燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及燃氣輪機轉子軸向推力平衡技術領域，特別提供一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構。
【背景技術】
[0002]工業燃氣輪機主要包括壓氣機、燃燒室及透平三大部件。空氣進入壓氣機后被壓縮成高溫高壓的空氣，供給燃燒室燃料燃燒，產生的高溫高壓燃氣在透平中膨脹做功，然后經擴壓器排入大氣或余熱鍋爐等設備。
[0003]燃氣輪機工作時，氣流會對轉子產生軸向的作用力，使轉子具有軸向運動的趨勢。對于一般的燃氣輪機，壓氣機轉子會受到向后的軸向力，透平轉子會受到向前的軸向力，兩者相互抵消，但由于壓氣機的級數比透平的級數多，產生向后的軸向推力較大，因此燃機轉子整體會受到一個向后的軸向合力。顯然，轉子旋轉時是不允許軸向運動的，否則會造成轉靜碰擦等嚴重事故。
[0004]當今世界主流燃氣輪機一般采用推力軸承來抵消轉子的軸向推力。但當需要平衡的推力超過推力軸承工作范圍時，通常增加卸荷腔來平衡軸向推力。卸荷腔中的氣體一般通過管路從壓氣機或其他氣源引入。由于引氣管路一般比較復雜，會占用燃機內、外部較大空間，影響機組維護檢修的便利性。另外管路自身也需要安裝和固定，法蘭連接處也較容易發生泄漏等安全問題。
【實用新型內容】
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的是提供一種能省去外部引氣管路，簡化燃機結構，節約燃機內、外部空間，提高機組的可靠性以及維護檢修的便利性的一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構。
[0007]( 二)技術方案
[0008]為實現上述目的，本實用新型提供了一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，該結構包括形成于透平末級輪盤的迎風側的第一腔體，所述第一腔體用于通入冷卻氣體以冷卻所述透平末級輪盤，還包括密封環，所述密封環設置在所述透平末級輪盤的背風側，并固定在靜子件上，在所述密封環與所述透平末級輪盤的背風側之間成型有第二腔體，所述透平末級輪盤設有連通所述第一腔體和第二腔體的軸向孔。
[0009]優選的，所述第二腔體為沿所述透平末級輪盤軸向分布的環形
[0010]優選的，所述軸向孔為在所述透平末級輪盤上周向分布的多個。
[0011 ] 優選的，所述第二腔體設有通向葉片區的排氣通道。
[0012]優選的，所述軸向孔設有流量調節裝置。
[0013](三)有益效果
[0014]本實用新型提供的一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，包括形成于透平末級輪盤的迎風側的第一腔體，第一腔體用于通入冷卻氣體以冷卻透平末級輪盤，還包括密封環，密封環設置在透平末級輪盤的后方，并固定在靜子件上，在密封環與透平末級輪盤的背風側之間成型有第二腔體，透平末級輪盤設有連通第一腔體和第二腔體的軸向孔。本實用新型的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，省去了復雜的外部引氣管路，避免了管路中氣體泄漏的風險，結構簡單可靠，節約燃機空間，增加了檢修維護的便利性，提升了燃機運行的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例的一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構的示意圖。
[0016]附圖標記:
[0017]10、第一腔體；11、透平末級輪盤；12、第二腔體；13、密封環；14、軸向孔；15、葉片區。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0019]在本實用新型的描述中，除非另有說明，術語“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“縱向”
等指示的方位或狀態關系為基于附圖所示的方位或狀態關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0020]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0021]如圖1所示，本實用新型提供的一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，包括形成于透平末級輪盤11的迎風側的第一腔體10，第一腔體10用于通入冷卻氣體以冷卻透平末級輪盤11，第一腔體10是燃氣輪機固有的一個結構，第一腔體10還可以通向葉片區15，以對葉片進行冷卻，葉片區15是位于透平末級輪盤11外圍的一個區域；本引氣結構包括密封環13，密封環13設置在透平末級輪盤11的背風側，并固定在靜子件上，在密封環13與透平末級輪盤11的背風側之前成型有第二腔體12，透平末級輪盤11設有連通第一腔體10和第二腔體12的軸向孔14。
[0022]在燃氣輪機工作時，冷卻氣體注入到第一腔體10中，第一腔體10中的冷卻氣體對透平末級輪盤11的迎風側形成冷卻的作用；同時，第一腔體10中的冷卻氣體通過軸向孔14注入到第二腔體12中，由此使第二腔體12中的氣體壓力增加，由于密封環13固定于燃氣輪機的靜子件上，故第二腔體12中的氣體形成對透平末級輪盤11 一個向前的推力，間接地也對轉子軸形成向前的推力，以此實現轉子的軸向的推力平衡。
[0023]優選的，第一腔體10和第二腔體12均為形成于轉子軸外圍、沿透平末級輪盤11的周向分布的環形腔體，環形的第一腔體10可對透平末級輪盤11的整周形成冷卻的作用；環形的第二腔體12亦可在透平末級輪盤11的整周形成推力，使合力方向平行于軸向。更為優選的是，軸向孔14為在透平末級輪盤11上周向分布的多個，由此使第一腔體10中的冷卻氣體通過多個軸向孔14同步注入到第二腔體12中，在透平末級輪盤11的整周同時形成推力，即在推力形成的伊始即保證合力平行于軸向。
[0024]由于本實施例的第二腔體12中的氣體是引自第一腔體10中的冷卻氣，而第二腔體12又位于透平末級輪盤11與第一腔體10相對的一側，由此使透平末級輪盤11的兩側均受到冷卻氣體的冷卻，因此可使對透平末級輪盤11的冷卻效果更佳。另外，各個軸向孔14周向分布于透平末級輪盤11的內部，也可以起到一定的冷卻作用。
[0025]第二腔體12優選還設有通向葉片區15的排氣通道，由此使第二腔體12中的冷卻氣體的不斷更新，保證了這一側面持續的冷卻效力，第二腔體12中排出的冷卻氣也排放的葉片區15，起到冷卻葉片的作用。
[0026]優選的，軸向孔14設有流量調節裝置，用于根據燃氣輪機的運作狀況而相應的調整推力的大小，以保持轉子軸的軸向兩側相對推力的平衡；該流量調節裝置既可以是同時調整多個軸向孔14開度的裝置，也可以是調整多個軸向孔14開啟數量的裝置，亦或是兩組方式的組合，具體為:可以在透平末級輪盤11迎風側或背風側設置一阻擋盤，優選設置在迎風側，該阻擋盤可沿透平末級輪盤11周向轉動，阻擋盤上設有多個與多個所述軸向孔14的位置相對或延次相對的通風孔，由此通過轉動阻擋盤實現對多個通風孔開度的調節，或是間隔性的關閉部分軸向孔14，亦或是關閉部分軸向孔14的同時調整其余軸向孔14的開度。
[0027]本實用新型的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，省去了復雜的外部引氣管路，避免了管路中氣體泄漏的風險，結構簡單可靠，節約燃機空間，增加了檢修維護的便利性，提升了燃機運行的安全性和可靠性。
[0028]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，包括形成于透平末級輪盤(11)的迎風側的第一腔體(10)，所述第一腔體(10)用于通入冷卻氣體以冷卻所述透平末級輪盤(11)，其特征在于，還包括密封環(13)，所述密封環(13)設置在所述透平末級輪盤(11)的背風偵牝并固定在靜子件上，所述密封環(13)與所述透平末級輪盤(11)的背風側之間成型有第二腔體(12)，所述透平末級輪盤(11)設有連通所述第一腔體(10)和第二腔體(12)的軸向孔(14)ο2.根據權利要求1所述的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，其特征在于，所述第二腔體(12)為沿所述透平末級輪盤(11)軸向分布的環形。3.根據權利要求2所述的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，其特征在于，所述軸向孔(14)為在所述透平末級輪盤(11)的周向上分布的多個。4.根據權利要求1所述的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，其特征在于，所述第二腔體(12)設有通向葉片區(15)的排氣通道。5.根據權利要求1至4任一項所述的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，其特征在于，所述軸向孔(14)設有流量調節裝置。
【專利摘要】本實用新型涉及燃氣輪機轉子軸向推力平衡技術領域，提供了一種燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構。該結構包括形成于透平末級輪盤的迎風側的第一腔體，第一腔體用于通入冷卻氣體以冷卻透平末級輪盤；還包括密封環，密封環設置在透平末級輪盤的背風側，并固定在靜子件上，在密封環與透平末級輪盤的背風側之間成型有第二腔體，透平末級輪盤設有連通第一腔體和第二腔體的軸向孔。本實用新型的燃氣輪機轉子軸向推力平衡引氣結構，省去了復雜的外部引氣管路，避免了管路中氣體泄漏的風險，結構簡單可靠，節約燃機空間，增加了檢修維護的便利性，提升了燃機運行的安全性和可靠性。
【IPC分類】F02C7/00, F02C7/12
【公開號】CN204663669
【申請號】CN201520181789
【發明人】劉國峰
【申請人】北京華清燃氣輪機與煤氣化聯合循環工程技術有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月27日