一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣制造技术

一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣，它涉及燃气轮机技术领域。本发明专利技术为解决现有燃气轮机导向器机匣长度尺寸大、成本高的问题。本发明专利技术包括燃气发生器接口A、扩压段、平缓段、平直段和动力涡轮接口B，燃气发生器接口A、扩压段、平缓段、平直段和动力涡轮接口B沿进气方向至出气方向依次固接成环状，扩压段和平缓段均为沿进气方向至出气方向向外扩张的锥面，扩压段的内侧壁上沿进气方向至出气方向依次设有前外罩壳安装台和后外罩壳安装台，平缓段的内侧壁上设有导叶组定位凸台，平直段的内侧壁上设有护环定位台。本发明专利技术用于燃驱压缩机组。

【技术实现步骤摘要】
一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣
本专利技术涉及燃气轮机
，具体涉及一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣。
技术介绍
燃气轮机从诞生之日起，便因功率密度大、反应迅速等特点，在民用发电、机械驱动等领域受到各国的广泛青睐。现代先进燃气轮机正朝着大功率、高效率、低耗油率、高稳定性和长寿命的趋势快速发展，高可靠性的涡轮结构是燃气轮机工作经济性、安全性和功能性的重要保障。用于天然气输送管线驱动压缩机组的燃气轮机通常采用带动力涡轮的结构，这种燃气轮机的燃气发生器涡轮转速与动力涡轮转速相比要高很多，且其径向尺寸一般较小；而为降低动力涡轮的制造成本，动力涡轮一般采用较大的径向尺寸、较少的级数，从而导致动力涡轮径向尺寸比燃气发生器涡轮大，一般情况下，需要增加扩压段的长度来实现动力涡轮和燃气发生器的过渡连接，导致整机长度尺寸较大，但是在燃气轮机的应用中，由于安装空间的限制，往往对外形尺寸要求较高，给燃气发生器与动力涡轮之间的过渡段设计带来了一定的技术难度。涡轮过渡段作为燃气轮机中连接燃气发生器涡轮与动力涡轮的环形流道，其是一个环形扩压管道，过渡段的主要作用是将燃气发生器涡轮出口气流引至动力涡轮进口位置，其基本要求是：气动损失尽量小，为动力涡轮提供合理的来流条件，结构可靠。过渡段一般由燃气发生器涡轮后支承环及动力涡轮进口导向器前部流道两部分构成。燃气发生器后支承环是燃气发生器涡轮结构的一部分，其内部一般还安装有支板及整流罩，支板用于承力，为轴承提供支承；整流罩用来为润滑油供油及回油、冷却空气供气提供通道。动力涡轮进口导向器前部流道是动力涡轮结构的一部分，其内部一般不安装支板及整流罩，仅是一个环形扩压通道，其径向尺寸沿流动方向增加较大，对整个过渡段气动性能及结构可靠性有较大影响。国内外高等院校及科研机构对航空发动机及燃气轮机涡轮过渡段开展了大量研究，科研人员的研究主要集中在过渡段的性能分析及流道优化，以及支板、扩压率等参数对涡轮过渡段的影响。Chalmers大学的Wallin和Arroyo对不同工况时的过渡段进行了研究；Durham大学的Norris和Dominy对比了两种不同的涡轮过渡段，其研究结果表明短过渡段的静压恢复系数小；Marn开展了涡轮过渡段支板与下游涡轮导叶合为一体的研究。国内方面，哈尔滨工业大学的安柏涛开展了流道型线对过渡段损失的影响研究，孙志刚对某型燃机涡轮过渡段流场开展了优化设计；中国科学院的胡书珍开展了涡轮过渡段内部流动机理研究；中航商用航空发动机有限公司的施鎏鎏开展了大扩张角涡轮过渡段性能试验和数值研究。显然，动力涡轮首级大子午导向器影响着燃驱压缩机组燃气轮机整机性能、尺寸及可靠性，因此，承担着燃气发生器与动力涡轮结构连接及动力涡轮承力功能的动力涡轮首级大子午导向器机匣三燃气轮机涡轮过渡段的重要组成部分。而目前国内外关于大子午扩张导向器机匣的研究相对较少，人们希望有一种结构相对简单、成本相对低廉、长度尺寸小且可实现性强的大子午扩张导向器机匣。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有燃气轮机导向器机匣长度尺寸大、成本高的问题，进而提出一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣包括燃气发生器接口A、扩压段、平缓段、平直段和动力涡轮接口B，燃气发生器接口A、扩压段、平缓段、平直段和动力涡轮接口B沿进气方向至出气方向依次固接成环状，扩压段和平缓段均为沿进气方向至出气方向向外扩张的锥面，扩压段的内侧壁上沿进气方向至出气方向依次设有前外罩壳安装台和后外罩壳安装台，平缓段的内侧壁上设有导叶组定位凸台，平直段的内侧壁上设有护环定位台。本专利技术与现有技术相比包含的有益效果是：本专利技术提供了一种结构相对简单，且加工相对容易，长度尺寸小，成本较低的大子午扩张导向器机匣，用于燃驱压缩机组连接燃气发生器涡轮与动力涡轮，满足燃气发生器涡轮与动力涡轮因转速差别较大导致半径尺寸差距较大的结构连接及动力涡轮承力需求。这种大子午扩张导向器机匣不仅可以满足燃气发生器涡轮与动力涡轮连接过渡要求，而且结构相对简单，有利于以相对较低的成本满足结构连接需求。本专利技术中在机匣前部设置扩压段，通过气动性能计算和强度计算，保证机匣的强度和性能满足燃气轮机使用要求。扩压段的大扩张角设计，缩短了整个扩压段的长度，进而缩短了整机长度尺寸，其长度可较现有机匣长度缩短20％，从而降低了整个生产成本。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣包括燃气发生器接口A1、扩压段2、平缓段3、平直段4和动力涡轮接口B5，燃气发生器接口A1、扩压段2、平缓段3、平直段4和动力涡轮接口B5沿进气方向至出气方向依次固接成环状，扩压段2和平缓段3均为沿进气方向至出气方向向外扩张的锥面，扩压段2的内侧壁上沿进气方向至出气方向依次设有前外罩壳安装台2-1和后外罩壳安装台2-2，平缓段3的内侧壁上设有导叶组定位凸台3-1，平直段4的内侧壁上设有护环定位台4-1。本实施方式中机匣采用整体结构形式，整个导向器机匣为整体环形机构，这种大子午扩张导向器机匣不仅可以满足燃气发生器涡轮与动力涡轮连接过渡要求，而且结构相对简单，有利于以相对较低的成本满足结构连接需求。导向器机匣的燃气发生器接口A1与动力涡轮接口B5两处直径相差较大，且轴向距离较短，在设计中既要保证连接、强度和机组性能，又要保证其余零部件工艺性。因此本实施方式中在机匣的前部设计了快速扩压段2，以实现机匣的快速扩压，使机匣快速扩张到与动力涡轮导向器装配所需的直径尺寸，缩短整个扩压段的长度，进而缩短整机长度尺寸。使用时，通过前外罩壳安装台2-1和后外罩壳安装台2-2分别将前外罩壳6和后外罩壳7安装在扩压段2上，前外罩壳6和后外罩壳7的安装结构和角度要按照扩压段2的扩张角角度设计，增大前外罩壳6和后外罩壳7的的扩张角，以保证连接的可靠性和工艺需求，同时将导叶组8的上缘板通过导叶组定位凸台3-1安装在平缓段3上，护环9通过护环定位台4-1安装在平直段4上，以完成机匣与相关零部件之间的安装配合。燃气发生器接口A1、扩压段2、平缓段3、平直段4和动力涡轮接口B5沿进气方向至出气方向依次固接成环状，即整个机匣的形状为环状，燃气发生器接口A1设置在机匣的进气端，扩压段2的进气端与燃气发生器接口A1固接，扩压段2的出气端与平缓段3的进气端固接，平缓段3的出气端与平直段4的进气端固接，平直段4的出气端与动力涡轮接口B5固接，动力涡轮接口B5设置在机匣的出气端。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式扩压段2的扩张角大于平缓段3的扩张角。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。扩压段2的扩张角大，以实现机匣的快速扩压，缩短整个扩压段的长度，进而缩短整机长度尺寸。平缓段3安装导叶组8，保持现有的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣，其特征在于：所述一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣包括燃气发生器接口A(1)、扩压段(2)、平缓段(3)、平直段(4)和动力涡轮接口B(5)，燃气发生器接口A(1)、扩压段(2)、平缓段(3)、平直段(4)和动力涡轮接口B(5)沿进气方向至出气方向依次固接成环状，扩压段(2)和平缓段(3)均为沿进气方向至出气方向向外扩张的锥面，扩压段(2)的内侧壁上沿进气方向至出气方向依次设有前外罩壳安装台(2-1)和后外罩壳安装台(2-2)，平缓段(3)的内侧壁上设有导叶组定位凸台(3-1)，平直段(4)的内侧壁上设有护环定位台(4-1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣，其特征在于：所述一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣包括燃气发生器接口A(1)、扩压段(2)、平缓段(3)、平直段(4)和动力涡轮接口B(5)，燃气发生器接口A(1)、扩压段(2)、平缓段(3)、平直段(4)和动力涡轮接口B(5)沿进气方向至出气方向依次固接成环状，扩压段(2)和平缓段(3)均为沿进气方向至出气方向向外扩张的锥面，扩压段(2)的内侧壁上沿进气方向至出气方向依次设有前外罩壳安装台(2-1)和后外罩壳安装台(2-2)，平缓段(3)的内侧壁上设有导叶组定位凸台(3-1)，平直段(4)的内侧壁上设有护环定位台(4-1)。


2.根据权利要求1所述一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣，其特征在于：扩压段(2)的扩张角大于平缓段(3)的扩张角。


3.根据权利要求2所述一种燃驱压缩机组用动力涡轮首级大子午扩张导向器机匣，其特征在于：所述平缓段(3)的扩张角小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马涛，牛夕莹，林洪飞，李宗全，林枫，李国强，李林琳，
申请(专利权)人：中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23