[实用新型]平衡轴向力的多推力盘燃气轮机

说明书

本实用新型公开了一种平衡轴向力的多推力盘燃气轮机，包括转轴，包括转轴，转轴上依次设置有压气机、前径向轴承、至少一个推力盘及推力轴承、后径向轴承和透平；转轴及各轴承外罩设定子，定子外侧环绕设置进气道，进气道末端连接燃烧室，燃烧室出口朝向透平前端面叶缘；压气机后端面和定子前侧之间的间隙内设置前气封；透平涡轮前端与燃烧室出口之间设置后气封；推力盘和定子端面之间设置第一轴承气封；定子内圈曲面和转轴之间设置第二轴承气封，在第一轴承气封和第二轴承气封之间开设泄压通道。本实用新型采用多气封密封设计，更小的降低泄漏，有效克服机组震动带来的密封性能不稳定的缺点；采用多推力盘分摊轴向力，有效降低轴向力，增加机组稳定性，降低功耗，提升效率。

技术领域

本实用新型涉及一种平衡轴向力的多推力盘燃气轮机，涉及燃气轮机的轴向力领域。

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。

由气体动力学可知：燃气轮机压气机转子上的轴向力是向前的，而涡轮转子上的轴向力是向后的。例如，在最大工况下，某型燃气轮机发生器上压气机转子需要承受510kN向前的轴向力，涡轮转子需要承受226.5kN向后的轴向力。由此可知，压气机的转子和涡轮的转子的支承部分需要承受巨大的轴向力，即便压气机转子和涡轮转子连成一体后转子上的两个方向相反的轴向力相互抵消了一部分，仍是一个数值相当大的向前的轴向力。因此，必须在压气机上设置减荷装置，用以减少转子作用在止推轴承上的轴向负荷。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种平衡轴向力的多推力盘燃气轮机。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种平衡轴向力的多推力盘燃气轮机，包括转轴，转轴上依次设置有压气机、前径向轴承、至少一个推力盘及推力轴承、后径向轴承和透平，转轴及各轴承外罩设定子，定子外侧环绕设置进气道，进气道含有内壁和外壁，进气道末端连接燃烧室，燃烧室出口朝向透平前端面叶缘；

所述压气机后端面和定子前侧之间的间隙内设置前气封，用于减少压气机边缘气体泄漏流至其背面；

所述透平涡轮前端与燃烧室出口之间设置后气封，用于减少燃烧室喷出的气体泄漏至透平的前端；

所述推力盘前侧设置的推力轴承，用以承受推力盘前端面的推力；

所述推力盘和定子端面之间设置第一轴承气封，用于减少压气机方向泄漏的气体；所述定子内圈曲面和转轴之间设置第二轴承气封，用于减少透平方向泄漏的气体，且在第一轴承气封和第二轴承气封之间开设泄压通道，使推力盘后端面压力减小。

进一步的，所述压气机与转轴固定连接；透平与转轴固定连接；推力盘与转轴固定连接或一体成型；前径向轴承、后径向轴承均为空气轴承，套设在转轴上；推力轴承套设在转轴上且推力面与推力盘前端相抵。

进一步的，所述推力盘为两个：分别为前推力盘(靠近压气机)和后推力盘(靠近透平)；推力轴承包括两部分：其中一部分设置在前推力盘的前端，两端面分别与定子端面和前推力盘前端面相抵；另一部分设置在两推力盘之间，两端面分别与前推力盘的后端面、后推力盘的前端面相抵，转子转动时推力盘的受力面均为前端面。

进一步的，所述前气封、后气封、第一轴承气封及第二轴承气封，均为交错齿气封或篦齿气封。气体通过层流的方式，越过梳齿，气体由层流变成紊流，降低了流速，使得压力降低。