一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构制造技术

一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，涉及一种燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构。本发明专利技术是要解决现有的船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却效果不佳的技术问题。本发明专利技术的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构是由环形隔板、环形盖体和弯管组成；所述的环形盖体的外侧端面与环形隔板的内侧端面相配合，多个螺栓将环形盖体与环形隔板固定，第四环形凸起在第一环形凸起的外侧，第四环形凸起、斜向凹槽与第一环形凸起合围的区域形成冷却空气通道。本发明专利技术提供一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，此结构对涡轮轮盘进行了高效的冷却，有效的改善了涡轮轮盘的受力情况，增加了轮盘的寿命，提高了机组运行的可靠性。

A Cooling Structure for Turbine Disc of Marine Gas Turbine

A cooling structure for marine gas turbine turbine disk relates to a cooling structure for gas turbine turbine disk. The invention aims to solve the technical problem that the cooling effect of the existing marine gas turbine turbine turbine disk is not good. The cooling structure of the turbine disk for marine gas turbine is composed of annular diaphragm, annular cover and elbow; the outer end face of the annular cover is matched with the inner end face of the annular diaphragm, a plurality of bolts fix the annular cover and annular diaphragm, the fourth annular protrusion is on the outer side of the first annular protrusion, and the fourth annular protrusion, oblique groove and the first annular protrusion. The enclosed area forms a cooling air passage. The invention provides a cooling structure applied to marine gas turbine turbine turbine disk, which can efficiently cool the turbine disk, effectively improve the force condition of the turbine disk, increase the life of the disk, and improve the reliability of the unit operation.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构
本专利技术涉及一种燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构。
技术介绍
在燃气轮机中，涡轮轮盘是受力最为复杂的部件之一，不仅承受燃气通流区域传递来的高温负荷，同时承受自身以及叶片带来的离心负荷。船用燃气轮机由于其特殊的工作性质会存在快速启停、变工况以及燃烧室出口温度不均匀等情况，导致涡轮轮盘的工作条件异常复杂。随着燃烧室出口温度的不断提高，这将导致轮盘热负荷提高、热应力增大，强度储备下降。因此需要对涡轮进行高效的冷却结构设计，提高轮盘的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却效果不佳的技术问题，而提供一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构。本专利技术的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构是由环形隔板1、环形盖体2和弯管4组成；所述的环形隔板1为环形结构，在环形隔板1的侧面均匀设置多个进气口1-1，在环形隔板1的内侧端面外沿处均匀设置多个第一螺栓孔1-3，在环形隔板1的内侧端面从第一螺栓孔1-3向圆心方向依次设置第一环形凸起1-6和第二环形凸起1-7，在第一环形凸起1-6的末端沿着圆周方向均匀设置多个斜向凸起，相连的两个斜向凸起之间为一个斜向凹槽1-5；所述的斜向凹槽1-5的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽1-5流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；在第一螺栓孔1-3和第一环形凸起1-6之间均匀设置多个出气口1-4，出气口1-4的出气方向对着第一环形凸起1-6，出气口1-4和进气口1-1的数量相等且一个出气口1-4和一个进气口1-1一一对应连通；所述的环形盖体2为环形结构，在环形盖体2的内侧端面的外沿处均匀设置多个第二螺栓孔2-1，第二螺栓孔2-1的数量与第一螺栓孔1-3相同，在环形盖体2的内侧端面从第二螺栓孔2-1向圆心方向依次设置第三环形凸起2-2和第四环形凸起2-3，在环形盖体2的外侧端面的外沿处设置一个环形凹槽2-4；所述的环形盖体2的外侧端面与环形隔板1的内侧端面相互配合，多个螺栓3依次穿过第二螺栓孔2-1与第一螺栓孔1-3将环形盖体2与环形隔板1固定，第四环形凸起2-3在第一环形凸起1-6的外侧，第四环形凸起2-3、斜向凹槽1-5与第一环形凸起1-6合围的区域形成冷却空气通道1-2；每个弯管4的一端插入环形隔板1的一个进气口1-1中，一个弯管4与一个进气口1-1一一对应，弯管4的另一端插入导叶5的冷却空气出口处。本专利技术的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构的使用方法如下：导叶5通过螺栓固定在机匣7的内表面，环形隔板1与环形盖体2固定于导叶5的下缘板，弯管4的上端与导叶5的下端出气口连通，在内部形成冷却空气流道，出气通道1-2对应轮盘8进气侧轮辐端面，斜向凹槽1-5的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽1-5的流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；环形盖体2的环形凸起2-2、环形隔板1的环形凸起1-6和环形凸起1-7依次与轮盘8的三个篦齿形成密封结构；环形盖体2的环形凹槽2-4用于放置密封圈9，密封圈9与导叶5的下部相配合进行密封。环形冷却空气流道与导叶5的内腔通过弯管4相连，弯管4的两端与导叶5和环形隔板1形成紧密配合面，减少空气的泄露。该冷却系统的冷却空气由压气机提供，冷却空气通过涡轮机匣7表面的空气入口流入涡轮导叶5中，涡轮导叶5内部为空芯结构，进而通过弯管4流入环形隔板1与环形盖体2组成的环形空气流道，最终由出气通道1-2流出。本专利技术提供一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，此结构对涡轮轮盘进行了高效的冷却，增强了轮盘表面换热效果，有效的改善了涡轮轮盘的受力情况，增加了轮盘的寿命，提高了机组运行的可靠性。附图说明图1为具体实施方式一的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构安装后的平面示意图；图2为具体实施方式一的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构安装后的局部立体示意图；图3为具体实施方式一的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构中环形隔板1和环形盖体2组合后的立体示意图；图4为图3中A-A的剖面图的上半部分；图5为图3的局部放大图；图6为具体实施方式一的环形隔板1的正视图；图7为具体实施方式一的环形隔板1的立体示意图；图8为图7的局部放大图；图9为图7中B-B的剖面图的上半部分；图10为图7的斜向凹槽1-5的放大图；图11为图10的局部俯视图；图12为具体实施方式一的环形隔板1的立体示意图；图13为具体实施方式一的环形盖体2的正视图；图14为具体实施方式一的环形盖体2的立体示意图；图15为图14的局部放大图；图16为图14中C-C的剖面图的上半部分。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式为一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，如图图3-图16所示，具体是由环形隔板1、环形盖体2和弯管4组成；所述的环形隔板1为环形结构，在环形隔板1的侧面均匀设置多个进气口1-1，在环形隔板1的内侧端面外沿处均匀设置多个第一螺栓孔1-3，在环形隔板1的内侧端面从第一螺栓孔1-3向圆心方向依次设置第一环形凸起1-6和第二环形凸起1-7，在第一环形凸起1-6的末端沿着圆周方向均匀设置多个斜向凸起，相连的两个斜向凸起之间为一个斜向凹槽1-5；所述的斜向凹槽1-5的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽1-5流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；在第一螺栓孔1-3和第一环形凸起1-6之间均匀设置多个出气口1-4，出气口1-4的出气方向对着第一环形凸起1-6，出气口1-4和进气口1-1的数量相等且一个出气口1-4和一个进气口1-1一一对应连通；所述的环形盖体2为环形结构，在环形盖体2的内侧端面的外沿处均匀设置多个第二螺栓孔2-1，第二螺栓孔2-1的数量与第一螺栓孔1-3相同，在环形盖体2的内侧端面从第二螺栓孔2-1向圆心方向依次设置第三环形凸起2-2和第四环形凸起2-3，在环形盖体2的外侧端面的外沿处设置一个环形凹槽2-4；所述的环形盖体2的外侧端面与环形隔板1的内侧端面相互配合，多个螺栓3依次穿过第二螺栓孔2-1与第一螺栓孔1-3将环形盖体2与环形隔板1固定，第四环形凸起2-3在第一环形凸起1-6的外侧，第四环形凸起2-3、斜向凹槽1-5与第一环形凸起1-6合围的区域形成冷却空气通道1-2；每个弯管4的一端插入环形隔板1的一个进气口1-1中，一个弯管4与一个进气口1-1一一对应，弯管4的另一端插入导叶5的冷却空气出口处。本实施方式的应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构的使用方法如下：如图1-图2所示，箭头为冷却空气的流动方向，导叶5通过螺栓固定在机匣7的内表面，环形隔板1与环形盖体2固定于导叶5的下缘板，弯管4的上端开口与导叶5的下端连通，在内部形成冷却空气流道，出气通道1-2对应轮盘8进气侧轮辐端面，斜向凹槽1-5的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽1-5流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；环形盖体2的环形凸起2-2、环形隔板1的环形凸起1-6和环形凸起1-7依次与轮盘8的三个篦齿形成密封结构；环形盖体2的环形凹槽2-4用于放置密封圈9，密封圈9与导叶5的下部进行配合，密封空气。环形冷却空气流道与导叶5的内腔通过弯管4相连，弯管4的两端与导叶5和环形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，其特征在于应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构是由环形隔板(1)、环形盖体(2)和弯管(4)组成；所述的环形隔板(1)为环形结构，在环形隔板(1)的侧面均匀设置多个进气口(1‑1)，在环形隔板(1)的内侧端面外沿处均匀设置多个第一螺栓孔(1‑3)，在环形隔板(1)的内侧端面从第一螺栓孔(1‑3)向圆心方向依次设置第一环形凸起(1‑6)和第二环形凸起(1‑7)，在第一环形凸起(1‑6)的末端沿着圆周方向均匀设置多个斜向凸起，相连的两个斜向凸起之间为一个斜向凹槽(1‑5)；所述的斜向凹槽(1‑5)的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽(1‑5)流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；在第一螺栓孔(1‑3)和第一环形凸起(1‑6)之间均匀设置多个出气口(1‑4)，出气口(1‑4)的出气方向对着第一环形凸起(1‑6)，出气口(1‑4)和进气口(1‑1)的数量相等且一个出气口(1‑4)和一个进气口(1‑1)一一对应连通；所述的环形盖体(2)为环形结构，在环形盖体(2)的内侧端面的外沿处均匀设置多个第二螺栓孔(2‑1)，第二螺栓孔(2‑1)的数量与第一螺栓孔(1‑3)相同，在环形盖体(2)的内侧端面从第二螺栓孔(2‑1)向圆心方向依次设置第三环形凸起(2‑2)和第四环形凸起(2‑3)，在环形盖体(2)的外侧端面的外沿处设置一个环形凹槽(2‑4)；所述的环形盖体(2)的外侧端面与环形隔板(1)的内侧端面相互配合，多个螺栓(3)依次穿过第二螺栓孔(2‑1)与第一螺栓孔(1‑3)将环形盖体(2)与环形隔板(1)固定，第四环形凸起(2‑3)在第一环形凸起(1‑6)的外侧，第四环形凸起(2‑3)、斜向凹槽(1‑5)与第一环形凸起(1‑6)合围的区域形成冷却空气通道(1‑2)；每个弯管(4)的一端插入环形隔板(1)的一个进气口(1‑1)中，一个弯管(4)与一个进气口(1‑1)一一对应，弯管(4)的另一端插入导叶(5)的冷却空气出口处。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构，其特征在于应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构是由环形隔板(1)、环形盖体(2)和弯管(4)组成；所述的环形隔板(1)为环形结构，在环形隔板(1)的侧面均匀设置多个进气口(1-1)，在环形隔板(1)的内侧端面外沿处均匀设置多个第一螺栓孔(1-3)，在环形隔板(1)的内侧端面从第一螺栓孔(1-3)向圆心方向依次设置第一环形凸起(1-6)和第二环形凸起(1-7)，在第一环形凸起(1-6)的末端沿着圆周方向均匀设置多个斜向凸起，相连的两个斜向凸起之间为一个斜向凹槽(1-5)；所述的斜向凹槽(1-5)的出口截面法向与轮盘端面成15°，且从斜向凹槽(1-5)流出的气流，其流动的切线方向与轮盘旋转切线方向相反；在第一螺栓孔(1-3)和第一环形凸起(1-6)之间均匀设置多个出气口(1-4)，出气口(1-4)的出气方向对着第一环形凸起(1-6)，出气口(1-4)和进气口(1-1)的数量相等且一个出气口(1-4)和一个进气口(1-1)一一对应连通；所述的环形盖体(2)为环形结构，在环形盖体(2)的内侧端面的外沿处均匀设置多个第二螺栓孔(2-1)，第二螺栓孔(2-1)的数量与第一螺栓孔(1-3)相同，在环形盖体(2)的内侧端面从第二螺栓孔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗全，霍玉鑫，牛夕莹，马涛，李越，何泉璋，王慧杰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23