[发明专利]一种重型燃机进气缸

说明书

本发明提供了一种重型燃机进气缸，包括进气缸外流道、进气缸内流道和支板组件，进气缸外流道和进气缸内流道通过支板组件连接，进气缸外流道和进气缸内流道提供外部气体进入的通道，其特征在于，支板组件包括截面为翼型结构的多条支板，多条支板包括零弯角翼型支板和改善进气缸出口气流均匀性的非零弯角翼型支板，零弯角翼型支板的截面翼型的中弧线为直线，非零弯角翼型支板的截面翼型的中弧线为曲线。支板组件中设置非零弯角翼型支板改善该处位置的流场状态。支板组件中零弯角翼型支板和非零弯角翼型支板搭配设置，可提高进气缸出气口处的气流均匀性。

技术领域

本发明涉及重型燃气轮机领域，具体而言，涉及一种重型燃机进气缸。

背景技术

重型燃气轮机的进气系统包括气缸，气缸向压气机内传输气体，而气缸向压气机中传输气体的过程中如果有总压损失和总压畸变，将直接影响重型燃气轮机的功率、造成成本损失。气缸通常包括进气缸外流道、进气缸内流道和支板组件，进气缸外流道和进气缸内流道通过支板组件连接，进气缸外流道和进气缸内流道提供外部气体进入的通道。即气缸中的气体需要绕流经支板组件流向压气机IGV，故支板组件的结构除起到支撑作用外，还应有较好的气动特性，以保证气体在流向压气机的过程中不会损失较大。

气流由进气缸流向压气机时，位于支板组件下方靠近中部的区域的气流环境比较恶劣。尤其对于F级燃机，当采用上方进气的方式进气时，气流流经支板组件的下方靠近中部区域时需要由沿径向方向流动转为沿轴向方向流动。并且气流一直处于加速流动的状态，加速流动的气流在由径向流动转为轴向流动的过程中，易产生较大的分离涡，导致气流的损失，并且造成压气机IGV前场气流不均匀的效果。而现有技术中的支板组件中各个支板通常均匀排布，并且支板的翼型均较难改善上述气流环境的恶劣条件。

现有技术中已有关于支板组件的结构，如专利CN111852581A中公开了一种适用于主承力气缸传力的支板结构，该支板结构包括多条支板单元，支板单元沿气缸均匀设置的，支板单元为空心翼型结构，且该支板单元的空心翼型结构的前缘和后缘的壁厚大于其余位置的壁厚。

如专利CN110595788A中公开了一种压气机用畸变发生器承力框架，包括气缸法兰盘、轮毂法兰盘，以及多个连接支杆，该连接支杆与压气机进口支板相对应，并被配置为连接气缸法兰盘和轮毂法兰盘，其中，连接支杆同样是沿气缸均匀设置的。

即现有技术中支板组件的支板通常沿气缸均匀排布，并且所有的支板通常结构一致，均设置为便于引导空气的截面翼型结构，且一般设置为中弧线为直线的截面翼型结构。而实际上，支板组件中不同位置处气体流动的环境条件不同，某些位置由于气流攻角较大而产生较大流动分离，从而导致进气缸出口截面较大的气体不均匀度。将所有的支板统一设计为对称轴线为直线的截面翼型结构，便于设计。但中弧线为直线的截面翼型的支板对改善出口总压畸变和降低总压损失的效果有限，支板的尾迹对压气机IGV具有一定影响。若在上述环境条件较差的位置设置中弧线为直线的截面翼型支板更加容易造成总压损失和较大的总压畸变。

鉴于上述技术问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种重型燃机进气缸，以解决现有技术中气缸的支板组件导致气缸出口气流不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种重型燃机进气缸，包括进气缸外流道、进气缸内流道和支板组件，进气缸外流道和进气缸内流道通过支板组件连接，进气缸外流道和进气缸内流道提供外部气体进入的通道，支板组件包括截面为翼型结构的多条支板，多条支板包括零弯角翼型支板和改善进气缸出口气流均匀性的非零弯角翼型支板，零弯角翼型支板的截面翼型的中弧线为直线，非零弯角翼型支板的截面翼型的中弧线为曲线，中弧线为截面翼型厚度中点的连线。本发明通过在支板组件中设置非零弯角翼型支板，以减小设置非零弯角翼型支板处的气体流动分离；非零弯角翼型支板和零弯角翼型支板搭配设置进而使进气缸出口气流均匀。

进一步的，零弯角翼型支板和非零弯角翼型支板围绕进气缸的中心分布。