[发明专利]一种燃气轮机高压转子防热振动变形的补强结构

说明书

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机高压转子防热振动变形的补强结构，包括转接轴、调整垫和衬套；所述燃气轮机的高压转子上具有篦齿盘，篦齿盘通过鼓筒轴连接到高压涡轮处；高压涡轮内连接有涡轮轴；所述衬套设于转接轴的一端；所述转接轴的一端通过所述衬套抵于篦齿盘的盘心处；转接轴的另一端伸至高压涡轮的中心处并抵于涡轮轴上；所述调整垫设置于衬套与转接轴的连接处并传递轴向的支撑力。利用了高压转子和高压涡轮的原有结构，有效弱化了零部件本身的弹性模量与热应力耦合变化对高压转子刚度产生的不利影响，降低了发动机工作的不同阶段中因高温和高温差造成的变形的问题，有力保障了燃气轮机的安全可靠运行。

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机高压转子防热振动变形的补强结构。

背景技术

燃气轮机是一种将燃气的能量转变为有用功的内燃式动力机械，在多个领域中被广泛应用，比如：应用于民用发电领域中或作为动力装置应用于飞机或大型船舶中。燃气轮机的工作过程是：压气机连续地从大气中吸入空气并对空气进行压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与燃烧室中喷入的燃气混合后燃烧，进而成为高温燃气，随即高温燃气流入到燃气涡轮处膨胀做功，并利用高温燃气推动涡轮带着压气机一起旋转；燃气轮机是一种清洁性好、效率高的装置，具有体积小、重量低等优点。

燃气轮机自问世以来，由于其具有功率大、体积小、启动快、工作稳定以及可使用多种燃料等优点，获得国内外的广泛认可，同时国内外众多科技工作者也对其开展了大量的研究工作，并在较短时间内已经取得了跨越式的发展。在燃气轮机方面的技术水平的优劣也同时反映了一个国家科学技术水平和军事实力的高低。

燃气轮机的零部件在工作时的温度很高，并且位于不同部位的零部件甚至同一零部件不同区域的温度都有可能有较大的差别；在燃气轮机的启动、高速运转以及停车等等过程中的不用阶段，燃气轮机上的各个零部件上的温度将会发生非常显著的变化。例如：在燃气轮机停车之后，燃气轮机内部的热量将会通过外机匣向外散发，而燃气轮机外层结构温度逐渐降低快，而内层结构温度依然较高，并且内层结构的温度降低速度慢，使得燃气轮机的整体呈外冷内热的状态，此外，在燃气轮机轴向上的各个区域处的零部件的温度也都不相同。

上述现象在高压压气机的高压转子和高压涡轮所在的区域上尤其明显。并且由于温度分布不均衡时将会产生的热应力，而这种热应力将会导致高压转子发生一定的热弯曲，从而导致燃气轮机内部的刚度矩阵发生变化，即：在较大的温差情况下，将会造成高压转子和高压涡轮之间的零部件的连接以及零部件本身会因为产生较大的热振动而发生变形，当变形情况严重时将有可能影响燃气轮机的安全运行。

目前，国内为应对高压转子可能产生的热振动变形问题所采取的处理措施较为单一，一方面是通过改变高压转子以及高压涡轮的结构，并对零部件的形状和尺寸等要素进行重新设计，例如：改变高压转子的叶盘或叶片的结构，使其内部的刚度合理分布；另一方面，技术人员也会通过改变零部件的材料来提升零部件本身的抗变形的能力，例如：将温度较高且温差变化较大部位的材料改为高温粉末合金，从而降低因高温和温差产生的热应力和热弯曲变形产生的不利影响。以上两种解决方案均存在一定的弊端，其中改变结构形式的方案，工作难度高，工作量大，大大增加了研发成本；改变材料的方案会带来成本增高以及未知的不确定因素，势必对燃气轮机的工作性能和可靠性造成一定的负面影响。

因此，有必要设计一种能够对已有燃气轮机的高压转子和高压涡轮之间的连接结构进行补强的结构，从而降低成本和难度。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本方案提供了一种燃气轮机高压转子防热振动变形的补强结构。

本发明所采用的技术方案为：

一种燃气轮机高压转子防热振动变形的补强结构，包括转接轴、调整垫和衬套；

所述燃气轮机的高压转子上具有篦齿盘，篦齿盘通过鼓筒轴连接到高压涡轮处；高压涡轮内连接有涡轮轴；