一种管式径向扩压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种管式径向扩压器，包括收集管段，用于收集进入扩压器的气流；弯管段，用于将收集的气流进行减速增压处理；出口管段，用于将增压后的气流排出；所述弯管段处的半径最大，且所述收集管段与所述出口管段在最大半径处与弯管段相切。本实用新型专利技术的管式径向扩压器，弯管与回流器的斜流压气机表现出了工作范围宽，效率高的特点；效率比配装叶片式径向扩压器，弯管段与回流器的斜流压气机高1.4％，设计点压比高6.2％，稳定工作范围宽了一倍。

【技术实现步骤摘要】
一种管式径向扩压器
本技术涉及燃气轮机斜流压气机
，具体涉及一种管式径向扩压器。
技术介绍
与径向扩压器匹配的回流器一般应用在燃气轮机双级离心压气机中，其与弯管段共同作用将第一级径向扩压器出口的径向、不均匀气流经过转向与整流，调整成为近似轴向的气流提供给第二级转子。回流器在整个斜流压气机中起到了承上启下的关键作用，其设计的是否合理直接关系到整个压气机的效率、裕度，以及两级压气机的匹配。回流器通道狭长、内部流动复杂，存在非常明显的二次流，如何抑制二次流、减小损失、提高出口均匀性是回流器设计的主要难点。近些年来，PW公司在某些型号燃气轮机的多级离心压气机中应用了管式扩压器、回流器与弯管，三者由一根管道构成，由径向伸出，绕到斜流压气机下一级进口处使所有管道并在一起轴向进气。这种应用于级与级之间的针对管式结构径向扩压器的设计与研究，国内还处于一片空白的阶段。管式径向扩压器，弯管段与回流器用于替代径向扩压叶栅与回流器叶栅，因此管式结构的设计受到扩压叶栅与回流器叶栅几何形态的约束。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本技术提出一种管式径向扩压器，该管式径向扩压器的工作范围较宽，效率较高。根据本技术的管式径向扩压器，包括：收集管段，用于收集进入扩压器的气流；弯管段，用于将收集的气流进行减速增压处理；出口管段，用于将增压后的气流排出；所述弯管段处的半径最大，且所述收集管段与所述出口管段在最大半径处与弯管段相切。其中，所述收集管段的中心轴线为三阶曲线，由四个控制点控制。其中，所述出口管段的中心轴线为三阶曲线，由四个控制点控制。其中，所述收集管段的入口处截面为圆形。其中，所述收集管段的入口半径为6.3mm。其中，所述弯管段最大半径处的截面为圆角矩形。其中，所述出口管段的截面为扇形。根据本技术的管式径向扩压器，配装管式结构的径向扩压器、弯管与回流器的斜流压气机与传统配装叶片式径向扩压器，弯管段与回流器的斜流压气机相比，配装管式结构的径向扩压器，弯管与回流器的斜流压气机表现出了工作范围宽，效率高的特点；效率比配装叶片式径向扩压器，弯管段与回流器的斜流压气机高1.4％，设计点压比高6.2％，稳定工作范围宽了一倍。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术的管式径向扩压器的结构示意图；图2为根据本技术的管式径向扩压器的出口管段的截面示意图；图3为根据本技术的管式径向扩压器的最大截面处的示意图；图4为根据本技术的管式径向扩压器的出口管段的截面示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面结合附图1至图4具体描述根据本技术实施例的管式径向扩压器。根据本技术的管式径向扩压器，包括收集管段，用于收集进入扩压器的气流；弯管段，用于将收集的气流进行减速增压处理；出口管段，用于将增压后的气流排出；所述弯管段处的半径最大，且所述收集管段与所述出口管段在最大半径处与弯管段相切。根据本技术实施例的管式径向扩压器，弯管段与回流器的中心轴线是一条空间三维曲线，而三维曲线的造型是较为困难的。由于管式结构中心轴线的几何形态较为独特，难以给出解析表达式，因此设计中采用非均匀有理样条进行曲线设计，只需要给定曲线的有限个控制点，曲线即可唯一地确定，并且能够通过控制点的位置便捷地控制曲线两端点的切线方向。对于本技术实施例的管式结构，只需要在空间给出一系列的非均匀有理样条控制点，即可实现管式结构中心轴线设计。具体的，管式结构中心轴线分为两段设计，第一段为入口至最大半径处，曲线为3阶，根据P1～P4控制点设计得到；第二段为最大半径处至出口，曲线为3阶，根据P4～P8控制点设计得到；两端曲线在最大半径处相切，进出口处曲线的切线方向也需要控制。然而，在空间中进行点的参数化定位是较为困难的，因此设计中分别在子午投影面与轴向投影面上进行了控制点的位置设计，再通过三维造型方法确定空间中的控制点位置。设计得到空间中的控制点后，即可进行管式结构中心轴线造型。在一些实施例中，根据本技术的管式径向扩压器，收集管段的中心轴线为三阶曲线，由四个控制点P1，P2，P3，P4控制；出口管段的中心轴线为三阶曲线，由四个控制点P5，P6，P7，P8控制。在另一些实施例中，如图2所示，收集管段的入口处截面为圆形，且收集管段的入口半径为6.3mm。在一些可选的实施例中，如图3所示，弯管段最大半径处的截面为圆角矩形。在另一些可选的实施例中，如图4所示，出口管段的截面为扇形。具体的，截面的变化采用圆变扇形方式实现，在中心轴线弯管段处的法平面上引入一个控制截面，控制截面形状采用圆角矩形，给出合理的扩张比分配。管道中间截面的面积控制需要在一定范围内调节，因为对于整圈管道结构，如果管道数目较多，造型时容易出现管道相互交叉现象，失去造型意义，反之管道数目少则容易造成两端前掠前缘过小或者生成困难的问题，因此管道中间截面的控制参数需要在管道数目确定后在合理范围内选取。根据本技术实施例的管式径向扩压器，弯管段与回流器的截面变化较为剧烈，因此截面设计需要采用控制截面+插值的方法。为了减少设计变量个数、保证设计效果，本文的研究中采用了三个控制截面进行造型，分别位于P1、P4、P8控制点，即位于管的入口处、最大半径处与出口处。入口P1截面采用圆形，为了保证叶轮出口到扩压器进口的过度光顺，管道入口半径选择为6.3mm，最大半径P4截面采用添加了圆角的矩形，出口截面采用扇形，角度范围根据管道数目与隔板宽度设计得到。完成了管式结构中心轴线设计与截面设计，即可进行管式结构通流部分三维造型。下表列出了管式扩压器的主要设计参数，本文的研究中对这些参数在一定范围内进行了调整，以研究管式扩压器的气动特性。其中扩压管个数选择为28，是由于28根扩压管时总的喉部面积(即收集管段进口面积)近似等于第一列原型扩压叶栅的喉部面积；而扩压管进口几何角是根据离心叶轮设计点出口气流角来确定的。表1管式结构的主要设计参数综上所述，本技术的管式径向扩压器，弯管与回流器的斜流压气机表现出了工作范围宽，效率高的特点；效率比配装叶片式径向扩压器，弯管段与回流器的斜流压气机高1.4％，设计点压比高6.2％，稳定工作范围宽了一倍。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管式径向扩压器，其特征在于，包括：收集管段，用于收集进入扩压器的气流；弯管段，用于将收集的气流进行减速增压处理；出口管段，用于将增压后的气流排出；所述弯管段处的半径最大，且所述收集管段与所述出口管段在最大半径处与弯管段相切。

【技术特征摘要】
1.一种管式径向扩压器，其特征在于，包括：收集管段，用于收集进入扩压器的气流；弯管段，用于将收集的气流进行减速增压处理；出口管段，用于将增压后的气流排出；所述弯管段处的半径最大，且所述收集管段与所述出口管段在最大半径处与弯管段相切。2.根据权利要求1所述的管式径向扩压器，其特征在于，所述收集管段的中心轴线为三阶曲线，由四个控制点(P1，P2，P3，P4)控制。3.根据权利要求1所述的管式径向扩压器，其特征在于，所述出口管段的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，张炎，季鹏飞，
申请(专利权)人：大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂，
类型：新型
国别省市：北京,11