一种燃气轮机及其预旋供气系统密封结构和装配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气轮机及其预旋供气系统密封结构和装配方法，用于实现燃气轮机涡轮转子预旋供气系统中前盖板盘与涡轮盘之间的密封，确保燃气轮机涡轮转子在高温、高速工况下的有效冷却，该结构通过施加初始预紧力使弯臂产生弹性变形，使前盖板盘端面密封结构与涡轮盘端面保持紧密接触，从而有效防止冷气泄漏。此外，通过设计简单、尺寸小的拉耳结构，在紧凑空间内通过离心力进一步增强密封压紧效果，提升结构可靠性。本发明专利技术还采用了离散挂钩设计，可在涡轮盘与前盖板盘间发生位移趋势时提供限位作用，防止密封间隙扩大。本发明专利技术具备安装便捷、抗变形能力强、稳定性高的特点，确保燃气轮机在严苛工况下的冷却效率，延长系统寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃气轮机动力装置，涉及燃气轮机涡轮转子冷却供气系统的密封结构及其装配技术，具体是一种燃气轮机及其预旋供气系统密封结构和装配方法，主要应用于航空发动机和工业燃气轮机的涡轮转子预旋供气系统中，用于保障涡轮转子冷气供给可靠性。

技术介绍

1、航空发动机和工业燃气轮机是军用装备、民用运输和工业动力系统的重要动力装置，随着发动机性能提高，燃气轮机的涡轮前温度上升，涡轮叶片、涡轮盘等热端部件承受巨大的热负荷，导致涡轮转子寿命显著下降，严重影响燃气轮机的整体寿命及可靠性。为解决这一问题，先进燃气轮机，尤其是航空发动机普遍通过预旋供气系统给涡轮转子提供合适流量、压力的冷气，在供气过程中显著降低冷气的相对总温，使得涡轮叶片、涡轮盘等热端部件受到有效的冷气保护。因此，预旋供气系统的设计好坏对提升涡轮转子使用寿命和燃气轮机的整体性能具有重大意义。

2、典型的预旋供气系统主要由预旋喷嘴、带有接收孔的前盖板盘和涡轮转子上的供气孔等主要结构组成，预旋喷嘴使气流加速偏转起到降低冷气相对总温的作用，经预旋喷嘴降温后的冷气依次通过前盖板盘上的接收孔和涡轮转子上的供本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃气轮机预旋供气系统密封结构，至少包括一前盖板盘、一涡轮盘以及一盘状喷嘴静止件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的燃气轮机预旋供气系统密封结构，其特征在于，所述盘状喷嘴静止件的低半径位置处沿周向均布设置多个预旋喷嘴，用于加速和偏转从燃烧室二股气流引出的冷却气流进入冷气预旋腔并降低其相对总温，所述前盖板盘的低半径位置处沿周向均布设置多个冷气接收孔，且各所述冷气接收孔与涡轮盘上的供气孔在轴向上对应，用于引导冷却气体从冷气预旋腔进入冷气密封腔，所述涡轮盘的高半径位置处沿周向均布设置多个冷气供气通道，且各所述冷气供气通道在径向上位于所述上端面密封结构的内侧，用于将经过预旋...

【技术特征摘要】

1.一种燃气轮机预旋供气系统密封结构，至少包括一前盖板盘、一涡轮盘以及一盘状喷嘴静止件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的燃气轮机预旋供气系统密封结构，其特征在于，所述盘状喷嘴静止件的低半径位置处沿周向均布设置多个预旋喷嘴，用于加速和偏转从燃烧室二股气流引出的冷却气流进入冷气预旋腔并降低其相对总温，所述前盖板盘的低半径位置处沿周向均布设置多个冷气接收孔，且各所述冷气接收孔与涡轮盘上的供气孔在轴向上对应，用于引导冷却气体从冷气预旋腔进入冷气密封腔，所述涡轮盘的高半径位置处沿周向均布设置多个冷气供气通道，且各所述冷气供气通道在径向上位于所述上端面密封结构的内侧，用于将经过预旋降温的冷却气体从冷气密封腔输送至涡轮转子的冷却路径中。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机预旋供气系统密封结构，其特征在于，所述前盖板盘的前端面的中半径位置处沿周向设有外篦齿、低半径位置处沿周向设有内篦齿，且所述外篦齿在径向上设置在各所述预旋喷嘴和冷气接收孔的外侧，所述内篦齿在径向上设置在各所述预旋喷嘴和冷气接收孔的内侧，用于防止冷却气体从盘状喷嘴静止件和前盖板盘间的转静间隙泄漏。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机预旋供气系统密封结构，其特征在于，所述前盖板盘的中心孔中沿周向均布设置有多个前盖板盘键槽，所述涡轮盘的中心轮毂外表面上均布设置有多个与各所述前盖板盘键槽一一对应的涡轮盘键槽，所述前盖板盘键槽与涡轮盘键槽的配合通过楔形锁块实现相互连接，并在连接处设有挡圈以限制楔形锁块的脱出，实现所述前盖板盘与涡轮盘之间的稳定传扭连接。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机预旋供气系统密封结构，其特征在于，所述前盖板盘键槽与涡轮盘键槽的齿数及齿宽，与所述前盖板离散挂钩与涡轮盘离散挂钩的数目和分布存在对应关系，使得各所述前盖板盘键槽与涡轮盘键槽在角向上一...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉曾妍，王沛，柳光，刘军，黄恩亮，裴会平，鞠文莹，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：