一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，包括压气机气缸、记忆合金机构、压气机动叶片和主动控制机构，所述压气机气缸内壁表面沿内壁周向设有凹槽；所述记忆合金机构沿压气机气缸内壁周向滑动安装在凹槽内，记忆合金机构沿压气机气缸内壁轴向固定；所述主动控制机构包括冷却风机、加热电阻丝和热电偶传感器，所述冷却风机用于向记忆合金机构提供用于散热的空气流；所述加热电阻丝用于加热记忆合金机构；所述热电偶传感器用于探测记忆合金实时温度，并将温度转换为电信号。解决了现有技术中压气机无法在启停阶段和运行阶段动态控制的问题，通过主动控制机构动态控制记忆合金件的变形温度，从而实现对叶顶间隙的优化，提升压气机效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置
本专利技术涉及燃气轮机
，具体的说是一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置。
技术介绍
燃气轮机压气机叶顶间隙关系着机组的安全性和经济性，压气机启停过程中，由于压气机转子和静子径向变形速率不同，导致压气机叶顶间隙存在碰擦的可能性；压气机额定负荷稳态运行时，叶顶间隙越小，压气机效率越高，但是压气机设计时需要综合考虑启停过程和额定负荷叶顶间隙变化，往往导致不能同时兼顾安全性和经济性。重型燃机叶顶间隙主动控制技术主要是西门子的液压间隙技术优化，其主要技术特点是：在燃机推力轴承处安装液压系统，燃机稳态运行时，液压系统推动整个转子向压气机侧移动，导致压气机叶顶间隙增大，涡轮叶顶间隙减小，涡轮间隙对效率贡献度大于压气机，整机燃机效率上升。此技术的主要有两方面缺点：一，压气机叶顶间隙变大，压气机效率下降；二，此技术对叶顶间隙形状有要求，必须是锥形，平直形叶顶间隙无法达到间隙优化。中国专利文献CN108374694A公开了一种压气机间隙主动控制装置，包括固定基座、压气机、压气机轮罩、若干均匀设置的控制单元；压气机轮罩套装在压气机外部，压气机轮罩与压气机能够动态调节间隙的设置，压气机轮罩利用若干控制单元能够调节间隙的连接固定基座，及采用该控制装置的控制方法。本专利技术的有益效果：实现压气机轮罩与压气机之间间隙增大或变小，适应高速和低速的运行要求，且采用两种工作机制适应于正常工作、突发状况两种工作条件，适应整个压气机全工况运行间隙动态调整，最终使静动部件始终都不擦碰，达到保护燃机运行稳定、高效的目的，但该装置只能采用改变动叶轴向间距的方式改变叶顶间隙的距离，使用场合受限，只能适用于锥形压气机的流道内部。对于圆柱形的压气机流道测无法改善叶顶间隙。中国专利文献CN108571468A公开了一种用于压气机动叶叶顶间隙泄漏流控制的上端壁结构，压气机动叶前缘上端壁具有坡形结构，该坡形结构起始于压气机动叶前缘10％-15％动叶弦长的位置，终止于压气机动叶前缘正上方，高度在1％-3％的动叶高度范围之间，其最小值为0.5mm，坡形结构的倒角尺寸在0.2mm-0.5mm范围之间。本专利技术在压气机上端壁动叶叶顶前缘处形成坡形凹陷从而形成后台阶作用，利用后台阶作用产生的旋涡破坏压气机动叶叶顶泄漏涡的形成从而降低对端区低能流体的卷吸以及对主流区域的堵塞作用，达到提高压气机效率和拓宽压气机喘振裕度的目的。同时，该结构设计在上端壁上，上端壁为静止件，因此对动叶的影响较小，可靠性相对较高，但该装置中由于上端臂上设有坡形结构，产生卷吸，对叶片会产生较大负荷，损害叶片寿命，且该装置无法对叶顶间隙实现动态调整，无法适应启停和运行不同状态的环静，无法兼顾安全和经济性。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术公布了一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，解决了现有技术中压气机无法在启停阶段和运行阶段动态控制的问题，通过主动控制机构动态控制记忆合金件的变形温度，从而实现对叶顶间隙的优化，提升压气机效率。本专利技术所公开的具体的技术方案如下：一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，包括压气机气缸、记忆合金机构、压气机动叶片和主动控制机构，所述压气机气缸与压气机动叶片同轴设置，所述压气机气缸内壁表面沿内壁周向设有凹槽；所述记忆合金机构呈环形，且沿压气机气缸内壁周向滑动安装在凹槽内，记忆合金机构沿压气机气缸内壁轴向固定；所述记忆合金机构与压气机动叶片顶部之间设有叶顶间隙；所述主动控制机构包括冷却风机、加热电阻丝和热电偶，所述冷却风机用于向记忆合金机构提供用于散热的空气流；所述加热电阻丝用于加热记忆合金机构并提高温度；所述热电偶用于探测记忆合金实时温度，并将温度转换为电信号。进一步的，所述凹槽包括第一凹槽部和第二凹槽部，所述第一凹槽部和第二凹槽部连通，且第一凹槽部宽度大于第二凹槽部宽度，所述第一凹槽部与第二凹槽部的连接位置设有限位凸台。进一步的，所述第一凹槽部的侧面设有进风道和排风道。进一步的，所述第一凹槽部与固定板之间设有通风间隙，所述通风间隙用于保持空气流流通。进一步的，所述记忆合金机构包括记忆合金件、固定板和散热翅片，所述固定板与记忆合金件采用螺栓固定连接，且固定板与记忆合金件的结合部侧面设有限位凹槽，所述限位凹槽与限位凸台间隙配合，所述限位凹槽和限位凸台的作用是用于对记忆合金机构进行轴向固定；所述固定板外圆表面固定连接有散热翅片。所述固定板采用传热性能高的材料制成，固定板配合散热翅片可将记忆合金件的热量传导至各散热翅片上，并通过空气流动进行散热，从而增大散热面积，加强散热效果。进一步的，所述加热电阻丝固定嵌合在记忆合金件内部。进一步的，所述固定板与记忆合金件的结合部设有传感器安装槽，所述传感器安装槽内安装所述热电偶传感器。进一步的，所述进风道上设有用于控制进气风量的电动球阀，且所述进风道连通所述冷却风机。进一步的，所述排风道内设有逆止阀，所述逆止阀用于保持排风道内空气单向流通。此外本装置还包括有控制装置，所述控制装置分别与冷却风机、电动球阀、加热电阻丝、热电偶传感器、逆止阀电连接，该控制装置用于协调各机构及部件之间的运作。本专利技术同现有技术相比，具有如下优点：1)本专利技术中的轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，在压气机启停和额定负荷运行状态时，通过冷却风机和加热电阻丝可使记忆合金件形状改变，从而使压气机启停阶段，冷却风机启动对记忆合金散热，使记忆合金处于低温状态，增大叶顶间隙，避免压气机转子和静子之间出现碰撞摩擦；使压气机额定负荷状态运行阶段，加热电阻丝对记忆合金件加热，冷却风机停止，记忆合金处于高温状态，减小叶顶间隙，提升压气机效率。2)本专利技术的轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置中记忆合金机构呈环形，且周向滑动安装在压气机气缸内壁表面的凹槽内，该结构加工简单，安装方便。附图说明图1是本专利技术实施例中处于低温状态的轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置的结构图；图2是本专利技术实施例中处于高温状态的轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置的结构图；图3是本专利技术实施例中轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置的控制流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需理解的是，本实施例中所声称的“上”“下”“内”“外”等方位是基于附图中“上”“下”“内”“外”方位进行叙述，仅为叙述方便，不能对本专利技术中得到结构产生限定作用。此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。实施例：结合图1-2所示，一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，包括压气机气缸1、记忆合金机构、压气机动叶片2和主动控制机构。所述压气机气缸1与压气机动叶片21同轴设置，所述压气机气缸内壁表面沿内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，其特征在于，包括压气机气缸、记忆合金机构、压气机动叶片和主动控制机构，所述压气机气缸与压气机动叶片同轴设置，所述压气机气缸内壁表面沿内壁周向设有凹槽；所述记忆合金机构呈环形，且沿压气机气缸内壁周向滑动安装在凹槽内，记忆合金机构沿压气机气缸内壁轴向固定；所述记忆合金机构与压气机动叶片顶部之间设有叶顶间隙；所述主动控制机构包括冷却风机、加热电阻丝和热电偶传感器，所述冷却风机用于向记忆合金机构提供用于散热的空气流；所述加热电阻丝用于加热记忆合金机构，提高温度；所述热电偶传感器用于探测记忆合金实时温度，并将温度转换为电信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴流燃气轮机叶顶间隙主动控制装置，其特征在于，包括压气机气缸、记忆合金机构、压气机动叶片和主动控制机构，所述压气机气缸与压气机动叶片同轴设置，所述压气机气缸内壁表面沿内壁周向设有凹槽；所述记忆合金机构呈环形，且沿压气机气缸内壁周向滑动安装在凹槽内，记忆合金机构沿压气机气缸内壁轴向固定；所述记忆合金机构与压气机动叶片顶部之间设有叶顶间隙；所述主动控制机构包括冷却风机、加热电阻丝和热电偶传感器，所述冷却风机用于向记忆合金机构提供用于散热的空气流；所述加热电阻丝用于加热记忆合金机构，提高温度；所述热电偶传感器用于探测记忆合金实时温度，并将温度转换为电信号。


2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述凹槽包括第一凹槽部和第二凹槽部，所述第一凹槽部和第二凹槽部连通，且第一凹槽部宽度大于第二凹槽部宽度，所述第一凹槽部与第二凹槽部的连接位置设有限位凸台。


3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一凹槽部的侧面设有进风道和排风道。


4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一凹槽部与固定板之间设有通风间隙，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓喆，蓝吉兵，隋永枫，孟惠，陶冶，谢健，徐睿，张伟，姚文丹，杨庆材，
申请(专利权)人：杭州汽轮动力集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33