燃气轮机及其旋流装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气轮机及其旋流装置，所述旋流装置包括外环、内环和端板，所述外环上设有进气孔；所述内环设在所述外环内，所述内环与所述外环之间形成环形通道，所述内环上设有多个通气孔；所述端板与所述外环和所述内环相连以封闭所述环形通道的第一端；其中经所述进气孔进入所述环形通道内的一部分气流通过所述环形通道的第二端流出所述环形通道，经所述进气孔进入所述环形通道内的另一部分气流通过所述通气孔进入所述内环内侧且形成回旋流并从所述内环流出。本发明专利技术的燃气轮机的旋流装置，可以避免两股气流相互干扰的问题，提高了冷却和密封的效果。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机及其旋流装置
本专利技术涉及燃气轮机
，具体地涉及一种燃气轮机的旋流装置以及具有该旋流装置的燃气轮机。
技术介绍
在燃气轮机中，燃烧室内产生的燃烧气体送入透平中以驱动透平旋转，由于燃烧气体的温度很高，透平的第一级叶轮处于高温环境下，因此需要采用冷却空气进行冷却。相关技术中，径向气流由包括多个TOBI喷嘴(TangentialOnBoardInjectionNozzle)的喷嘴环产生回旋流，该回旋流的旋转方向与第一级轮盘的旋转方向相同，以在冷却第一级轮盘时避免第一级轮盘驱动能量的损失；轴向气流通过在相邻TOBI喷嘴之间穿过的气体供给通道供给到第一级静叶和第一级动叶之间的间隙，起到冷却的作用的同时能够密封该间隙。然而，上述结构轴向气流和径向气流在喷嘴环上存在相互干扰的情况，降低冷却和密封效果。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个方面提出一种燃气轮机的旋流装置,该旋流装置能够避免气流相互干扰的问题，提高了冷却和密封效果。本专利技术另一方面还提出了一种具有根据本专利技术一个方面的旋流装置的燃气轮机。根据本专利技术第一方面的实施例的燃气轮机的旋流装置包括外环，所述外环上设有进气孔；内环，所述内环设在所述外环内，所述内环与所述外环之间形成环形通道，所述内环上设有多个通气孔；端板，所述端板与所述外环和所述内环相连以封闭所述环形通道的第一端；其中经所述进气孔进入所述环形通道内的一部分气流通过所述环形通道的第二端流出所述环形通道，经所述进气孔进入所述环形通道内的另一部分气流通过所述通气孔进入所述内环内且形成回旋流并从所述内环流出。根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置，可以实现一股气流流入、两部分气流流出，避免现有的径向气流和轴向气流相互干扰的问题，提高了冷却和密封的效果。在一些实施例中，所述通气孔的中心轴线偏离所述内环的中心。在一些实施例中，在所述通气孔的轴向截面上，所述通气孔的两侧壁为彼此平行的直线。在一些实施例中，多个所述通气孔沿所述内环的周向均匀间隔布置。在一些实施例中，所述内环的第二端从所述外环内伸出。在一些实施例中，所述进气孔为多个，多个所述进气孔沿所述外环的周向均匀间隔布置。在一些实施例中，所述进气孔的中心轴线通过所述外环的中心，且在所述进气孔的轴向截面上，所述进气孔的两侧壁为彼此平行的直线。在一些实施例中，所述进气孔为四个且沿所述外环的周向均匀间隔布置，所述进气孔的中心轴线通过所述外环的中心，单个所述进气孔的横截面积大于单个所述通气孔的横截面积。在一些实施例中，所述外环和所述内环均为圆环。根据本专利技术第二方面的实施例的燃气轮机包括：透平壳体；多个静叶，多个所述静叶以环绕方式设在所述透平壳体的内壁上；轮盘，所述轮盘设在所述透平壳体内；多个动叶，多个所述动叶以环绕方式设在所述轮盘上，所述动叶与所述静叶之间具有间隙；旋流装置，所述旋流装置为根据本专利技术第一方面实施例所述的燃气轮机的旋流装置，所述旋流装置设在位于所述静叶的上游侧，所述一部分气流流向所述间隙，所述另一部分气流流向所述轮盘。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的燃气轮机的旋流装置的整体结构示意图。图2是根据本专利技术的实施例的燃气轮机的旋流装置的截面图。图3是根据本专利技术的实施例的燃气轮机的整体结构示意图。附图标记：旋流装置100，外环1，内环2，端板3，进气孔4，环形通道5，通气孔6，轮盘200，静叶300，动叶400，第一静止件500，第二静止件600，环形件700。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1-3所示，根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置100包括外环1、内环2和端板3，外环1上设有进气孔4，燃气轮机的透平内的沿透平的径向流入的气流可通过进气孔4进入该旋流装置内。内环2设在外环1内，内环2与外环1之间形成环形通道5，内环2上设有多个通气孔6，可以理解的是，透平内的径向气流通过进气孔4进入该环形通道5内，且环形通道5内的部分气流可通过通气孔6进入内环2内；端板3与外环1和内环2相连以封闭环形通道5的第一端，换言之，如图1、3所示，端板3为环形，端板3设于外环1和内环2的后端且端板3的外周缘连接外环1相连，端板3的内周缘连接内环2，从而端板3将环形通道5的后端封闭。具体地，外环1和内环2均为圆环，端板3为圆环形端板。这里，需要理解的是，端板可以为独立于内环和/或外环的部件，也可以是与内环或外环成一体。可以理解的是，气流从该旋流装置的朝向箭头指示的方向流出，则气流流出的方向为“前”，即图1所示的右侧；与该方向相背离的为“后”，即图1所示的左侧。燃气轮机的透平内的沿透平的径向进入的气流经进气孔4进入外环1和内环2之间的环形通道5内，由于环形通道5的左端封闭、右端开口，则环形通道5内的一部分气流通过环形通道5的右端流出环形通道5，并流向透平内的动叶和静叶之间的间隙内，既能冷却动叶根部和轮盘前段，也能密封动叶和静叶之间的间隙，防止高温气体侵入；环形通道5内的另一部分气流通过内环2上的通气孔6进入内环2内，且通过多个通气孔6进入内环2内且形成回旋流，由于在透平内，左侧为高压侧，右侧为低压侧，气流由高压侧流向低压侧，故内环2内的回旋流会在内环2的右端流出，并流向轮盘以冷却该轮盘，由于冷却轮盘的气流为旋转方向与该轮盘旋转方向一致的回旋流，则避免了旋转能量的损失。根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置，无需向透平内提供轴向气流，仅通入径向气流即可实现一部分气流进入动叶和静叶之间的间隙，另一部分气流流向轮盘，且两部分气流不存在相互干扰的问题，并避免了现有技术中径向气流和轴向气流相互干扰的问题，提高了冷却和密封的效果。在一些实施例中，内环2上的通气孔6的中心轴线偏离内环2的中心。换言之，内环2上的通气孔6的中心轴线不穿过内环2的中心，例如图2所示的在内环2的横截面上，多个通气孔6相对于其各自对应位置的内环2的径向倾斜设置，以将流出通气孔6的气流形成逆时针旋转的回旋流。在一些实施例中，如图2所示，在通气孔6的轴向截面上，通气孔6的两侧壁为彼此平行的直线，换言之，通气孔6为不弯曲的直孔。更进一步地，多个通气孔6沿内环2的周向均匀间隔布置。根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置，通过设置上述形式的直斜孔，即可将进入内环2内的气流形成回旋流，而且结构简单，降低了加工难度，提高了适用性。在一些实施例中，内环2的第二端(图1、3所示)从外环1内伸出。如图1、3所示，内环2的后端和外环1的后端平齐，内环2的前端伸出外环1，且内环2的前端位于外环1的前端的前侧。可以理解的是，该前侧并不是至正前方，由于内环2位于外环1的内侧，则该前侧应该理解为图1、3所示的向内倾斜的斜前方。根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置，环形通道5内的一部分空气在环形通道5的开口处沿内环2的伸出端(前端)流向静叶和动叶之间的间隙。在一些实施例中，如图2所示，外环1上的进气孔4为多个，多个进气孔4沿外环1的周向均匀间隔布置，根据本专利技术实施例的燃气轮机的旋流装置，通过均匀布置多个进气孔4，可以提高进气的均匀性。具体地，进气孔4的中心轴线通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机的旋流装置，其特征在于，包括：外环，所述外环上设有进气孔；内环，所述内环设在所述外环内，所述内环与所述外环之间形成环形通道，所述内环上设有多个通气孔；端板，所述端板与所述外环和所述内环相连以封闭所述环形通道的第一端；其中经所述进气孔进入所述环形通道内的一部分气流通过所述环形通道的第二端流出所述环形通道，经所述进气孔进入所述环形通道内的另一部分气流通过所述通气孔进入所述内环内且形成回旋流并从所述内环流出。

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机的旋流装置，其特征在于，包括：外环，所述外环上设有进气孔；内环，所述内环设在所述外环内，所述内环与所述外环之间形成环形通道，所述内环上设有多个通气孔；端板，所述端板与所述外环和所述内环相连以封闭所述环形通道的第一端；其中经所述进气孔进入所述环形通道内的一部分气流通过所述环形通道的第二端流出所述环形通道，经所述进气孔进入所述环形通道内的另一部分气流通过所述通气孔进入所述内环内且形成回旋流并从所述内环流出。2.根据权利要求1所述的燃气轮机的旋流装置，其特征在于，所述通气孔的中心轴线偏离所述内环的中心。3.根据权利要求2所述的燃气轮机的旋流装置，其特征在于，在所述通气孔的轴向截面上，所述通气孔的两侧壁为彼此平行的直线。4.根据权利要求3所述的燃气轮机的旋流装置，其特征在于，多个所述通气孔沿所述内环的周向均匀间隔布置。5.根据权利要求1所述的燃气轮机的旋流装置，其特征在于，所述内环的第二端从所述外环内伸出。6.根据权利要求1所述的燃气轮机的旋流装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢意，张彦春，叶超，高长亮，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11