[发明专利]燃气轮机轴向力调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机，尤其涉及一种燃气轮机轴向力调节装置。

背景技术

工业燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平三大部件。空气进入压气机后被压缩成高温高压的空气，然后供给燃烧室燃料燃烧，其产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。

燃气轮机在运行过程中，气流会对转子叶片及轮盘产生轴向力作用，从而产生轴向上的力，而为了防止转子发生轴向上的移动，推力轴承会承受来自燃气轮机转子的轴向力。目前，燃气轮机一般在压气机前端和透平后端分别设计一个径向轴承，在压气机设计一组主、副推力轴承，所述径向轴承安装的部位设有轴承座(一个压气机轴承座和一个透平轴承座)。转子通过两个径向轴承支撑在静子上，径向轴承只承受径向力。主、副推力轴承主要承受转子的轴向力，主推力轴承一般承受指向压气机出口方向的轴向力，副推力轴承承受指向压气机进口方向的轴向力。

为了使推力轴承所承受的轴向力不至于过大，现有技术一般是通过从压气机抽气，将具有一定压力的气流直接引入推力平衡腔室中；而通常推力平衡腔室设计定型后，所能提供的轴向力基本固定，无法在不改变后轴头结构的情况下对其进行主动的调节，限制了整个轴向推力系统的裕度。当整机轴向力超过推力轴承所能承受的工作范围时，需通过对推力平衡腔室内的压力进行调节，从而平衡轴向力。

针对上述问题，需要提供一种结构简单、密封性能可靠并且能精确控制压缩空气流量及压力的可调节装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单、性能可靠并且能精确控制压缩空气流量及压力的燃气轮机轴向力调节装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种燃气轮机轴向力调节装置，包括透平轴承座，透平轴承座中设有轴头，透平轴承座与轴头之间设有径向轴承，所述透平轴承座上开有引气腔，透平轴承座的内壁向内侧凸出形成配合部，所述配合部与所述轴头之间设有轴封环，所述轴封环的两侧分别是推力平衡腔室和用于放置径向轴承的轴承腔，所述引气腔与所述推力平衡腔室连通，所述轴封环上开有节流孔，所述节流孔将所述推力平衡腔室和轴承腔连通；还包括一个可活动的调节板，所述调节板能覆盖在所述轴封环的节流孔上，所述调节板的位置通过驱动机构控制。

优选地，所述轴封环的端面上开有限位槽，节流孔穿过限位槽，所述调节板位于所述限位槽中，所述驱动机构包括电机，电机的转轴上连有驱动杆，所述驱动杆的端部设有齿轮，所述调节板上设有齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合。

进一步地，所述调节板上开有长槽，所述齿条沿长槽长度方向设置在长槽中。

进一步地，所述限位槽的内壁设有限位凸起，通过限位凸起将调节板限制在限位槽中。

优选地，所述轴封环与轴头之间设有篦齿气封。

优选地，所述轴封环与轴头之间设有刷式密封。

优选地，所述节流孔垂直于轴头轴线的截面为圆弧形。

如上所述，本发明燃气轮机轴向力调节装置，具有以下有益效果：

本发明设有轴封环，并且在轴封环上开设节流孔，还包括一个可移动的调节板，通过推力轴承所反馈的温度及载荷信号对所述的调节板位置进行调整，改变气流通过节流孔的面积，从而调节推力平衡腔室内的压力，保证燃气轮机机组的轴向力平衡。

通过本发明能够对推力平衡腔室内的压力进行实时调节。此外，本发明中还安装有篦齿气封和刷式密封，从而能有效克服机组震动带来的密封性能不稳定的缺点。轴封环为环状结构，其形式简单、重量轻，省材且便于加工和安装。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为图1中A处放大图。

图3为图2中B向视图。

图中：1、透平轴承座 10、轴承11、引气腔

12、配合部2、轴头 3、轴封环

31、节流孔32、限位槽33、限位凸起

41、推力平衡腔室42、轴承腔5、调节板

51、齿条52、长槽6、驱动机构

61、电机62、驱动杆63、齿轮

71、篦齿气封72、刷式密封

具体实施方式