【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机的透平机
本专利技术涉及一种燃气轮机的透平机,尤其是一种具有等中径燃气通道、四级透平 叶片的燃气轮机透平机,该透平机在燃气轮机中,能够高效、安全地将燃气的热能转化为转 子的机械能。
技术介绍
现代发电用大功率燃气轮机以燃用气体燃料为主,其透平系统普遍采用带冷却多 级透平方案,即高温燃气从燃烧室出口通过带冷却结构的导向静叶栅,导入第一级动叶片 释放一部分能量做功。在第一级动叶片后设置类似的静叶栅和动叶栅结构,逐级将高温燃 气的热能转化成机械能。 根据整机对透平做功能力的要求,对透平级的分配进行热力计算,不同的透平级 分配形式,对透平的气动性能有较大的影响。高温燃气进入燃气通道内,对静叶和动叶均有 一定的热侵蚀,仅依赖于材料的耐热和耐腐蚀能力,已不能达到安全要求,因此需要采用带 冷却结构的透平工作叶片。随着不同级的能量吸收,其温度逐渐降低,因此叶片的冷却结构 也逐渐趋于简单。 发电用燃气轮机对透平系统的要求是高透平进口温度、高热转换效率、长时间稳 定运行,一个例子是作为现代燃气轮机电站主力设备的F级燃气轮机透平第一级动叶进口 燃气温度达到1300°c、透平等熵效率90%以上、检修间隔> 8000小时。 目前传统的透平系统,在产品开发和运行中存在以下问题:①F级中低热值的燃 气轮机,采用3级透平方案,随着对透平功率的增加,透平所需要的燃气流量增大,透平出 口面积将增大,叶片通道的扩张角将增大很多,透平的气动性能较差。②透平转子上动叶轮 盘与中间盘结构紧凑,受通道高温燃气的影响,在各级轮盘和中间盘间合理布局 ...
【技术保护点】
一种燃气轮机透平机,其特征在于,该透平机包括:机壳(10),透平机入口(24),透平机出口(25),一个透平转子(22),四级静叶(11、13、15、17),以及四级动叶(12、14、16、18),其中:所述透平机入口(24)位于所述透平机的一端,作为高温燃气的入口;所述透平机出口(25)位于所述透平机的另一端,作为高温燃气的出口;所述四级静叶(11、13、15、17)的静叶片依次安装在固定的机壳(10)上,所述四级动叶(12、14、16、18)的动叶片依次安装在透平转子(22)的同一侧并带动所述透平转子(22)一起旋转;所述四级静叶(11、13、15、17)和四级动叶(12、14、16、18)在所述透平转子(22)的轴线方向上依次交替排列,并在内部形成燃气通道;所述透平转子(22)、四级静叶、四级动叶均处于所述机壳(10)所形成的空间中;其中,每一级静叶均包括多个静叶片,所述多个静叶片沿圆周方向互相独立的固定在机壳(10)上,每个静叶片的外形为沿圆周方向扭转的流线形;第一级静叶(11)、第二级静叶(13)和第三级静叶(15)均采用双通道双套层结构,第四级静叶(17)为空腔冷却结构;所 ...
【技术特征摘要】
1. 一种燃气轮机透平机,其特征在于,该透平机包括:机壳(10),透平机入口(24),透 平机出口(25),一个透平转子(22),四级静叶(11、13、15、17),以及四级动叶(12、14、16、 18),其中: 所述透平机入口(24)位于所述透平机的一端,作为高温燃气的入口; 所述透平机出口(25)位于所述透平机的另一端,作为高温燃气的出口; 所述四级静叶(11、13、15、17)的静叶片依次安装在固定的机壳(10)上,所述四级动叶 (12、14、16、18)的动叶片依次安装在透平转子(22)的同一侧并带动所述透平转子(22) - 起旋转; 所述四级静叶(11、13、15、17)和四级动叶(12、14、16、18)在所述透平转子(22)的轴线 方向上依次交替排列,并在内部形成燃气通道; 所述透平转子(22)、四级静叶、四级动叶均处于所述机壳(10)所形成的空间中; 其中,每一级静叶均包括多个静叶片,所述多个静叶片沿圆周方向互相独立的固定在 机壳(10)上,每个静叶片的外形为沿圆周方向扭转的流线形; 第一级静叶(11 )、第二级静叶(13)和第三级静叶(15)均采用双通道双套层结构,第四 级静叶(17)为空腔冷却结构; 所述机壳(10)上沿轴向设有若干个冷却空气通道,所述冷却空气通道与各级静叶的内 部通道以及燃气通道相通,低温空气经由所述机壳(10)上的冷却空气通道流入各级静叶的 内部通道,最终流入燃气通道,并冷却沿程部件; 所述透平机的每一级动叶均包括多个动叶片,所述多个动叶片沿圆周方向互相独立的 安装在透平转子(22)的相应级的动叶轮盘上; 所述透平机工作时,高温燃气从透平机入口(24)沿轴向流入,每次经过四级静叶(11、 13、15、17)后产生圆周方向的流速,并依次吹动四级动叶(12、14、16、18)带动透平转子 (22)和燃气轮机主轴(23)发生旋转。2. 根据权利要求1所述的透平机,其特征在于,所述透平机的燃气通道为沿轴向逐渐 扩张的环形通道,所述燃气通道的内侧壁面沿轴向以一定的角度向内收缩,外侧壁面沿轴 向以一定的角度向外扩张。3. 根据权利要求2所述的透平机,其特征在于,所述第一级静叶(11)的燃气通道中径 为2680mm,叶片径向长度为184mm ;所述第一级动叶(12)的燃气通道中径为2683mm,叶片径 向长度为190mm ;所述第二级静叶(13)的燃气通道中径为2689mm,叶片径向长度为280mm ; 所述第二级动叶(14)的燃气通道中径为2691mm,叶片径向长度为330mm ;所述第三级静叶 (15)的燃气通道中径为2722mm,叶片径向长度为425mm ;所述第三级动叶(16)的燃气通道 中径为2723mm,叶片径向长度为490mm ;所述第四级静叶(17)的燃气通道中径为2750mm, 叶片径向长度为595mm;所述第四级动叶(18)的燃气通道中径为2753mm,叶片径向长度为 650mm〇4. 根据权利要求1所述的透平机,其特征在于,所述动叶轮盘沿径向设置有冷却空气 通道,来自外部的部分低温空气从所述透平转子(22)的内部空间经由动叶轮盘上的冷却空 气通道流入第一、二、三级动叶片的内部双蛇形通道,最终从动叶片表面的冷却孔(60、64) 流入燃气通道;另一部分低温空气流经第四级动叶轮盘与第四级动叶叶片结合处的间隙进 入燃气通道。5. 根据权利要求1所述的透平机,其特征在于,所述透平机的空气冷却流路中,转子的 冷却采用从压气机内部抽气,静子的冷却采用压气机排气及外部管路抽气, 其中,所述内部抽气为:一股通过动叶轮盘(1)与中间轮盘(5)间的若干径向通流孔 (31) ,经由动叶轮盘(1)的冷却空气通道流入第一级动叶(12)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:张秋鸿,张宏涛,冯永志,石玉文,吕智强,李振中,赵俊明,王思远,王辉,姜东坡,席会杰,张成义,慕粉娟,张文军,
申请(专利权)人:哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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