[发明专利]一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机的结构设计，特别涉及燃气轮机轮盘间的密封结构。

背景技术

压气机、燃烧室和涡轮是组成燃气轮机的三大部件，其中压气机和涡轮一般由多个轮盘组成。为减少轮盘间气体的轴向泄露，提高工作效率，需要在轮盘间增加相应的密封结构。

随着现代燃气轮机技术的发展，轮盘间的连接结构多采用分布式拉杆结构，此结构具有结构紧凑、装配简单等优点。但采用此连接结构时，轮盘间主要依靠摩擦力来传递扭矩。然而轮盘间的摩擦力是有限的，在燃气轮机机组短路、紧急停机等特殊情况下会出现摩擦力不足，传扭不足的现象。

为解决这一问题，就需要增加拉杆的数量或增大拉杆的直径，但是为了降低设计成本和装配方便，分布式拉杆的数量和直径不可能无限制地增大。目前更经济的解决办法是在轮盘之间增加径向骑缝销钉，作为特殊情况下的辅助传扭。

为了加工需要，增加径向骑缝销钉时，需在轮盘间轴向密封处开孔，这就导致压气机轮盘或涡轮轮盘间的气体泄漏量增大，从而极大地降低了燃气轮机的效率。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，在增加骑缝销钉又节约成本的同时，不会增加轮盘间气体的泄漏量，保证部件和整个燃气轮机的效率。

本发明多采用的技术方案如下：

一种燃气轮机轮盘间的轴向密封结构，该结构多个轮盘，在每级轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣上安装有静叶片，静叶片与所对应的轮盘之间安装有封严结构，相邻轮盘之间的摩擦传扭面处加工有多个径向骑缝销钉，其特征在于：相邻两个轮盘的封严结构之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径；在相邻两个轮盘封严结构之间安装有阶梯状密封环；在所述阶梯状密封环的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构；前轮盘的封严结构、后轮盘的封严结构和中间封严结构形式一致。

本发明的技术特征还在于：所述阶梯状密封环两侧的圆环径向厚度h1为中间圆环径向厚度h2的1/5～1/2。

本发明所述封严结构采用蓖齿、石墨、刷式或蜂窝封严。所述的径向骑缝销钉的个数在3～12之间。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明在轮盘间轴向密封处安装阶梯状密封环，并在阶梯状密封环的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构，增强了轮盘间轴向密封效果，减少了由于设置径向骑缝销钉而产生的气体泄漏，有效地提高了燃气轮机整机效率。

附图说明

图1是现有技术中燃气轮机轮盘间轴向密封结构示意图。

图2是本发明中燃气轮机轮盘间轴向密封结构实施例的结构示意图。

图3是阶梯状密封环的结构图。

图中符号说明如下：1a-前轮盘；1b-后轮盘；2a-前动叶片；2b-后动叶片；3-静叶片；4-燃气轮机机匣；5-摩擦传扭面；6-径向骑缝销钉；7-阶梯状密封环；8a-前轮盘的封严结构；8b-后轮盘的封严结构；8c-中间封严结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构和具体实施方式做进一步的说明。

图1是现有技术中燃气轮机轮盘间轴向密封结构示意图。该结构包括多个轮盘，在每个轮盘上安装有动叶片，在燃气轮机机匣上安装有静叶片3，静叶片与所对应的轮盘之间安装有封严结构。

为了解决燃气轮机传扭不足的问题，需要在轮盘间摩擦传扭面5处增加径向骑缝销钉孔6，为了加工需要，需在轮盘间轴向密封处开孔。该措施将导致轮盘间轴向密封处出现大的缺口，从而引起气体泄漏，降低燃气轮机机组整机效率。

图2是本发明中燃气轮机轮盘间轴向密封结构实施例的结构示意图，该密封结构包括前轮盘1a、后轮盘1b，在前轮盘1a上安装有前动叶片2a，在后轮盘2b上安装有后动叶片2b，静叶片3安装在燃气轮机机匣4上，静叶片3与前轮盘间安装有前轮盘的封严结构8a，静叶片3与第二轮盘间安装有后轮盘的封严结构8b；轮盘之间的摩擦传扭面5处加工有多个径向骑缝销钉6，径向骑缝销钉的个数优选在3-12之间。在前轮盘的封严结构8a与后轮盘的封严结构8b之间安装有阶梯状密封环7；在所述阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c。前轮盘的封严结构8a、后轮盘的封严结构8b和中间封严结构的封严结构形式保持一致。为了安装方便起见，所述前轮盘的封严结构8a与后轮盘的封严结构8b之间的轴向距离L大于或等于径向骑缝销钉孔的孔径。

图3是阶梯状密封环的结构示意图。阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c，本实施例中采用蓖齿封严结构。所述中间封严结构8c还可采用石墨封严、刷式封严或蜂窝封严。阶梯状密封环7两侧的圆环径向厚度h1为中间圆环径向厚度h2的1/5～1/2。在所述阶梯状密封环7的中间圆环的圆周上加工有中间封严结构8c，解决了由于在燃气轮机摩擦传扭面5处增加径向骑缝销钉6所带来的封严缺口，达到了提高燃气轮机整机效率的作用。