CN204663675U - 一种透平冷却空气注入口结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，提供了一种透平冷却空气注入口结构，包括多个冷却空气注入口，冷却空气注入口沿透平缸的周向设置，每个冷却空气注入口的出气口处均设有孔板，相应的孔板与出气口之间设有空隙，孔板可拆卸的固定于透平缸上。本实用新型提供的透平冷却空气注入口结构，使得由燃气轮机压气机引出，用来冷却透平热端部件的冷却空气在注入到透平缸内时，沿周向气流更加均匀，减少对注入孔当地部件的局部影响，减小由于气体注入引起的激振力，有利于燃气轮机的安全运行。

Description

一种透平冷却空气注入口结构

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及透平冷却空气注入口结构，尤其是涉及一种带有孔板的透平冷却空气注入口结构。

背景技术

典型的燃气轮机提高燃气轮机循环效率的一个有效方法就是提高透平的燃气进口温度，其中，一般的地面燃机的透平的燃气进口温度在1650K在1800K之间，而航空用发动机的透平的燃气进口温度已可达2400K左右，该温度远大于燃气轮机所用的金属材料可以承受的温度范围。在这种情况下，由于耐高温材料的研制难度越来越大，提高初温就不得不更多的依靠对燃气轮机高温部件进行冷却和保护，以保证燃气轮机的安全、效率和合理的寿命。

目前，对燃气轮机进行冷却的常用方法是从压气机中抽出部分的压缩空气，使其按需的流过燃烧室、透平叶片、轮盘等关键零部件，从而进行冷却和保护。冷却空气流路可以分成两类，分别是转子冷却空气流路和静子冷却空气流路。

转子冷却空气流路主要对透平轮盘和各级动叶进行冷却；静子冷却空气流路主要用于冷却各级静叶、隔热环、护环及其他静叶下部的腔室。为了保证冷却空气从压气机抽气口能够克服沿程阻力，顺利的进入需要冷却的透平热端部件处，要求冷却空气抽气点处的压力要高于冷却的透平热端部件处的压力。抽气口的位置一般布置在压气机级间根部或外部，按照不同位置需要的冷却空气压力不同，分别从压气机的不同级后进行抽气。

压气机抽气的管路按照流量需要进行尺寸的选择，另外为了避免由于冷却空气抽气，引起压气机局部空气流路发生不寻常的脉动，一般沿周向分为多个抽气口，且两两互成180度进行布置。同时在透平处的冷却空气注入口，也参考压气机处的布置形式，对注气口进行布置。以期减小由于冷却空气的注入，对机组的影响，减小气体产生的激振力的影响。

虽然以上方案可以提高冷却的效率，但是由于冷却空气的注入，气体产生的激振力依然会对机组将造成影响，并存在冷却空气注入口近处的冷却效果好，远离冷却空气注入口位置的冷却效果差的缺点。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种透平冷却空气注入口结构，解决冷却空气产生的激振力易对机组造成影响，以冷却效果不均匀的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种透平冷却空气注入口结构，包括多个冷却空气注入口，所述冷却空气注入口沿透平缸的周向设置，每个所述冷却空气注入口的出气口处均设有孔板，相应的所述孔板与所述出气口之间设有空隙，所述孔板可拆卸的固定于所述透平缸上。

进一步的，前所述透平缸上设有固定柱，所述孔板可拆卸的连接固定柱。

优选的，前述固定柱的数量为4个，所述孔板的四个顶角分别与所述固定柱连接。

进一步的，前述孔板通过螺栓与所述固定柱连接。

优选的，前述螺栓与所述孔板之间设有垫片。

优选的，前述固定柱与所述透平缸焊接连接。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的透平冷却空气注入口结构，在燃气轮机透平缸的冷却空气注入口处增加了孔板，使得由燃气轮机压气机引出，用来冷却透平热端部件的冷却空气在注入到透平缸内时，沿周向气流更加均匀，减少对注入孔当地部件的局部影响，减小由于气体注入引起的激振力，有利于燃气轮机的安全运行。

本实用新型提供的透平冷却空气注入口结构，其孔板可拆卸的固定于透平缸上，孔板与透平缸固定不影响透平持环结构，可以使机组在维修时，达到不拆燃气轮机转子，就可以更换静子全部部件的特点。

附图说明

图1是燃气轮机的二次空气系统原理图；

图2是传统燃气轮机的透平冷却空气注入口处轴向截面图；

图3是传统燃气轮机的透平冷却空气注入口处轴向截面放大图；

图4是本实用新型透平冷却空气注入口结构的轴向截面图；

图5是本实用新型透平冷却空气注入口结构的轴向截面放大图；

图6是本实用新型透平冷却空气注入口结构的周向剖视图；

图7是本实用新型透平冷却空气注入口结构的轴测图。

图中：1：孔板；2：固定柱；3：垫片；4：螺栓；5：压气机；6：透平；7：透平缸；8：透平持环。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

对燃气轮机进行冷却的常用方法是从压气机5中抽出部分的压缩空气，通过外部管道引到透平6，对热端部件进行冷却和保护，如图1所示的燃气轮机的二次空气系统原理图。

如图2、3所示，传统燃气轮机的透平冷却空气注入口处的结构为透平缸7上开有冷却空气注入口，沿周向分为多个。冷却空气通过冷却空气注入口，对透平持环8及固定在其上的热端部件进行冷却。由于周向不均匀，冷却空气对注入口近处的透平持环8的冷却效果好，远离冷却空气注入口位置的透平持环8的冷却效果差。

如图4所示，本实用新型实施例提供的一种透平冷却空气注入口结构，包括多个冷却空气注入口，冷却空气注入口沿透平缸7的周向设置，每个冷却空气注入口的出气口处均设有孔板1，相应的孔板1与出气口之间设有空隙，其中，冷却空气注入口的出气口位于图4中透平缸7的内侧，位于透平缸7外侧的为冷却空气注入口的入气口，孔板1可拆卸的固定于透平缸7上。

如图5所示，本实施例通过在透平缸的冷却空气注入口的位置增加孔板1，使得由燃气轮机压气机5引出，用来冷却透平热端部件的冷却空气在注入到透平缸7内时，受到一定的阻挡，使其沿周向向两侧流动，沿周向气流更加均匀，减少对注入口当地部件的局部影响，可以均匀的冷却透平热端部件。

如图6所示，透平缸7上设有固定柱2，孔板1可拆卸的连接固定柱2。固定柱2与透平缸7焊接连接。固定柱2的数量为4个，孔板1的四个顶角分别与固定柱2连接。孔板1通过螺栓4与固定柱2连接。螺栓4与孔板1之间设有垫片3。固定柱2的数量除了本实施例提供的数量外，还可以为2个或其他任意数量，只要能够起到可靠地连接固定孔板1的作用即可。

如图7所示，孔板1上均匀分布多个通孔，孔的大小和数量可以根据需要改变，除本实施例提供的通孔形状外的其他形状也可以应用于本实用新型中，另外，通孔亦可以不均匀的分布于孔板1上。

本实用新型实施例中的孔板1固定于透平缸7上，而不是固定于透平持环8上的原因是，将孔板1固定于透平持环8会使透平持环8结构复杂化，并且，将孔板1固定于透平持环8会受到空间的限制，使透平持环8不容易实现在线拆装更换的特点。

具体的为，拆除透平静子时，首先拆除上半透平缸7和上半透平持环8。拆除下半透平持环8时，需要在其上固定配重块，通过沿周向转动配重块，使下半的透平持环8转到原上半的位置，这样就可以拆去下半的透平持环8。由于透平持环8上装有孔板时，在周向滑动时，需要考虑其与透平缸7内中分面干涉的问题，使燃气轮机机组不容易实现不拆除燃气轮机转子，因此无法在线拆装更换。

但是，采用本实施例提供的结构，将孔板1安装于透平缸7上，在拆除下半的透平持环8时，即无需考虑其与透平缸7内中分面干涉的问题，可以实现在线拆装更换。

综上所述，本实用新型提供的透平冷却空气注入口结构，有利于燃气轮机的安全运行。并且，这种燃气轮机透平冷却空气孔板1结构与透平缸7固定，不影响透平持环8结构，可以使机组在维修时，不需拆燃气轮机转子，就可以更换静子全部部件。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种透平冷却空气注入口结构，包括多个冷却空气注入口，其特征在于：所述冷却空气注入口沿透平缸的周向设置，每个所述冷却空气注入口的出气口处均设有孔板，相应的所述孔板与所述出气口之间设有空隙，所述孔板可拆卸的固定于所述透平缸上。

2.根据权利要求1所述的透平冷却空气注入口结构，其特征在于：所述透平缸上设有固定柱，所述孔板可拆卸的连接固定柱。

3.根据权利要求2所述的透平冷却空气注入口结构，其特征在于：所述固定柱的数量为4个，所述孔板的四个顶角分别与所述固定柱连接。

4.根据权利要求2所述的透平冷却空气注入口结构，其特征在于：所述孔板通过螺栓与所述固定柱连接。

5.根据权利要求4所述的透平冷却空气注入口结构，其特征在于：所述螺栓与所述孔板之间设有垫片。

6.根据权利要求2所述的透平冷却空气注入口结构，其特征在于：所述固定柱与所述透平缸焊接连接。