[發(fā)明專利]一種燃氣輪機輪盤間的軸向密封結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310481579.3
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103541776A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 于寧;黃媛君;周百慧
• 申請（專利權）人: 北京華清燃氣輪機與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術有限公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發(fā)明涉及燃氣輪機的結構設計，特別涉及燃氣輪機輪盤間的密封結構。

背景技術

壓氣機、燃燒室和渦輪是組成燃氣輪機的三大部件，其中壓氣機和渦輪一般由多個輪盤組成。為減少輪盤間氣體的軸向泄露，提高工作效率，需要在輪盤間增加相應的密封結構。

隨著現(xiàn)代燃氣輪機技術的發(fā)展，輪盤間的連接結構多采用分布式拉桿結構，此結構具有結構緊湊、裝配簡單等優(yōu)點。但采用此連接結構時，輪盤間主要依靠摩擦力來傳遞扭矩。然而輪盤間的摩擦力是有限的，在燃氣輪機機組短路、緊急停機等特殊情況下會出現(xiàn)摩擦力不足，傳扭不足的現(xiàn)象。

為解決這一問題，就需要增加拉桿的數(shù)量或增大拉桿的直徑，但是為了降低設計成本和裝配方便，分布式拉桿的數(shù)量和直徑不可能無限制地增大。目前更經(jīng)濟的解決辦法是在輪盤之間增加徑向騎縫銷釘，作為特殊情況下的輔助傳扭。

為了加工需要，增加徑向騎縫銷釘時，需在輪盤間軸向密封處開孔，這就導致壓氣機輪盤或渦輪輪盤間的氣體泄漏量增大，從而極大地降低了燃氣輪機的效率。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提出了一種燃氣輪機輪盤間的軸向密封結構，在增加騎縫銷釘又節(jié)約成本的同時，不會增加輪盤間氣體的泄漏量，保證部件和整個燃氣輪機的效率。

本發(fā)明多采用的技術方案如下：

一種燃氣輪機輪盤間的軸向密封結構，該結構多個輪盤，在每級輪盤上安裝有動葉片，在燃氣輪機機匣上安裝有靜葉片，靜葉片與所對應的輪盤之間安裝有封嚴結構，相鄰輪盤之間的摩擦傳扭面處加工有多個徑向騎縫銷釘，其特征在于：相鄰兩個輪盤的封嚴結構之間的軸向距離L大于或等于徑向騎縫銷釘孔的孔徑；在相鄰兩個輪盤封嚴結構之間安裝有階梯狀密封環(huán)；在所述階梯狀密封環(huán)的中間圓環(huán)的圓周上加工有中間封嚴結構；前輪盤的封嚴結構、后輪盤的封嚴結構和中間封嚴結構形式一致。

本發(fā)明的技術特征還在于：所述階梯狀密封環(huán)兩側的圓環(huán)徑向厚度h1為中間圓環(huán)徑向厚度h2的1/5～1/2。

本發(fā)明所述封嚴結構采用蓖齒、石墨、刷式或蜂窩封嚴。所述的徑向騎縫銷釘?shù)膫€數(shù)在3～12之間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果：本發(fā)明在輪盤間軸向密封處安裝階梯狀密封環(huán)，并在階梯狀密封環(huán)的中間圓環(huán)的圓周上加工有中間封嚴結構，增強了輪盤間軸向密封效果，減少了由于設置徑向騎縫銷釘而產生的氣體泄漏，有效地提高了燃氣輪機整機效率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中燃氣輪機輪盤間軸向密封結構示意圖。

圖2是本發(fā)明中燃氣輪機輪盤間軸向密封結構實施例的結構示意圖。

圖3是階梯狀密封環(huán)的結構圖。

圖中符號說明如下：1a-前輪盤；1b-后輪盤；2a-前動葉片；2b-后動葉片；3-靜葉片；4-燃氣輪機機匣；5-摩擦傳扭面；6-徑向騎縫銷釘；7-階梯狀密封環(huán)；8a-前輪盤的封嚴結構；8b-后輪盤的封嚴結構；8c-中間封嚴結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的原理、結構和具體實施方式做進一步的說明。

圖1是現(xiàn)有技術中燃氣輪機輪盤間軸向密封結構示意圖。該結構包括多個輪盤，在每個輪盤上安裝有動葉片，在燃氣輪機機匣上安裝有靜葉片3，靜葉片與所對應的輪盤之間安裝有封嚴結構。

為了解決燃氣輪機傳扭不足的問題，需要在輪盤間摩擦傳扭面5處增加徑向騎縫銷釘孔6，為了加工需要，需在輪盤間軸向密封處開孔。該措施將導致輪盤間軸向密封處出現(xiàn)大的缺口，從而引起氣體泄漏，降低燃氣輪機機組整機效率。

圖2是本發(fā)明中燃氣輪機輪盤間軸向密封結構實施例的結構示意圖，該密封結構包括前輪盤1a、后輪盤1b，在前輪盤1a上安裝有前動葉片2a，在后輪盤2b上安裝有后動葉片2b，靜葉片3安裝在燃氣輪機機匣4上，靜葉片3與前輪盤間安裝有前輪盤的封嚴結構8a，靜葉片3與第二輪盤間安裝有后輪盤的封嚴結構8b；輪盤之間的摩擦傳扭面5處加工有多個徑向騎縫銷釘6，徑向騎縫銷釘?shù)膫€數(shù)優(yōu)選在3-12之間。在前輪盤的封嚴結構8a與后輪盤的封嚴結構8b之間安裝有階梯狀密封環(huán)7；在所述階梯狀密封環(huán)7的中間圓環(huán)的圓周上加工有中間封嚴結構8c。前輪盤的封嚴結構8a、后輪盤的封嚴結構8b和中間封嚴結構的封嚴結構形式保持一致。為了安裝方便起見，所述前輪盤的封嚴結構8a與后輪盤的封嚴結構8b之間的軸向距離L大于或等于徑向騎縫銷釘孔的孔徑。

圖3是階梯狀密封環(huán)的結構示意圖。階梯狀密封環(huán)7的中間圓環(huán)的圓周上加工有中間封嚴結構8c，本實施例中采用蓖齒封嚴結構。所述中間封嚴結構8c還可采用石墨封嚴、刷式封嚴或蜂窩封嚴。階梯狀密封環(huán)7兩側的圓環(huán)徑向厚度h1為中間圓環(huán)徑向厚度h2的1/5～1/2。在所述階梯狀密封環(huán)7的中間圓環(huán)的圓周上加工有中間封嚴結構8c，解決了由于在燃氣輪機摩擦傳扭面5處增加徑向騎縫銷釘6所帶來的封嚴缺口，達到了提高燃氣輪機整機效率的作用。