CN204716308U - 一种透平端轴承座空气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种透平端轴承座空气系统，其密封环套设于透平末级轮盘的尾部上，密封环与所述透平末级轮盘之间形成密封腔，该密封腔与所述轴承腔连通；径向轴承设置于轴承腔内并且套设于透平末级轮盘的尾部上，透平端轴承座上设计有轴向通气孔，连通径向轴承前部和后部的轴承腔；还包括用于向所述密封腔和轴承腔引入气体的引气管路和用于将油气混合物排出轴承腔的排气管路。本实用新型提供的透平端轴承座空气系统带有推力平衡装置，可通过一条引气管路引入同一气源，同时满足推力平衡装置引气和轴承滑油密封引气的需求，解决现有技术轴承座空气系统的流路和结构复杂、占空间大，使管路安装、拆卸以及机组维护、检修难度较大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机空气系统，更具体地涉及一种透平端轴承座空气系统。
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。其中轮盘、动叶、轴以及附属的转动部件统称为转子，其他非转动部件统称为静子。
目前，主流燃气轮机一般在压气机前端设计有1个径向轴承和1个推力轴承，在透平后端设计有另1个径向轴承，轴承安装的部位称为轴承座。转子通过2个径向轴承支撑到静子上，径向轴承只承受转子的径向力。推力轴承主要承受转子的轴向力。
当燃汽轮机工作时，需要向径向轴承中供入润滑油来产生油膜支撑转子，并带走摩擦产生的热量。为了防止滑油泄漏，在轴承周围一般设置有油封和气封来密封滑油，气封的原理是：在轴承座上设置有气封结构以隔开轴承腔室和外部空间，常用如篦齿密封，然后引一股压力高于轴承腔内压力的气体，使其利用压差流过气封结构与转子之间的缝隙进入轴承腔内。由于气体流动方向与滑油泄漏方向相反能有效防止滑油泄漏，我们称这股气体流路为轴承滑油密封引气流路。
在一些燃气轮机中，由于转子受到的轴向力过大，超过了推力轴承的正常承受范围，需要在透平端轴承座与透平末级轮盘之间设计有推力平衡装置。在带推力平衡装置的透平端轴承座中，需要设计空气流路。现有的引气结构可以完成引气功能，但是整个引气结构会占用较大的轴承座周围空间。而透平端轴承座周围能够安装管路的空间一 般比较狭小，尤其是对于小功率的机组，不但空间问题尤为突出，还会对管路的安装、拆卸，机组的维护、检修带来较大难度。
因此，针对以上不足，需要提供一种占用空间小、结构简单的透平端轴承座空气系统。
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端轴承座空气系统，该空气系统带有推力平衡装置，可通过一条引气管路引入同一气源，同时满足推力平衡装置引气和轴承滑油密封引气的需求，解决现有技术轴承座空气系统的流路和结构复杂、占空间大，使管路安装、拆卸以及机组维护、检修难度较大的问题。
(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端轴承座空气系统，用于透平末级轮盘和透平端轴承座的连接处，所述透平端轴承座内部设有气封结构和轴承腔，所述透平末级轮盘的尾部依次穿过所述透平端轴承座外壳和所述气封结构并伸入所述轴承腔内，包括密封环和径向轴承，所述密封环套设于所述透平末级轮盘的尾部上，且设置于透平末级轮盘与透平端轴承座外壳之间；所述密封环的一端与所述透平末级轮盘连接，所述密封环的另一端与所述透平端轴承座外壳连接；所述密封环与所述透平末级轮盘之间形成密封腔，所述密封腔与所述轴承腔连通；
所述径向轴承设置于所述轴承腔内，并且所述径向轴承套设于所述透平末级轮盘的尾部上，所述径向轴承的外壁与所述透平端轴承座的内壁贴合，所述径向轴承前部和后部的轴承腔通过所述透平端轴承座上的轴向通气孔连通；；
还包括一条用于向所述密封腔和轴承腔引入气体的引气管路和一条用于将油气混合物排出轴承腔的排气管路。
优选的，前述透平端轴承座壳体上还设有进气腔，所述轴承腔与所述密封腔通过所述进气腔连通。
优选的，前述引气管路设置于所述透平端轴承座的前端，并且所述引气管路连通所述进气腔。
优选的，前述引气管路设置于所述密封环上，并且所述引气管路连通所述密封腔。
优选的，前述排气管路设置于所述透平端轴承座的后端，并且所述排气管路连通所述轴承腔。
优选的，前述密封环与所述透平末级轮盘之间设有用于将气体通入主燃气流道的密封间隙。
(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端轴承座空气系统，其密封环套设于透平末级轮盘的尾部上，密封环与所述透平末级轮盘之间形成密封腔，密封腔与所述轴承腔连通；径向轴承设置于轴承腔内并且套设于透平末级轮盘的尾部上，径向轴承前部和后部的轴承腔通过透平端轴承座上的轴向通气孔连通；还包括用于向所述密封腔和轴承腔引入气体的引气管路和用于将油气混合物排出轴承腔的排气管路。
本实用新型提供的透平端轴承座空气系统，密封腔即为推力平衡腔室，密封环即为推力平衡装置，本实用新型由于带有推力平衡装置，仅使用一根引气管路即可同时向密封腔和轴承腔引气，只需要引入同一气源，即可同时满足对推力平衡装置引气和对轴承滑油密封引气的需求，简化了引气管路结构和空气系统流路，并节约了轴承座周围的空间，增加了管路安装、拆卸以及燃机维护、检修的便利性，提高了燃机运行的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实透平端轴承座空气系统施例一的结构示意图；
图2是本实用新型实透平端轴承座空气系统施例二的结构示意图。
图中：10：透平末级轮盘；11：密封环；12：密封腔；13：透平端轴承座；14：轴承腔；15：径向轴承；16：气封结构；17：密封间隙；18：轴向通气孔；19：进气腔；20：引气管路；21：排气管路。
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。
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种透平端轴承座空气系统，用于透平末级轮盘10和透平端轴承座13的连接处，透平端轴承座13内部设有气封结构16和轴承腔14，透平末级轮盘10的尾部依次穿过透平端轴承座13外壳和气封结构16并伸入轴承腔14内，其中轴承润滑油气封就是在透平端轴承座13前端引入一股高于轴承腔14中压力的气体，在图1中，左侧为透平端轴承座13前端，右侧为透平端轴承座13后端，在引气位置与轴承腔14之间设计有气封齿或其它密封结构。
本实施例的透平端轴承座空气系统包括密封环11和径向轴承15，密封环11套设于透平末级轮盘10的尾部上，且设置于透平末级轮盘10与透平端轴承座13外壳之间；密封环11的一端与透平末级轮盘10连接，密封环11的另一端与透平端轴承座13外壳连接；密封环11与透平末级轮盘13之间形成密封腔12，密封腔12与轴承腔14连通；通过向密封腔12内供入有一定压力的气体，利用气体对透平末级轮盘10向前的压力来平衡燃机轮机的轴向推力。密封环11与透平末级轮盘10 之间设有用于将气体通入主燃气流道的密封间隙17。
径向轴承15设置于轴承腔14内，并且径向轴承15套设于透平末级轮盘10的尾部上，用于支撑燃气轮机转子。径向轴承15的外壁与透平端轴承座13的内壁贴合，径向轴承15前部和后部的轴承腔14通过透平端轴承座13上的轴向通气孔18连通，用于使气体从轴承腔室14的前端流向后端；在燃气轮机工作时，需要向轴承中供入润滑油，并防止滑油泄漏。在燃机轮机中一般采用浮动油封加气封的方法来密封轴承润滑油。引入的气体向后通过气封齿与透平末级轮盘10的尾部之间的间隙，进入轴承腔14，从而阻止滑油向前泄漏。最后轴承腔14中的油气混合物由透平端轴承座13后部排出。
在燃气轮机中，通常采用压气机低压引气来进行轴承滑油气封。而密封腔12的引气一般根据需要平衡推力的大小以及密封腔12的面积计算出需要的引气压力。因此可以通过调整密封腔12的面积使压气机低压引气能满足推力平衡的要求。在此基础上，将轴承腔14与密封腔12的引气合并成一条管路，以简化轴承座空气系统的流路和结构，增加燃机安装、维护和检修的便利性，提高燃机运行的安全性和可靠性。
基于以上考虑，透平端轴承座13壳体上还设有进气腔19，轴承腔14与密封腔12通过进气腔19连通。还包括一条用于向密封腔12和轴承腔14引入气体的引气管路20，引气管路20设置于透平端轴承座10的前端，并且引气管路20连通进气腔19，以及一条用于将油气混合物排出轴承腔14的排气管路21，排气管路21设置于透平端轴承座13的后端，并且排气管路21连通轴承腔14。
本实施例的工作原理为：
在透平端轴承座13上设置有引气管路20，将气体引入进气腔19中，然后气体分为两路。一路向前进入密封腔12，实现了对推力平衡装置的引气要求，最后气体经过密封环11上部的密封间隙17泄漏进入主燃气流道中；另一路向后通过气封结构16后进入轴承腔14，最后 与油气混合后经透平端轴承座13后部设置的排气管路21排出，实现了轴承滑油密封引气的要求。
实施例二
如图2所示，本实用新型实施例提供的一种透平端轴承座空气系统，原理与实施例一相同，结构相似，其区别为：本实施例中，引气管路20设置于密封环11上，并且引气管路20连通密封腔12。
本实施例的工作原理为：
在密封环11上设置有引气管路20，将气体引入密封腔12中，实现了推力平衡装置的引气要求，然后气体分为两路，一路气体经过密封环11上部的密封间隙17泄漏进入主燃气流道中；另一路向后通过进气腔19、气封结构16后进入轴承腔14，最后与油气混合后经透平端轴承座13后部设置的排气管路21排出，实现了轴承滑油密封引气的要求。
综上所述，本方案利用一条引气管路20，同时满足了推力平衡腔室引气和轴承滑油密封引气的要求。
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)
1.一种透平端轴承座空气系统，用于透平末级轮盘和透平端轴承座的连接处，所述透平端轴承座内部设有气封结构和轴承腔，所述透平末级轮盘的尾部依次穿过所述透平端轴承座外壳和所述气封结构并伸入所述轴承腔内，其特征在于：包括密封环和径向轴承，所述密封环套设于所述透平末级轮盘的尾部上，且设置于透平末级轮盘与透平端轴承座外壳之间；所述密封环的一端与所述透平末级轮盘连接，所述密封环的另一端与所述透平端轴承座外壳连接；所述密封环与所述透平末级轮盘之间形成密封腔，所述密封腔与所述轴承腔连通；
所述径向轴承设置于所述轴承腔内，并且所述径向轴承套设于所述透平末级轮盘的尾部上，所述径向轴承的外壁与所述透平端轴承座的内壁贴合，所述径向轴承前部和后部的轴承腔通过所述透平端轴承座上的轴向通气孔连通；
还包括一条用于向所述密封腔和轴承腔引入气体的引气管路和一条用于将油气混合物排出轴承腔的排气管路。
2.根据权利要求1所述的透平端轴承座空气系统，其特征在于：所述透平端轴承座壳体上还设有进气腔，所述轴承腔与所述密封腔通过所述进气腔连通。
3.根据权利要求2所述的透平端轴承座空气系统，其特征在于：所述引气管路设置于所述透平端轴承座的前端，并且所述引气管路连通所述进气腔。
4.根据权利要求2所述的透平端轴承座空气系统，其特征在于：所述引气管路设置于所述密封环上，并且所述引气管路连通所述密封腔。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的透平端轴承座空气系统，其特征在于：所述排气管路设置于所述透平端轴承座的后端，并且所述排气管路连通所述轴承腔。
6.根据权利要求1所述的透平端轴承座空气系统，其特征在于：所述密封环与所述透平末级轮盘之间设有用于将气体通入主燃气流道的密封间隙。
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| CN106014643A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-10-12 | 上海电气燃气轮机有限公司 | 燃气轮机轴向力调节装置 |
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| CN118548239A (zh) * | 2024-07-29 | 2024-08-27 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种主动控制风扇试验轴向力的结构及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Turbine rachis bearing air piping system Effective date of registration: 20161104 Granted publication date: 20151021 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 | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191211 Granted publication date: 20151021 Pledgee: Tsinghua Holdings Co., Ltd. Pledgor: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. Registration number: 2016990000853 |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191231 Address after: 102209 Beijing Changping District in the future of the national electric investment group Park in the future science city south of Beijing Patentee after: China United heavy-duty gas turbine technology Co., Ltd. Address before: 100084, Beijing, Haidian District science and Technology Park, Tsinghua Science and technology building, block C, 10 Patentee before: Beijing Huatsing Gas Turbine & IGCC Technology Co., Ltd. |