燃气轮机制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气轮机，包括转轴、压气机、涡轮和燃烧室；所述压气机和涡轮套设安装于转轴上；所述燃烧室的出口端设有导叶组件；所述转轴上设有轴承和轴承座组件，轴承位于轴承座组件内，所述导叶组件与轴承座组件通过热引导部件连接。本发明专利技术的燃气轮机，在原本相互搭接的燃烧室出口端和轴承座之间设置热引导部件，将燃烧室出口处的热量引导至远离轴承的轴承座部分，使得传导至轴承座的热量能够在轴承座内更好地均布，使轴承及其附近轴承座受热均匀，进而变形均匀，避免在轴承处形成局部高温，克服了气体轴承因受热不均而出现不规则变形，进而导致的漏气、同轴度变化、气膜不均、卡住转轴等缺陷。卡住转轴等缺陷。卡住转轴等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机


[0001]本专利技术涉及一种燃气轮机，属于燃气轮机


技术介绍

[0002]燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功，是一种旋转叶轮式热力发动机。其主要包括压气机、燃烧室、涡轮三大部件：压气机从外界大气环境吸入空气，并压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子高速旋转，可实现气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功和热能，并可通过连接发电机输出电能。
[0003]非接触式轴承(例如气体轴承)由于其摩擦系数和摩擦力矩小、运动精度高等特点，在一些高转速的场合使用越来越普遍。气体轴承是依靠轴承间隙中的压力气膜实现转子系统的支撑的。气体轴承可应用于燃气轮机。
[0004]燃气轮机工作时，燃烧室出口的气体温度高达900℃，此处的高温会直接传至邻近设置的轴承、轴承座；由于局部高温和热量分布不均，会导致该轴承、轴承座的不规则变形；当轴承为气体轴承时，还会导致气体轴承的密封失效，使得气体轴承的气膜不稳定，支撑力不足，影响气体轴承的稳定运行。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，为克服轴承、轴承座受热不均、局部高温的技术问题，本专利技术提供了一种燃气轮机，在燃烧室出口端和轴承座之间设置有热引导部件，可将燃烧室出口处的热量引导至远离轴承的轴承座部分，从而使得传导至轴承座的热量更好地均布，避免因受热不均、局部高温导致的不规则变形、密封失效。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种燃气轮机，包括转轴、压气机、涡轮和燃烧室；所述压气机和涡轮套设安装于转轴上；所述压气机的排气端与燃烧室的入口端连通；所述燃烧室的出口端设有用于将燃烧室出口端排出的高温气体导入涡轮的导叶组件；所述转轴上设有轴承和轴承座组件，轴承位于轴承座组件内，所述导叶组件与轴承座组件通过热引导部件连接。
[0008]进一步地，所述热引导部件与轴承座组件的连接位置，位于轴承座组件的相对远离轴承的位置处，以将热量引导至远离轴承的位置，起到更好地引导效果，有利于热量在轴承座内更好地均布。
[0009]进一步地，所述热引导部件环绕转轴设置。
[0010]进一步地，所述热引导部件包括第一端部、第二端部以及连接第一端部和第二端部的连接部；所述第一端部与导叶组件连接，以对导叶组件和燃烧室形成固定支撑；所述第二端部与轴承座组件连接。更进一步地，所述热引导部件还包括至少一个子端部，子端部与轴承座组件连接(各子端部连接在轴承座组件的不同位置，如此，可以将热量传导至轴承座
组件的多个位置，更有利于受热均匀)，子端部通过分支部与连接部连接，分支部可以呈环状或辐条状。
[0011]进一步地，所述热引导部件的第一端部和连接部，与轴承座组件之间间隔设置(即不与轴承座组件直接接触)，在导叶组件向轴承座组件传导热量时，构成较长的热传导路径，有助于温度降低和向外界环境均匀散热，避免将热量直接传到至轴承座组件上相对靠近轴承的部分。
[0012]进一步地，所述第二端部的与轴承座组件连接的部分设有槽(可以是环槽，也可以是多个间隔设置的小槽结构)，以降低热引导部件与轴承座组件的接触面积，从而尽量减少向轴承座组件传导的热量(减小接触面积会使热量更多地积聚在热引导部件上，再通过压气机的气对热引导部件降温；金属的热引导部件的导热速度远大于空气，积聚在热引导部件的热通过热辐射散发)。
[0013]进一步地，所述第一端部与导叶组件的连接方式选自焊接、螺栓连接、螺钉连接、限位槽卡接等。
[0014]进一步地，所述第二端部与轴承座组件的连接方式选自焊接、螺栓连接、螺钉连接、限位槽卡接等。
[0015]进一步地，所述轴承选自气体轴承。所述气体轴承选自静压轴承、动压轴承和/或动静压混合轴承。
[0016]进一步地，所述轴承选自推力轴承和/或径向轴承。
[0017]进一步地，所述轴承的数量为一个、两个或两个以上，轴承的位置可以是转轴上任意合适的位置，比如转轴两端的任意一端、压气机两侧的任意一侧、涡轮两侧的任意一侧。在某一具体的方案中，轴承、轴承座组件位于压气机和涡轮之间；轴承座组件包括端盖、第一座体和第二座体，第一座体与转轴之间设有推力轴承和推力盘，第二座体与转轴之间设有径向轴承，径向轴承位于推力轴承和涡轮之间；第一座体、第二座体外套设有套环，端盖设在第一座体上，并且套环通过端盖与第一座体连接；燃烧室环绕转轴设置并安装于套环上；所述导叶组件通过热引导部件与第一座体、第二座体和/或端盖连接，连接位置以远离径向轴承的一侧为宜。
[0018]进一步地，所述套环上设置有气孔，气孔的进气口与压气机的出气端连通，气孔的出气口与热引导部件所处的内腔体(端盖、第一座体、第二座体和套环之间形成的内腔体)连通，以将来自于压气机的“冷气”(“冷气”是相对于涡轮端的“热气”而言的，其一般是常温气体并可用于冷却)引导至轴承座组件内腔体，对热引导部件及轴承座组件的第一座体、第二座体进行冷却。
[0019]进一步地，所述热引导部件上设有通孔，一方面，能够加强来自于压气机的“冷气”流动，来自于压气机的“冷气”进入轴承座组件内腔体后，可通过通孔进入环形腔体(由于连接部与轴承座组件之间为间隔设置，所以连接部、轴承座组件之间形成了一个环形腔体)，对轴承座组件进行冷却，增强冷却效果，增加冷却面积；另一方面，可以减轻热引导部件的重量。
[0020]进一步地，所述通孔的位置，可以设在连接部上，可以设在连接部与第一端部之间，可以设在连接部与第二端部之间，可以设在连接部、第一端部、第二端部三者之间，可以设在轴承座组件与连接部之间(即：热引导部件的第二端部在通孔处断开设置，通孔的边沿
由第二端部变成了轴承座组件，如此设置，可以进一步减轻热引导部件的重量，并减少热引导部件与轴承座组件的接触面积，减少向轴承座组件传导的热量)，可以设在轴承座组件、连接部、第一端部三者之间。所述通孔的形状，可以是圆形、扇形、椭圆形、多边形(包括凸多边形、凹多边形，比如三角形、矩形、五边形、六边形)等任意形状；所述通孔的数量，是至少一个，可以是多个。
[0021]进一步地，所述导叶组件，包括两个支座，两个支座之间设有具有轴向气道的叶片组。
[0022]进一步地，所述转轴、压气机、涡轮、燃烧室和轴承座组件整体安装于壳体内，压气机与燃烧室连通的气体通路位于壳体与轴承座组件之间。
[0023]本专利技术的燃气轮机，在运行过程中，压气机低压端从外界吸入空气(大气环境下)，空气经由压气机压缩增压后，进入到燃烧室内并与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体，高温气体(温度可高达900℃)从燃烧室出口端经由导叶组件进入到涡轮中膨胀做功；导叶组件的热量通过热引导部件引导至轴承座组件相对远离轴承的部分，该部分轴承座组件的材料相对较厚，利于导入热量的均布，使得轴承座组件整体受热变形均匀，变形趋近于整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机，其特征在于：包括转轴、压气机、涡轮和燃烧室；所述压气机和涡轮套设安装于转轴上；所述燃烧室的出口端设有导叶组件；所述转轴上设有轴承和轴承座组件，轴承位于轴承座组件内，所述导叶组件与轴承座组件通过热引导部件连接。2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于：所述热引导部件与轴承座组件的连接位置，位于轴承座组件的相对远离轴承的位置处。3.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于：所述热引导部件包括第一端部、第二端部以及连接第一端部和第二端部的连接部；所述第一端部与导叶组件连接；所述第二端部与轴承座组件连接。4.根据权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于：所述热引导部件的第一端部和连接部，与轴承座组件之间间隔设置。5.根据权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于：所述第二端部的与轴承座组件连接的部分设有槽。6.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于：所述轴承选自气体轴承。7.根据权利要求1所述的燃气轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳普，
申请(专利权)人：永旭腾风新能源动力科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：