CN104613499B - 一种燃气轮机过渡段结构及燃气轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃气轮机技术领域，提供了一种燃气轮机过渡段结构及燃气轮机，包括出口端互相分离的呈扇形的上壁和下壁；所述上壁和下壁的外侧设置有侧密封件，使得所述上壁和下壁的两侧之间实现密封；所述上壁固定有第一连接件，用于将所述上壁与透平内缸固定连接；所述下壁上固定有限位件，用于限定所述下壁的径向移动；所述侧密封件包括第二连接件，用于与透平内缸连接。该结构可有效防止过渡段出口因棘轮效应导致开口变小，并降低结构的复杂性，方便拆装。除此以外，由于原本容易受热应力变形的侧壁结构不复存在，从而避免过渡段结构的出口处低周疲劳导致的侧壁翘曲甚至破裂，以及密封结构的脱落；防止了空气直接进入热通道。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机过渡段结构及燃气轮机。
背景技术
传统的燃气轮机过渡段包括圆形入口101和扇形出口102，请参见图1。过渡段的扇形出口102由于结构特殊，在长期的工作过程中，容易出现由低周疲劳引起的变形。当启动和停止燃气轮机的操作被重复时，过渡段的扇形出口102热应力容易引起低周疲劳。此时在过渡段的扇形出口102处，由于侧壁的厚度小于上、下壁的侧壁，因此硬度较高的上、下壁由于强度较高不容易发生变形，而在侧壁内则会引起强制热变形，即所谓的“棘轮效应”。
进一步地，当燃气轮机燃烧室重复启动和停止时，由于热变形导致的金属疲劳被累积，从而在侧壁内产生翘曲甚至破裂。在此基础上，过渡段扇形出口102处的变形也容易导致密封结构的脱落，使得压缩空气直接进入热通道，造成额外的压力损失，从而不利于燃气轮机热效率的提高。
有鉴于此，亟待对现有燃气轮机过渡段的结构进行改进。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是对现有技术的燃气轮机过渡段的结构进行改进，解决过渡段侧壁容易变形的情况。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气轮机过渡段结构，包括出口端互相分离的呈扇形的上壁和下壁；所述上壁和下壁的外侧设置有侧密封件，使得所述上壁和下壁的两侧之间实现密封；
所述上壁固定有第一连接件，用于将所述上壁与透平内缸固定连接；所述下壁上固定有限位件，用于限定所述下壁的径向移动；所述侧密封件包括第二连接件，用于与透平内缸连接。
优选地，所述第一连接件包括固定在上壁上的多个上拉环，多个紧固螺栓，以及后支架；所述紧固螺栓的一端穿过所述后支架上的第一紧固螺栓孔后与所述上拉环连接；所述后支架上还开设有第二紧固螺栓孔，用于实现后支架与透平内缸的紧固螺栓连接。
优选地，所述限位件包括多个下拉环、锁定销和导向销；所述锁定销和导向销的一端穿过所述下拉环后和透平内缸连接。
优选地，所述导向销的长度大于所述锁定销的长度。
优选地，所述第二连接件为悬挂板，用以将所述侧密封件固定悬挂在透平内缸上。
优选地，所述侧密封件上开设有第二冷却通孔。
优选地，所述第二冷却通孔与过渡段的出口端连通。
优选地，所述侧密封件沿着所述上壁或者下壁的轴向呈渐开的形状。
优选地，所述上壁和下壁靠近出口端的位置处均开设有第一冷却通孔。
一种燃气轮机，包括本发明所述的燃气轮机过渡段结构。
(三)有益效果
本发明的技术方案具有以下优点：本发明的燃气轮机过渡段结构，由于呈扇形的上壁和下壁在出口端位置互相分离，并通过上壁和下壁外侧的侧密封件实现密封，该结构可有效防止过渡段出口因棘轮效应导致开口变小，并降低结构的复杂性，方便拆装。除此以外，由于原本容易受热应力变形的侧壁结构不复存在，从而避免过渡段结构的出口处低周疲劳导致的侧壁翘曲甚至破裂，以及密封结构的脱落；防止了空气直接进入热通道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的过渡段结构的结构示意图；
图2是本发明的燃气轮机过渡段结构除去后支架和侧密封件的结构示意图；
图3是本发明的燃气轮机过渡段结构除去侧密封件的结构示意图；
图4是本发明的燃气轮机过渡段结构的使用状态立体示意图；
图5是本发明的燃气轮机过渡段结构的使用状态的剖视示意图；
图中：1、过渡段结构；2、透平一级静叶；3、透平内缸；4、上壁；5、下壁；6、上拉环；7、下拉环；8、导向销；9、第一冷却通孔；10、锁定销；11、后支架；12、紧固螺栓；13、侧密封件；14、悬挂板；15、第二冷却通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参见图2，该图为本实施例的燃气轮机过渡段结构1，包括出口端互相分离的呈扇形的上壁4和下壁5。由于上壁4和下壁5是分离的，因此出口端的径向尺寸和位置由上壁4和下壁5两组结构分开控制。为了降低过渡段结构1的出口端的温度，并对下游的透平一级静叶2起到一定的保护作用，优选在上壁4和下壁5靠近出口端的位置处均开设有第一冷却通孔9。此外，所述上壁4固定有第一连接件，用于将所述上壁4与透平内缸3固定连接；所述下壁5上固定有限位件，用于限定所述下壁5的径向移动。
本实施例中，所述第一连接件优选但不必须包括固定在上壁4上的多个上拉环6，多个紧固螺栓12，以及后支架11，请参见图3。所述紧固螺栓12的一端穿过所述后支架11上的第一螺栓孔后与所述上拉环6连接；所述后支架11上还开设有第二螺栓孔，用于实现后支架11与透平内缸3的螺栓连接。所述下壁5上固定的限位件，优一端穿过所述下拉环7后和透平内缸3连接。导向销8的轴向长度大于锁定销10的轴向长度，目的在于方便锁定销10的安装；锁定销10的目的在于限定下壁5的径向位置。
通过燃气轮机过渡段结构1的高温燃气穿过过渡段内部以后，经过过渡段结构1的出口端进入透平一级静叶2，为了防止压缩空气进入过渡段结构1内部造成压力损失，过渡段结构1出口端的上、下壁5之间需要实现密封。本实施例中在上壁4和下壁5的外侧设置有侧密封件13，且所述侧密封件13紧邻所述上壁和下壁的两侧，使得所述上壁4和下壁5的两侧之间实现密封，请参见图4，其中，“外侧”指的是远离所述燃气轮机过渡段结构1的中心的位置。侧密封件13不和上、下壁直接连接，而是通过第二连接件与透平内缸3连接，因此其能够相对上、下壁移动。此外，侧密封件13能够覆盖上壁4和下壁5之间相分离的区域，保证密封性。通过采用本实施例中上、下壁分离的结构，结合侧密封件13进行密封，从而能够减弱过渡段的变形，避免过渡段出口因棘轮效应导致开口收缩，并延长过渡段的使用寿命。
本实施例中，优选所述第二连接件优选为悬挂板14，用以将所述侧密封件13固定悬挂在透平内缸3上。除此以外，为了防止侧密封件13与燃气直接接触的部分因温度过高导致烧蚀，在侧密封件13上开设有第二冷却通孔15；且优选所述第二冷却通孔15与过渡段的出口端连通，从而能够进一步实现过渡段的冷却。该侧密封件13为了起到传统过渡段结构1中的侧密封的作用，显然其内侧面优选为平面，而其整体形状优选与过渡段末端的形状相适配，沿着所述上壁或者下壁的轴向呈渐开的形状；安装完过渡段结构1及侧密封件13之后，不需要再***侧密封片，故降低了安装的复杂性。
将本实施例提供的燃气轮机过渡段结构1和透平内缸3连接，请参见图5，由于原本容易受热应力变形的侧壁结构不复存在，从而避免过渡段结构1的出口处低周疲劳导致的侧壁翘曲甚至破裂，以及密封结构的脱落；在此基础上，防止压缩空气进入过渡段内部造成压力损失。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种燃气轮机过渡段结构，其特征在于，包括出口端互相分离的呈扇形的上壁和下壁；所述上壁和下壁的外侧设置有侧密封件，使得所述上壁和下壁的两侧之间实现密封；
所述上壁固定有第一连接件，用于将所述上壁与透平内缸固定连接；所述下壁上固定有限位件，用于限定所述下壁的径向移动；所述侧密封件包括第二连接件，用于与透平内缸连接；所述侧密封件沿着所述上壁或者下壁的轴向呈渐开的形状。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述第一连接件包括固定在上壁上的多个上拉环，多个紧固螺栓，以及后支架；所述紧固螺栓的一端穿过所述后支架上的第一紧固螺栓孔后与所述上拉环连接；所述后支架上还开设有第二紧固螺栓孔，用于实现后支架与透平内缸的紧固螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述限位件包括多个下拉环、锁定销和导向销；所述锁定销和导向销的一端穿过所述下拉环后和透平内缸连接。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述导向销的长度大于所述锁定销的长度。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述第二连接件为悬挂板，用以将所述侧密封件固定悬挂在透平内缸上。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述侧密封件上开设有第二冷却通孔。
7.根据权利要求6所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述第二冷却通孔与过渡段的出口端连通。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的燃气轮机过渡段结构，其特征在于，所述上壁和下壁靠近出口端的位置处均开设有第一冷却通孔。
9.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的燃气轮机过渡段结构。
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