一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构制造技术

本实用新型专利技术专利公开了一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，包括喷嘴环、喷嘴外机匣、转子外机匣、转子内机匣及涡轮转子；喷嘴环固定于喷嘴外机匣，而喷嘴外机匣与转子外机匣相互连接；转子内机匣则固定于转子外机匣，转子内机匣的内侧壁面与涡轮转子的转子叶片顶部之间存在径向间隙；转子内机匣的内壁沿圆周方向均匀开设有若干轴向缝及轴向孔；上述结构使得转子内机匣在工作时，在高温燃气冲刷下能够沿圆周方向产生一定变形并被轴向缝及轴向孔所吸收，降低机匣因热应力过大而损坏的风险，增强涡轮机匣抵抗燃气热冲击的能力。

A slotted structure for gas turbine casing

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构
本技术专利属于燃气轮机的
具体地，本技术专利涉及一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构。
技术介绍
燃气轮机由压气机、燃烧室和涡轮三个主要部件组成，其中压气机与涡轮同轴连接，在两者之间安装有燃烧室。燃气轮机在工作时，空气由压气机吸入并经过压缩后进入燃烧室中与燃料混合并燃烧，产生高温高压燃气进入涡轮做功，涡轮所产生的机械功用于带动压气机并对外做功。因此，涡轮是燃气轮机工作的核心部件之一。燃气轮机的涡轮可以为单级或多级结构，每一级涡轮包含喷嘴及转子。高温高压燃气流经每一级涡轮喷嘴后，进入涡轮转子做功。在多级涡轮中，燃气在流经上一级转子后再进入下一级喷嘴。各级喷嘴和转子及相应机匣都要承受高温燃气冲刷，工作环境较为恶劣，因而其材料选择、制造与安装方式对燃气轮机的整机性能有重要影响。其中，喷嘴及其机匣属于静止件，可通过弹性安装及预留缝隙的方式允许其有一定变形。而对转子部分对应的机匣来说，由于机匣需要与转子叶片相配合以防止叶片旋转时与转子机匣发生剐蹭，对机匣的安装固定方式及其热变形余量往往具有更高的要求。如采用刚性较强的安装方式且没有变形余量，则在高温环境下极易产生较大的内应力，导致使用寿命下降。尤其是燃气轮机频繁启停及变工况时，各级转子机匣需承受短时间内温度剧变而带来的热冲击，加剧了机匣部件出现裂纹并进而在高温下损坏的风险。为此，需要采用适当的转子机匣结构，从而在保证机匣与动叶存在适当间隙并防止剐蹭发生的情况下，允许转子机匣产生一定变形，避免因高温而产生较大内应力，提高其寿命。
技术实现思路
本技术专利提供了一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，其目的是允许燃气轮机工作时转子机匣在高温燃气冲刷下能够沿圆周方向产生一定变形并被轴向缝及轴向孔所吸收，降低机匣因热应力过大而损坏的风险，增强涡轮机匣抵抗燃气热冲击的能力。为了实现上述目的，本技术专利采取的技术方案为：本技术专利的用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，包括喷嘴环、喷嘴外机匣、转子外机匣、转子内机匣及涡轮转子。其中，所述的喷嘴环包括一定数量的喷嘴叶片；所述的喷嘴环采用整体加工方式制造而成。所述的喷嘴环通过喷嘴顶部盖板固定于喷嘴外机匣；所述的喷嘴外机匣与转子外机匣相互连接，共同起到支撑及防止燃气泄漏的作用。所述的转子内机匣固定于转子外机匣；所述的转子内机匣的内侧壁面形成了燃气流经涡轮转子时的流道内表面。所述的涡轮转子上设有一定数量的转子叶片；所述的转子叶片与涡轮转子在工作时共同旋转；所述的转子叶片的顶部与转子内机匣的内侧壁面之间存在径向间隙。所述的转子内机匣的内侧壁面开设有一定数量的轴向缝及相应的轴向孔；所述的轴向缝及轴向孔沿转子内机匣的圆周方向均匀分布。本技术专利采用上述技术方案，允许燃气轮机工作时转子内机匣在高温燃气冲刷下能够沿圆周方向产生一定变形并被轴向缝及轴向孔所吸收，即转子内机匣能沿周向产生一定热膨胀，这种热膨胀被轴向缝及轴向孔所提供的缝隙所吸收和容纳，从而避免了转子内机匣在高温下因变形受限而产生较大内应力，降低其由此而导致损坏的风险。尤其是当燃气轮机频繁启停和变工况时，机匣容易因燃气温度短时间内剧变而受到热冲击，上述技术方案能够及时释放热应力，有效提高转子内机匣在热冲击下的可靠性及使用寿命。此外，该方案的轴向缝及轴向开孔方式可以保持原有的机匣内壁面与转子叶片顶部的径向间隙，避免转子叶片旋转时与转子内机匣发生剐蹭。附图说明附图内容及图中标记的简要说明如下：图1是本技术专利的结构示意图。图2是本技术专利的转子内机匣(6)及轴向缝(9)和轴向孔(10)的示意图。图3是本技术专利的轴向缝(9)和轴向孔(10)的轴向示意图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术专利的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本技术专利的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1所示，本技术专利为一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，包括喷嘴环(1)、喷嘴外机匣(4)、转子外机匣(5)、转子内机匣(6)及涡轮转子(7)。其中，所述的喷嘴环(1)包括一定数量的喷嘴叶片(2)并采用整体加工方式制造而成。如图1所示，所述的喷嘴环(1)通过喷嘴顶部盖板(3)固定于喷嘴外机匣(4)；所述的喷嘴外机匣(4)与转子外机匣(5)相互连接，共同起到支撑及防止燃气泄漏的作用。如图1所示，所述的转子内机匣(6)固定于转子外机匣(5)；所述的转子内机匣(6)的内侧壁面形成了燃气流经涡轮转子(7)时的流道内表面。如图1所示，所述的涡轮转子(7)上设有一定数量的转子叶片(8)；所述的转子叶片(8)与涡轮转子(7)在工作时共同旋转；所述的转子叶片(8)的顶部与转子内机匣(6)的内侧壁面之间存在径向间隙。如图2所示，所述的转子内机匣(6)的内侧壁面开设有一定数量的轴向缝(9)及相应的轴向孔(10)；如图3所示，所述的轴向缝(9)及轴向孔(10)沿转子内机匣(6)的圆周方向均匀分布。本技术专利采用上述技术方案，允许燃气轮机工作时转子内机匣(6)在高温燃气冲刷下能够沿圆周方向产生一定变形并被轴向缝(9)及轴向孔(10)所吸收，即转子内机匣(6)能沿周向产生一定热膨胀，这种热膨胀被轴向缝(9)及轴向孔(10)所提供的缝隙所吸收和容纳，从而避免了转子内机匣(6)在高温下因变形受限而产生较大内应力，降低其由此而导致损坏的风险。尤其是当燃气轮机频繁启停和变工况时，机匣容易因燃气温度短时间内剧变而受到热冲击，本技术专利的技术方案能够及时释放热应力，有效提高转子内机匣(6)在热冲击下的可靠性及使用寿命。此外，该方案的轴向缝(9)在圆周方向形成的缝隙较小，对转子内机匣(6)的内壁面结构无明显改变，能保持原有的机匣内壁面与转子叶片(8)顶部之间的径向间隙，避免转子叶片(8)旋转时与转子内机匣(6)发生剐蹭。以上结合附图对本技术专利进行了示例性描述，显然本技术专利的具体实现并不受上述附图以及燃气轮机实际功率和尺寸的限制，只要采用了本技术专利的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本技术专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本技术专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，包括喷嘴环(1)、喷嘴外机匣(4)、转子外机匣(5)、转子内机匣(6)及涡轮转子(7)，其特征在于：所述的喷嘴环(1)包括一定数量的喷嘴叶片(2)；所述的喷嘴环(1)采用整体加工方式制造而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，包括喷嘴环(1)、喷嘴外机匣(4)、转子外机匣(5)、转子内机匣(6)及涡轮转子(7)，其特征在于：所述的喷嘴环(1)包括一定数量的喷嘴叶片(2)；所述的喷嘴环(1)采用整体加工方式制造而成。


2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，其特征在于：所述的喷嘴环(1)通过喷嘴顶部盖板(3)固定于喷嘴外机匣(4)；所述的喷嘴外机匣(4)与转子外机匣(5)相互连接，共同起到支撑及防止燃气泄漏的作用。


3.根据权利要求1所述的用于燃气轮机涡轮的机匣开缝结构，其特征在于：所述的转子内机匣(6)固定于转子外机匣...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乐，于照泰，王永生，
申请(专利权)人：永能动力北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11