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CN109057877B - 一种氦气涡轮机用涡轮静子结构 - Google Patents

一种氦气涡轮机用涡轮静子结构 Download PDF

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Abstract

一种氦气涡轮机用涡轮静子结构,涉及涡轮机领域。现有的涡轮机应用到核反应堆中存在整个透平机匣成一体状、不便于拆装、涡轮静子结构整体过长、氦气做功的效率低的问题。本发明包括进气机匣、涡轮机匣、排气机匣、导向器、封严护环和轴承壳体，进气机匣后端的法兰与涡轮机匣前端的法兰通过螺栓连接，涡轮机匣后端的法兰与排气机匣前端的法兰通过螺栓连接；轴承壳体前端的法兰与排气机匣内部中间偏上位置的法兰通过螺栓连接；排气机匣的后端插到轴承壳体尾部的卡槽内；6级导向器组与6级封严护环依次逐一安装在进气机匣和排气机匣的卡槽内。本发明用于氦气涡轮机中。

Description

一种氦气涡轮机用涡轮静子结构
技术领域
本发明涉及涡轮机领域，尤其涉及一种氦气涡轮机用涡轮静子结构。
背景技术
现有的涡轮静子结构不适用于氦气涡轮机的做功，现有的涡轮机应用到核反应堆中整个透平机匣成一体状，不便于拆装；并且涡轮静子结构整体过长，使核反应堆中氦气进入到涡轮机中作用到动叶片上的气体初温低、氦气做功的效率低,无法满足气动设计的性能要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的涡轮机应用到核反应堆中整个透平机匣成一体状，不便于拆装；并且涡轮静子结构整体过长，氦气做功的效率低的问题。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：所述的氦气涡轮机用涡轮静子结构包括透平机匣、导向器、封严护环和轴承壳体，所述的轴承壳体伸入到透平机匣的尾部内并进行固定连接，封严护环和多组导向器固定在透平机匣内部的卡槽里；
所述的透平机匣包括进气机匣、涡轮机匣和排气机匣，所述的进气机匣和涡轮机匣的前后两端分别带有法兰，所述的排气机匣的前端与内部中间偏上的位置分别带有法兰，所述的轴承壳体的前端带有法兰，尾端带有卡槽；
所述的进气机匣后端的法兰与涡轮机匣前端的法兰通过螺栓连接，涡轮机匣后端的法兰与排气机匣前端的法兰通过螺栓连接；
所述的轴承壳体的前端伸入到排气机匣内，尾端处于排气机匣外；轴承壳体前端的法兰与排气机匣内部中间偏上位置的法兰通过螺栓连接；排气机匣的后端插到轴承壳体尾部的卡槽内；
所述的导向器共分为6级导向器组，前3级导向器组依次安装在进气机匣的卡槽内，后3级导向器组依次安装在涡轮机匣的卡槽内，每级导向器组之间设置一级封严护环并卡在透平机匣的卡槽内，处于涡轮机匣尾端的第6级导向器组与排气机匣之间也设置了一级封严护环。
本发明的有益效果是：本发明首次应用到氦气轮机中；
本发明的透平机匣由三部分组成，通过法兰进行连接，便于拆装；前3级导向器组和前3级封严护环都设置在进气机匣内，因此前3级喷嘴环与动叶环也都安装在进气机匣内，这样的设计缩短了整个涡轮静子的结构，有效提高了进气的初温和氦气做功的效率。
附图说明
图1为涡轮静子结构的整体结构示意图；
图2为进气机匣的结构示意图；
图3为涡轮机匣的结构示意图；
图4为内机匣的结构示意图；
图5为排气机匣的结构示意图；
图6为轴承壳体的示意图；
图7为导向器的结构示意图；
图8为封严护环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的氦气涡轮机用涡轮静子结构包括透平机匣1、导向器2、封严护环3和轴承壳体4，所述的轴承壳体4伸入到透平机匣1的尾部内并进行固定连接，封严护环3和多组导向器2固定在透平机匣1内部的卡槽里；
所述的透平机匣包括进气机匣1-1、涡轮机匣1-2和排气机匣1-3，所述的进气机匣1-1和涡轮机匣1-2的前后两端分别带有法兰，所述的排气机匣1-3的前端与内部中间偏上的位置分别带有法兰，所述的轴承壳体4的前端带有法兰，尾端带有卡槽；
所述的进气机匣1-1后端的法兰与涡轮机匣1-2前端的法兰通过螺栓连接，涡轮机匣1-2后端的法兰与排气机匣1-3前端的法兰通过螺栓连接；
所述的轴承壳体4的前端伸入到排气机匣1-3内，尾端处于排气机匣1-3外；轴承壳体4前端的法兰与排气机匣1-3内部中间偏上位置的法兰通过螺栓连接；排气机匣1-3的后端插到轴承壳体4尾部的卡槽内；
所述的导向器2共分为6级导向器组，前3级导向器组依次安装在进气机匣1-1的卡槽内，后3级导向器组依次安装在涡轮机匣1-2的卡槽内，每级导向器组之间设置一级封严护环3并卡在透平机匣1的卡槽内，处于涡轮机匣2尾端的第6级导向器组与排气机匣1-3之间也设置了一级封严护环3。
本发明的透平机匣由进气机匣1-1、涡轮机匣1-2和排气机匣1-3这三部分组成，并通过法兰进行连接有三点好处，一是整机强度、振动特性良好，结构安全可靠，零部件间连接和定位牢靠；二是便于拆装、调整和维护，延长了涡轮运行的寿命；三是具有较好的加工工艺性，较低的成本；前3级导向器组和前3级封严护环3都设置在进气机匣1-1内，因此前3级喷嘴环与动叶环也都安装在进气机匣1-1内，这样的设计缩短了整个涡轮静子的结构，有效提高了进气的初温和氦气做功的效率。
具体实施方式二：结合图1、2和4说明本实施方式，
如图2所示：所述的进气机匣1-1的内部还设置了一个内机匣1-4，前3级导向器组以及前3级封严护环3依次交替地安装在内机匣1-4的卡槽内，并通过内机匣1-4固定在进气机匣1-1的内部；
如图4所示：所述的内机匣1-4尾端带有法兰；如图2所示：进气机匣1-1的尾端带有销钉孔，内机匣1-4的前端卡在进气机匣1-1内的卡槽中，尾端的法兰通过销钉固定在进气机匣1-1的尾端的销钉孔中；
如图2所示：所述的进气机匣1-1与内机匣1-4之间形成第四冷却气体通道1-5。
在进气机匣内设置内机匣，方便导向器组与封严护环的拆卸、维修。
其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图2和图5所示：本实施方式所述的进气机匣1-1上还带有两个进气孔，所述的进气孔与进气机匣1-1内周向设置的进气通道1-1-1相通；所述的排气机匣1-3内周向设置排气通道1-3-1。
高温氦气通过进气孔进入到进气通道，并通过导向器组进行导流，然后作用到转子的动叶片上。
其他组成及连接方式与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图2所示：本实施方式所述的进气机匣1-1、内机匣1-4和第一级导向器上分别设置了第一冷却气体通道5、第二冷却气体通道1-4-1和第三冷却气体通道2-4。
冷却气流依次通过第一冷却气体通道5、第四冷却气体通道1-5、第二冷却气体通道1-4-1和第三冷却气体通道2-1进入到透平机匣内。
其他组成及连接方式与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：如图1、2和5所示，本实施方式所述的进气机匣1-1和排气机匣1-3的内壁上分别铺设有保温层，第2级导向器组以及后3级导向器组中的导向器与机匣之间也设置有保温层。
其他组成及连接方式与具体实施方式一至四任意一项相同。
具体实施方式六：结合图3、4、7和8说明本实施方式，本实施方式所述的导向器2的左端带有第一导向器固定部2-1和第一卡槽2-3，右端带有第二导向器固定部2-2；所述的封严护环3的左端带有第一护环固定部3-3和第二卡槽3-1，右端带有第二护环固定部3-2；
所述的透平机匣1内侧分别设置有6个导向器卡槽1-1-2和6个护环卡槽1-1-3，所述的导向器卡槽1-1-2与护环卡槽1-1-3交替排列；所述的导向器卡槽1-1-2的左端带有导向器卡槽固定部1-1-4，护环卡槽1-1-3的左端带有护环卡槽固定部1-1-5；
所述的第一导向器固定部2-1固定在导向器卡槽1-1-2内，导向器卡槽固定部1-1-4与第二护环固定部3-2固定在第一卡槽2-3内，所述的第二导向器固定部2-2和护环卡槽固定部1-1-5固定在第二卡槽3-1内，所述的第一护环固定部3-3固定在护环卡槽1-1-3内。
通过在导向器和封严护环上分别设置卡槽和固定部,并进行固定连接,减小了整个透平机匣的尺寸。
其他组成及连接方式与具体实施方式一至五任意一项相同。

Claims (5)

1.一种氦气涡轮机用涡轮静子结构,包括透平机匣(1)、导向器(2)、封严护环(3)和轴承壳体(4)，所述的轴承壳体(4)伸入到透平机匣(1)的尾部内并进行固定连接，封严护环(3)和多组导向器(2)固定在透平机匣(1)内部的卡槽里；
其特征在于：所述的透平机匣包括进气机匣(1-1)、涡轮机匣(1-2)和排气机匣(1-3)，所述的进气机匣(1-1)和涡轮机匣(1-2)的前后两端分别带有法兰，所述的排气机匣(1-3)的前端与内部中间偏上的位置分别带有法兰，所述的轴承壳体(4)的前端带有法兰，尾端带有卡槽；
所述的进气机匣(1-1)后端的法兰与涡轮机匣(1-2)前端的法兰通过螺栓连接，涡轮机匣(1-2)后端的法兰与排气机匣(1-3)前端的法兰通过螺栓连接；
所述的轴承壳体(4)的前端伸入到排气机匣(1-3)内，尾端处于排气机匣(1-3)外；轴承壳体(4)前端的法兰与排气机匣(1-3)内部中间偏上位置的法兰通过螺栓连接；排气机匣(1-3)的后端插到轴承壳体(4)尾部的卡槽内；
所述的导向器(2)共分为6级导向器组，前3级导向器组依次安装在进气机匣(1-1)的卡槽内，后3级导向器组依次安装在涡轮机匣(1-2)的卡槽内，每级导向器组之间设置一级封严护环(3)并卡在透平机匣(1)的卡槽内，处于涡轮机匣(1-2)尾端的第6级导向器组与排气机匣(1-3)之间也设置了一级封严护环(3)；
所述的进气机匣(1-1)的内部还设置了一个内机匣(1-4)，前3级导向器组以及前3级封严护环(3)依次安装在内机匣(1-4)的卡槽内，并通过内机匣(1-4)固定在进气机匣(1-1)的内部；
所述的内机匣(1-4)尾端带有法兰，进气机匣(1-1)的尾端带有销钉孔，内机匣(1-4)的前端卡在进气机匣(1-1)内的卡槽中，尾端的法兰通过销钉固定在进气机匣(1-1)的尾端的销钉孔中；
所述的进气机匣(1-1)与内机匣(1-4)之间形成第四冷却气体通道(1-5)。
2.根据权利要求1所述的涡轮静子结构，其特征在于：所述的进气机匣(1-1)上还带有两个进气孔，所述的进气孔与进气机匣(1-1)内周向设置的进气通道(1-1-1)相通；所述的排气机匣(1-3)内周向设置排气通道(1-3-1)。
3.根据权利要求2所述的涡轮静子结构，其特征在于：所述的进气机匣(1-1)、内机匣(1-4)和第一级导向器上分别设置了第一冷却气体通道(5)、第二冷却气体通道(1-4-1)和第三冷却气体通道(2-4)。
4.根据权利要求3所述的涡轮静子结构，其特征在于：所述的进气机匣(1-1)和排气机匣(1-3)的内壁上分别铺设有保温层，第2级导向器组以及后3级导向器组中的导向器与机匣之间也设置有保温层。
5.根据权利要求4所述的涡轮静子结构，其特征在于：所述的导向器(2)的左端带有第一导向器固定部(2-1)和第一卡槽(2-3)，右端带有第二导向器固定部(2-2)；所述的封严护环(3)的左端带有第一护环固定部(3-3)和第二卡槽(3-1)，右端带有第二护环固定部(3-2)；
所述的透平机匣(1)内侧分别设置有6个导向器卡槽(1-1-2)和6个护环卡槽(1-1-3)，所述的导向器卡槽(1-1-2)与护环卡槽(1-1-3)交替排列；所述的导向器卡槽(1-1-2)的左端带有导向器卡槽固定部(1-1-4)，护环卡槽(1-1-3)的左端带有护环卡槽固定部(1-1-5)；
所述的第一导向器固定部(2-1)固定在导向器卡槽(1-1-2)内，导向器卡槽固定部(1-1-4)与第二护环固定部(3-2)固定在第一卡槽(2-3)内，所述的第二导向器固定部(2-2)和护环卡槽固定部(1-1-5)固定在第二卡槽(3-1)内，所述的第一护环固定部(3-3)固定在护环卡槽(1-1-3)内。
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