[发明专利]一种燃气轮机级间封严散热结构

说明书

本发明公开了一种燃气轮机级间封严散热结构，主要包括：封严环、静叶内围带、上、下游盘腔、供气腔、轴向孔、封严端；所述供气腔由所述封严环与所述静叶内围带围成，冷气通过所述供气腔上、下游端面分布的所述轴向孔进入所述上、下游盘腔，并对轮盘进行冷却，之后通过所述封严端汇入外部燃气，阻止高温燃气进入盘腔；本发明优点在于，结构简单易实现，采用冲击冷却及对流冷却相结合的方式对所述轮盘进行冷却，并缓解了冷气的摩阻温升问题，冷却空气量的控制也更简单，偏差更小，同时，本发明通过所述轴向孔实现上、下游所述轮盘同步冷却，减小了所述上、下游盘腔之间密封结构对冷气控制的影响。

技术领域

本发明涉及燃气轮机高温部件涡轮领域，尤其涉及一种燃气轮机级间封严散热结构。

背景技术

在燃气轮机中，转子轮盘工作温度较高，如果不对其温度加以控制，其过高的温度会导致强度的下降，进而影响机组的安全运行。通常的做法是引入冷却空气对轮盘进行冷却，冷却空气一般会从静叶外围带处的供气腔供气，气体流过静叶内部通道后，进入静叶内围带与级间封严环组成的供气腔室，最后通过盘腔入口密封齿后分别对相邻轮盘进行冷却，最终，冷却过轮盘后的气体会通过动静间隙汇入主流，对动静间隙起到封严，防止高温燃气侵入盘腔，对轮盘造成烧蚀。

现有技术的方案是冷却空气的供气通过级间封严环上的单侧径向孔来实现，气流由供气腔室经过径向孔流入一侧盘腔，一部分气流经过一级密封流入上游盘腔，另一部分经过封严环与转轴之间的密封齿流入下游盘腔，最后两部分冷气经过封严结构流入主流，其中上、下游盘腔的供气流量由各级密封来控制，因此各级密封的径向间隙对盘腔的冷却及封严至关重要。但现有技术方案存在的问题是，由于机组启停以及机组运行过程中的振动、热胀等因素的影响，密封部分会与转子碰磨，从而造成密封径向间隙的变化，无法保证在设计值，因此冷却空气量的控制偏差较大，另外，此种方法对于轮盘的冷却主要是对流冷却的方式，冷却效率较低，冷却空气经过密封结构后除了换热温升，由于摩擦阻力的影响，气流温度会额外升高，不利于轮盘的冷却，在相同的轮盘冷却要求下需要消耗更多的冷却空气。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种燃气轮机级间封严散热结构，能够解决现有燃气轮机级间封严散热问题。

为此目的，本发明由如下技术方案实施。

一种燃气轮机级间封严散热结构，包括：供气腔、上游盘腔、下游盘腔、上游轴向孔、下游轴向孔、密封端、封严端；

所述供气腔为封严环与静叶内围带构成的环状空腔，其分别通过所述封严环上的所述上游轴向孔、所述下游轴向孔连通所述上游盘腔和所述下游盘腔；

所述上游盘腔为前一级轮盘与所述封严环及所述静叶内围带围成的环形空腔；

所述下游盘腔为后一级轮盘与所述封严环及所述静叶内围带围成的环形空腔；

所述封严环靠近转轴的内侧端面安装有所述密封端；

冷气进入所述供气腔，并通过所述上游轴向孔和所述下游轴向孔分别流入所述上游盘腔和所述下游盘腔，并经过所述封严端汇入外部高温燃气。

进一步，所述上游轴向孔与所述下游轴向孔有多个，分别沿所述封严环两端面的周向均匀分布。

进一步，所述上游轴向孔与所述下游轴向孔均为锥孔，且靠外侧的孔径小于靠近所述供气腔一侧的孔径。

更进一步，所述上游轴向孔与所述下游轴向孔均为预旋孔，且预旋方向与轮盘转动方向一致。

进一步，所述密封端为迷宫密封。

更进一步，所述迷宫密封为蜂窝式密封结构、承磨密封结构或复合直通型密封结构其中一种。

进一步，所述封严端为，所述静叶内围带两侧分别与相邻轮盘形成的转静系旋转封严结构。