[發明專利]一種燃驅壓縮機組用動力渦輪進口導向器

有效

• 申請號: 202010589817.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111794807B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 林楓;牛夕瑩;馬濤;林洪飛;李宗全;李國強
• 申請（專利權）人: 中船重工龍江廣瀚燃氣輪機有限公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D25/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種燃驅壓縮機組用動力渦輪進口導向器，它涉及一種動力渦輪進口導向器。本發明為了解決現有的渦輪進口導向器存在結構復雜、軸向尺寸較長、損失較大且可實現性差的問題。本發明的內罩殼(7)套裝在隔離罩(5)上，機匣(1)套裝在內罩殼(7)外側并通過導葉組(3)與內罩殼(7)連接，導葉組(3)通過導葉組壓環(4)壓裝在隔離罩(5)的下部，導葉組(3)通過護環(2)壓裝在隔離罩(5)的上部，冷卻系統由上至下依次開設在機匣(1)、導葉組(3)、內罩殼(7)和隔離罩(5)上；機匣(1)為大子午擴張角機匣，機匣(1)與內罩殼(7)之間的流道形狀為S形。本發明用燃驅壓縮機組。

技術領域

本發明涉及一種動力渦輪進口導向器。具體涉及一種用于燃驅壓縮機組連接燃氣發生器渦輪與動力渦輪大子午擴張結構形式、軸向尺寸較短、損失較小的動力渦輪進口導向器。

背景技術

燃氣輪機具有功率密度大、反應迅速等特點，在發電、機械驅動等領域得到廣泛應用?，F代燃氣輪機正朝著大功率、高效率、高穩可靠性的方向發展，高性能及高可靠性的動力渦輪是燃氣輪機工作經濟性、安全性和功能實現的重要保障。

用于天然氣輸送管線驅動壓縮機組的燃氣輪機通常采用帶動力渦輪的結構，這種燃氣輪機的燃氣發生器渦輪轉速與動力渦輪轉速相比要高很多，加之由于燃氣發生器渦輪工作溫度較高，為確保壽命及可靠性，燃氣發生器渦輪的徑向尺寸一般較小。而動力渦輪一般采用2級結構，徑向尺寸較大，導致燃氣發生器渦輪徑向尺寸比動力渦輪小。在盡量縮短燃氣輪機整機軸向尺寸的情況下，增大了燃氣發生器渦輪與動力渦輪之間的過渡段設計技術難度。動力渦輪進口導向器就起到渦輪過渡段的作用，其作為連接動力渦輪與燃氣發生器渦輪的流道，大多采用環形擴壓流道結構，主要作用是將燃氣發生器排氣氣流引至動力渦輪進口，其基本要求是：結構可靠，軸向尺寸盡量短，氣動損失盡量小。

國內外科研院所、高校對燃氣輪機及航空發動機渦輪過渡段開展了相關研究，科研人員的研究主要集中在過渡段流程與性能分析、流道型線優化，以及支板、擴壓率等參數對渦輪過渡段的影響。Honeywell公司的Paul開展了幾何參數對渦輪過渡段性能影響數值研究；Chalmers大學的Wallin和Arroyo對不同工況時的過渡段進行了研究；Durham大學的Norris和Dominy對比了兩種不同長短的渦輪過渡段性能；Marn開展了渦輪過渡段支板與下游渦輪導葉合為一體的研究。國內方面，西北工業大學的毛凱對大涵道比渦扇發動機渦輪過渡段開展了數值研究；哈爾濱工業大學的安柏濤開展了渦輪過渡段流道型線對損失的影響研究，孫志剛對某型燃氣輪機渦輪過渡段流場開展了優化設計；中航商用航空發動機有限公司的施鎏鎏開展了大擴張角渦輪過渡段性能試驗和數值研究；中國科學院的胡書珍開展了渦輪過渡段內部流動機理研究；中國燃氣渦輪研究院的唐洪飛開展了支板對大子午擴張渦輪流動損失影響研究，向傳國針對核心機出口整流支板開展了設計和流場分析。

顯然，動力渦輪進口導向器不僅影響著燃驅壓縮機組燃氣輪機整機性能，而且關乎機組結構可靠性，因此，承擔著燃氣發生器與動力渦輪結構連接及動力渦輪前端承力功能的動力渦輪進口導向器是燃驅壓縮機組燃氣輪機的重要組成部分。而目前國內外關于動力渦輪進口導向器結構的研究相對較少，現有的渦輪進口導向器如果要集成空氣系統，勢必造成結構復雜，由于燃氣發生器出口和渦輪進口導向器直徑相差較大，為保證高效連接，一般情況下軸向尺寸較長，而縮短進口導向器尺寸，會造成流道轉角大進而增加了氣動損失，并且由于流道轉角過大，導致相關零部件的結構突變較大，可實現性差。

綜上所述，現有的渦輪進口導向器存在結構復雜、軸向尺寸較長、損失較大且可實現性差的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的渦輪進口導向器存在結構復雜、軸向尺寸較長、損失較大且可實現性差的問題。進而提供一種燃驅壓縮機組用動力渦輪進口導向器。