相对的一侧，由此使透平末级轮盘11的两侧均受到冷却气体的冷却，因此可使对透平末级轮盘11的冷却效果更佳。另外，各个轴向孔14周向分布于透平末级轮盘11的内部，也可以起到一定的冷却作用。
第二腔体12优选还设有通向叶片区15的排气通道，由此使第二腔体12中的冷却气体的不断更新，保证了这一侧面持续的冷却效力，第二腔体12中排出的冷却气也排放的叶片区15，起到冷却叶片的作用。
优选的，轴向孔14设有流量调节装置，用于根据燃气轮机的运作状况而相应的调整推力的大小，以保持转子轴的轴向两侧相对推力的平衡；该流量调节装置既可以是同时调整多个轴向孔14开度的装置，也可以是调整多个轴向孔14开启数量的装置，亦或是两组方式的组合，具体为：可以在透平末级轮盘11迎风侧或背风侧设置一阻挡盘，优选设置在迎风侧，该阻挡盘可沿透平末级轮盘11周向转动，阻挡盘上设有多个与多个所述轴向孔14的位置相对或延次相对的通风孔，由此通过转动阻挡盘实现对多个通风孔开度的调节，或是间隔性的关闭部分轴向孔14，亦或是关闭部分轴向孔14的同时调整其余轴向孔14的开度。
本实用新型的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，省去了复杂的外部引气管路，避免了管路中气体泄漏的风险，结构简单可靠，节约燃机空间，增加了检修维护的便利性，提升了燃机运行的安全性和可靠性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，包括形成于透平末级轮盘(11)的迎风侧的第一腔体(10)，所述第一腔体(10)用于通入冷却气体以冷却所述透平末级轮盘(11)，其特征在于，还包括密封环(13)，所述密封环(13)设置在所述透平末级轮盘(11)的背风侧，并固定在静子件上，所述密封环(13)与所述透平末级轮盘(11)的背风侧之间成型有第二腔体(12)，所述透平末级轮盘(11)设有连通所述第一腔体(10)和第二腔体(12)的轴向孔(14)。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，其特征在于，所述第二腔体(12)为沿所述透平末级轮盘(11)轴向分布的环形。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，其特征在于，所述轴向孔(14)为在所述透平末级轮盘(11)的周向上分布的多个。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，其特征在于，所述第二腔体(12)设有通向叶片区(15)的排气通道。
5.根据权利要求1至4任一项所述的燃气轮机转子轴向推力平衡引气结构，其特征在于，所述轴向孔(14)设有流量调节装置。
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Gas turbine rotor axial thrust balancing bleed structure Effective date of registration: 20161104 Granted publication date: 20150923 Pledgee: Tsinghua Holdings Co., Ltd. Pledgor: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. Registration number: 2016990000853 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191211 Granted publication date: 20150923 Pledgee: Tsinghua Holdings Co., Ltd. Pledgor: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. Registration number: 2016990000853 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |