一种燃气轮机的动力透平制造技术

一种燃气轮机的动力透平，属于燃气轮机技术领域，本发明专利技术包括设置在机匣形成空间内的动力透平转子和叶片组，叶片组包括依次排列设置的第一级静叶、第一级动叶、第二级静叶和第二级动叶，第一级静叶、第二级静叶依次固定安装在机匣上；动力透平转子的拉杆依次穿过第一级轮盘、中间盘和第二级轮盘，并通过压紧机构将其沿轴向压紧，第一级轮盘、中间盘和第二级轮盘均套装在动力透平轴上，第一级动叶安装在第一级轮盘上，第二级动叶安装在第二级轮盘上，动力透平的两侧分别设置有动力透平入口和动力透平出口。本发明专利技术的结构简单且气动性能良好，采用两级透平，合理分配各级焓降，改善气动性能，提高了0.8％‑1.2％的效率。

A power turbine of gas turbine

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机的动力透平
本专利技术涉及一种燃气轮机的动力透平，属于燃气轮机

技术介绍
中等功率燃气轮机通常由燃气发生器和动力透平等组成，燃气发生器由压气机、燃烧室及高压透平组成。在机器运行时，空气进入压气机实现增压后，与燃烧室的燃料混合产生高温燃气，高温燃气流经高压透平，燃气中的能量被抽取出来用来带动压气机转动，而离开高压透平的燃气进入动力透平，燃气带动动力透平旋转，向外输出功。该类型燃气轮机有着非常广泛的用途，可应用于船舶动力、发电、石油开采等多种目的。现代燃气轮机的发展对动力透平的性能提出了进一步的要求，目前的动力透平在高转速状况时气动性能差，而且工作效率低，造成了对燃气的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种燃气轮机的动力透平。本专利技术的技术方案：一种燃气轮机的动力透平，包括机匣、动力透平转子和叶片组，动力透平转子和叶片组均设置在机匣形成的空间内；叶片组包括依次排列设置的第一级静叶、第一级动叶、第二级静叶和第二级动叶，第一级静叶、第二级静叶依次固定安装在机匣上；动力透平转子包括第一级轮盘、中间盘、第二级轮盘、拉杆和动力透平轴，第一级轮盘、中间盘和第二级轮盘均套装在动力透平轴上，拉杆依次穿过第一级轮盘、中间盘和第二级轮盘通过压紧机构将其沿轴向压紧；第一级动叶安装在第一级轮盘上，第二级动叶安装在第二级轮盘上；动力透平的两侧分别设置有动力透平入口和动力透平出口。进一步，第一级静叶和第二级静叶均包括多支静叶片，每一级的多支静叶片沿圆周方向依次均匀固定安装在机匣上，同一级每两支静叶片之间形成一个收敛的燃气流道；第一级动叶和第二级动叶均包括多支动叶片，每一级的多支动叶片沿圆周方向依次均匀安装在轮盘组上，同一级每两支动叶片之间形成一个收敛的燃气流道。进一步，叶片组的每一级叶片之间的间隙均设置有密封气体。进一步，第一级静叶燃气通道中径为643mm，叶片径向高度为104mm；第一级动叶燃气通道中径为630mm，叶片径向高度为128mm；第二级静叶燃气通道中径为635mm，叶片径向高度为178mm；第二级动叶燃气通道中径为627mm，叶片径向高度为216mm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术安装有两级静叶片和两级动叶片，燃气从动力透平入口流入，流经静叶片的气流会产生圆周方向的流速，从而吹动动叶片发生旋转，随之带动动力透平转子和动力透平轴一起发生转动；本专利技术设置有两级静叶和两级动叶，同一级每两支叶片之间形成一个收敛的燃气流道，静叶流道内，气流膨胀加速，完成热能向动能的转换；动叶流道内，气流继续膨胀，并将动能转化为机械功。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术通流示意图；图3是转子结构示意图；图4是叶片安装结构示意图；图中1-第一级静叶；2-第一级动叶；3-第二级静叶；4-第二级动叶；5-机匣；6-动力透平入口；7-动力透平出口；8-第一级轮盘；9-中间盘；10-第二级轮盘；11-拉杆；12-动力透平轴；13-动力透平转子；14-叶片组；R-燃气通道中径；H-叶片径向高度。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的一种燃气轮机的动力透平，包括机匣5、动力透平转子13和叶片组14，动力透平转子13、叶片组14均设置在机匣5形成的空间内；叶片组14包括依次排列设置的第一级静叶1、第一级动叶2、第二级静叶3和第二级动叶4，动力透平的气流通道上端壁半径沿轴向逐渐增大，气流通道下端壁半径沿轴向逐渐降低，第一级静叶1和第二级静叶3依次固定安装在机匣5上；通过固定安装在机匣上实现了对两级静叶的限位。优选地，动力透平转子13包括第一级轮盘8、中间盘9、第二级轮盘10、拉杆11和动力透平轴12，第一级轮盘8、中间盘9和第二级轮盘10均套装在动力透平轴12上；第一级轮盘8、中间盘9和第二级轮盘10分别加工有传动定位孔，拉杆11依次穿过第一级轮盘8、中间盘9和第二级轮盘10，通过拉杆11与孔的紧密配合使其连接成为一个整体，并通过压紧机构将其动叶及轮盘沿轴向压紧，优选的拉杆11设置有多个且沿圆周方向均匀分布，通过拉杆与轮盘结合固定的方式，为整个结构增加了安全性，使燃气轮机在运行时能够稳定高效地输出功率；动力透平的两侧分别设置有动力透平入口6和动力透平出口7；动力透平入口6位于动力透平的一侧，高压透平流出的燃气通过动力透平入口6进入动力透平流道内，位于动力透平的另一侧设置有动力透平出口7，作为燃气的出口。进一步优化，第一级动叶2安装在第一级轮盘8上，第二级动叶4安装在第二级轮盘10上，如此设置，两级动叶分别安装在两级轮盘上，通过动叶的旋转带动轮盘的转动，从而实现动力透平转子的一起旋转动作。优选地，第一级静叶1和第二级静叶3均包括多支静叶片，每一级的多支静叶片沿圆周方向依次均匀固定安装在机匣5上，同一级每两支静叶片之间形成一个压缩的燃气流道；第一级动叶2和第二级动叶4均包括多支动叶片，每一级的多支动叶片沿圆周方向依次均匀安装在轮盘组上，同一级每两支动叶片之间形成一个收敛的燃气流道，静叶和动叶在动力透平转子轴线方向上依次交替反向排列，并在内部形成燃气通道；如此设置，叶片组设置有多级，同一级每两支叶片之间形成一个收敛的燃气流道，静叶流道内，气流膨胀加速，完成热能向动能的转换；动叶流道内，气流继续膨胀，并将动能转化为机械功。进一步优化，叶片组14的每一级叶片之间的间隙均设置有密封气体；在各间隙处通过填充密封气体来实现密封状态，一方面能够防止燃气泄漏的问题，另一方面密封气体是来自于压气机抽气得来的，避免了资源的浪费。优选地，第一级静叶1燃气通道中径为643mm，叶片径向高度为104mm；第一级动叶2燃气通道中径为630mm，叶片径向高度为128mm；第二级静叶3燃气通道中径为635mm，叶片径向高度为178mm；第二级动叶燃气通道中径为627mm，叶片径向高度为216mm；如此设置，通过对动力透平通流结构的全新设计，采用两级透平，合理分配各级焓降，叶片型线设计时控制各级叶片冲角在-10°～5°内，改善了动力透平的气动性能，突破了高转速的限制，提高了0.8％-1.2％的效率，在燃气轮机运行时可以更高效地输出功率。动力透平工作时，燃气从动力透平入口6沿轴向流入，依次经过第一级静叶1、第一级动叶2、第二级静叶3和第二级动叶4之间的燃气流道后，从动力透平出口7流出，流经静叶片的气流会产生圆周方向的流速，吹动动叶片发生旋转，随后带动动力透平转子13和动力透平轴12一起发生转动。本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气轮机的动力透平，其特征在于，包括机匣(5)、动力透平转子(13)和叶片组(14)，动力透平转子(13)和叶轮组(14)均设置在机匣(5)形成的空间内；所述叶片组(14)包括依次排列设置的第一级静叶(1)、第一级动叶(2)、第二级静叶(3)和第二级动叶(4)，所述第一级静叶(1)和所述第二级静叶(3)依次固定安装在所述机匣(5)上；所述动力透平转子(13)包括第一级轮盘(8)、中间盘(9)、第二级轮盘(10)、拉杆(11)和动力透平轴(12)，第一级轮盘(8)、中间盘(9)和第二级轮盘(10)均套装在动力透平轴(12)上，所述拉杆(11)依次穿过第一级轮盘(8)、中间盘(9)和第二级轮盘(10)并将其沿轴向压紧；所述第一级动叶(2)安装在所述第一级轮盘(8)上，所述第二级动叶(4)安装在所述第二级轮盘(10)上；动力透平的两侧分别设置有动力透平入口(6)和动力透平出口(7)。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机的动力透平，其特征在于，包括机匣(5)、动力透平转子(13)和叶片组(14)，动力透平转子(13)和叶轮组(14)均设置在机匣(5)形成的空间内；所述叶片组(14)包括依次排列设置的第一级静叶(1)、第一级动叶(2)、第二级静叶(3)和第二级动叶(4)，所述第一级静叶(1)和所述第二级静叶(3)依次固定安装在所述机匣(5)上；所述动力透平转子(13)包括第一级轮盘(8)、中间盘(9)、第二级轮盘(10)、拉杆(11)和动力透平轴(12)，第一级轮盘(8)、中间盘(9)和第二级轮盘(10)均套装在动力透平轴(12)上，所述拉杆(11)依次穿过第一级轮盘(8)、中间盘(9)和第二级轮盘(10)并将其沿轴向压紧；所述第一级动叶(2)安装在所述第一级轮盘(8)上，所述第二级动叶(4)安装在所述第二级轮盘(10)上；动力透平的两侧分别设置有动力透平入口(6)和动力透平出口(7)。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王二丹，冯永志，刘佳琦，赵俊明，姜东坡，张春梅，李翔宇，杜珮瑶，苑馨予，
申请(专利权)人：哈尔滨电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23