[实用新型]一种空气分离环及燃气轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种空气分离环及燃气轮机，更具体地涉及一种燃气轮机用的设置于透平轮盘前的空气分离环及应用该空气分离环的燃气轮机。

背景技术

目前，典型的燃气轮机的燃气透平主要由气缸、静叶(喷嘴)、转子、动叶、气封和排气扩压器等部件构成。由于燃气透平是在1000-1400度的高温条件下工作，除了承受各种机械力外，还得承受高温的作用。由此也会带来一系列的问题，如热膨胀、热对中、热应力、热变形、热冲击、热腐蚀，这也使得透平的结构更为的复杂。

虽然气体流动过程是连续的，但是进入压气机和进入透平的气体的压力和温度，从前到后依次分别递增和递减。每级工作叶片或导向叶片都存在着一个压力差。此外，压气机或透平各零、组件之间，尤其是转动件和静子件之间又不可避免的要留出间隙，燃气泄露必然发生。燃气的泄漏不仅给燃气轮机性能带来损失，而且恶化了有关零件的工作条件和环境，直接影响零、组件的寿命和可靠性，甚至造成机体的损坏。

燃气轮机中有各种各样的，盘腔结构中有高压冷却空气通过，并对其进行冷却和封严。目前燃气轮机转子上都开有一些通孔，构成转子冷却空气流路，使转子冷却气能够通过并冷却轮盘、动叶等转子部件，但燃气轮机的冷却过程复杂，有些机组甚至将转子冷却空气预先导出到机组外部进行冷却后，再注入燃机冷却透平转子。

另外，由于燃气轮机转子是燃气轮机的关键部件，其结构复杂，兵器需要工作在高温、高转速的条件下，在变工况运行时，内部热应力的变化是确定其寿命的重要前提，而且还制约着燃气轮机机组的启停次数和速度。因此，合理组织转子冷却一直是一项重要的课题。目前国外先进的航空发动机上已经成功的运用了转子冷却系统预旋进气这一先进的技术，冷却涡轮叶片用的高压气体由静盘上的预旋喷嘴流出，使得这股气体形成一个接近于轮盘涡轮叶片冷却空气进口的旋转速度，从而降低涡轮叶片的空气静温。

基于上述技术，传统燃气轮机在透平一级轮盘前设置了空气分离环结构，有效的将转子冷却气引导到转子轮盘，通过其后的流路冷却各级轮盘，但转子冷却气没有周向分速度，要通过高速旋转的轮盘，需要消耗一定的能量，使冷却空气的静温升高。另外由于传统燃气轮机在透平一级轮盘前设置了空气分离环结构，造成此处结构复杂，有一部分零件需要安装在转子轮盘上，对转子轮盘的设计和维修带来一定难度。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种空气分离环及燃气轮机，解决现有技术无法对转子冷却空气进行预旋，使得转子对冷却空气的需求量大问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空气分离环，包括空气导流环和篦齿封严环，所述空气导流环由外环、内环和若干导叶一体制成，所述内环与所述外环同轴设置，所述导叶均布于所述外环的内壁上，每个所述导叶均沿所述外环的径向设置，且各所述导叶的一端固定于所述外环上，另一端分别固定于所述内环的外壁上；所述篦齿封严环固定于所述内环的内壁上，且与所述内环同轴设置。

进一步的，前述内环的内壁上沿周向设有环形的固定槽，所述篦齿封严环上设有固定块，所述篦齿封严环通过所述固定块和固定槽配合固定于所述空气导流环上。

进一步的，前述外环的外壁上还设有凸棱。

进一步的，前述凸棱上沿其周向分布销钉槽。

本实用新型还提供了一种燃气轮机，包括上述的空气导流环，所述空气导流环固定于燃压缸上。

进一步的，前述燃压缸上沿周向设有环形的安装槽，所述安装槽的周向上设有若干与所述销钉槽匹配的销钉孔，所述定位销钉依次插入所述销钉孔和销钉槽内，所述销钉孔上还固定设有用于对定位销钉径向限制的压板。

进一步的，前述压板通过螺栓固定于所述燃压缸上。

进一步的，还包括透平一级轮盘，所述透平一级轮盘上设有突肩，所述突肩与设置于燃压缸上的蜂窝环配合，且其配合面上设有密封齿。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种空气分离环及燃气轮机，燃气轮机包括本实用新型公开的空气分离环，空气分离环包括空气导流环和篦齿封严环，空气导流环上设有导叶，使本实用新型提供的燃气轮机的结构更简单，且空气分离环可对转子的冷却空气进行预旋，有利于改进冷却结构设计，减少转子对冷却空气的需求量，从而提高了燃气轮机的性能。

附图说明

图1为本实用新型空气分离环的结构示意图；