專利名稱：一種隔熱罩的制作方法
技術領域：
本發明屬于燃氣輪機總體結構設計領域，涉及ー種燃氣輪機集氣殼體內熱端部件隔熱罩結構。具體地說，是ー種用在燃氣輪機排氣段熱部件的隔熱罩。
背景技術：
100KW級燃氣輪機總體結構布局中，燃氣渦殼、渦輪排氣段、壓縮空氣、轉子機匣共同被包裹在集氣殼體中。為保證軸系零件環境溫度不過熱，同時使壓縮空氣在參與燃燒前保持在合理的溫度范圍內，有必要控制熱端部件向壓縮空氣的傳熱量。國內燃機設計經驗尚缺，尤其對于總體結構的設計、改良，沒有和先進設計理念同步，存在局限性。現有的隔熱技術，不能有效防止壓縮空氣過熱并維持集氣殼體內溫度場的均衡性，易導致軸系零件過熱，引發熱失效故障，繼而不能保證轉子工作的穩定性、可靠性，影響了其使用壽命。
發明內容
本發明的目的在于針對現有隔熱技術的缺點和不足，提出一種隔熱罩結構，以有效防止壓縮空氣過熱，利于維持集氣殼體內溫度場的均衡性，防止軸系零件過熱，保證轉子工作的穩定性、可靠性，延長其使用壽命。本發明公開了ー種燃氣輪機集氣殼體內熱端部件隔熱罩結構，包括氣封環、卡環、隔熱罩板、安裝法蘭，所述燃氣輪機的壓氣機軸向擴壓器出口、燃氣渦殼、渦輪的排氣段、轉子機匣均設置在集氣殼體內，所述集氣殼體內充滿所述壓氣機軸向擴壓器出口排出的壓縮空氣，所述燃氣渦殼中包含燃燒室出來的高溫燃氣，燃氣渦殼出口與渦輪導向器進ロ連接在一起，其特征在于， 所述氣封環、卡環、隔熱罩板、安裝法蘭依次固定連接，所述安裝法蘭和集氣殼體螺栓聯接，其中，所述隔熱罩板的圓周壁上沿軸向分布若干排徑向氣孔；所述氣封環的內圓周壁上沿軸向分布若干排環狀壁齒，所述隔熱罩結構覆蓋在渦輪排氣段部件外側，所述氣封環與燃氣渦殼安裝環之間形成迷宮式氣封通道，二者之間形成狹長的氣膜層；所述隔熱罩板和渦輪排氣段部件外側之間形成氣封空間，所述集氣殼體內的冷空氣自所述迷宮式氣封通道進入所述氣封空間，并通過所述徑向氣孔流出氣封空間，實現對集氣殼體內冷空氣的受熱量控制。優選地，所述徑向氣孔的氣孔排數、每排氣孔數量、孔徑可變，各排氣孔的周向夾角可為零或非零。所述氣封空間內的熱空氣流量可通過氣孔的數量和孔徑調節。各排徑向氣孔若存在周向夾角，可使隔熱罩板的溫度場受熱均勻，防止出現不必要的熱變形或熱損傷，影響整體氣動循環和換熱效果。優選地，所述氣封環鑲嵌在卡環內圏，由卡環側面翻邊固定。優選地，所述卡環和隔熱罩板沿圓周焊接。卡環的兩端均為連接翻邊。優選地，所述隔熱罩板和安裝法蘭沿圓周焊接。
優選地，所述隔熱罩板包括筒狀主體及與其一體形成的筒狀擴ロ段，所述徑向氣孔形成在所述筒狀主體的圓周壁上。隔熱罩板的兩端均為焊接邊。優選地，所述安裝法蘭包括螺栓孔和焊接邊，所述筒狀擴ロ段沿焊接邊的圓周焊接。本發明的工作原理:隔熱罩與集氣殼體由螺栓聯接在一起，氣封環與燃氣潤殼安裝環形成迷宮式氣封通道，隔熱罩覆蓋在渦輪排氣段部件外側，二者之間存在狹長的氣膜層。隔熱罩板設有若干排徑向氣孔，氣孔排數、每排氣孔數量、孔徑可變，各排氣孔的周向夾角可為零或非零。氣封內空氣與氣封外的空氣存在熱カ梯度，進而形成氣動力，氣流沿徑向孔流向氣封外空間，此時，熱空氣流量可通過氣孔的數量和孔徑調節。氣體流動過程中，使得氣封空間內的靜壓低于氣封空間外的靜壓，從而，在氣封環與燃氣渦殼安裝環的縫隙處，冷空氣可以流進氣封空間，并繼續向徑向氣孔運動，最終流出氣封內空間。過程中，冷空氣與熱空氣發生換熱，使得流出氣封空間的熱空氣有一定程度的溫降，控制了集氣殼體內冷空氣的受熱量。各排徑向氣孔若存在周向夾角，可使隔熱罩板的溫度場受熱均勻，防止出現不必要的熱變形或熱損傷，影響整體氣動循環和換熱效果。本發明的隔熱罩結構同現有技術相比具有以下顯著的優點:本發明結構簡單，成本低，易于加工，防熱效果好，可有效降低燃機熱端部件對集氣殼體內壓縮空氣的過度加熱，防止軸系零件環境溫度過高，引發熱失效故障，可保證轉子工作的穩定性、可靠性，延長其使用壽命。
圖1為本發明的隔熱罩結構在燃氣輪機中的安裝示意圖；圖2為本發明的隔熱罩組件的剖面圖；圖3 Ca)為氣封環的結構圖，圖3 (b)為氣封環的局部放大圖；圖4為卡環結構圖；圖5為隔熱罩板結構圖；圖6為隔熱罩板截面圖；圖7為安裝法蘭結構圖；圖8為安裝法蘭細構圖。
具體實施例方式為使發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進ー步詳細說明。如圖1至8所示，本發明的燃氣輪機集氣殼體內熱端部件隔熱罩結構10，包括氣封環1、卡環2、隔熱罩板3、安裝法蘭4，所述燃氣輪機的壓氣機軸向擴壓器出ロ 12、燃氣渦殼
6、渦輪9的排氣段、轉子機匣均設置在集氣殼體7內，所述集氣殼體7內充滿所述壓氣機軸向擴壓器出口 12排出的壓縮空氣5，所述燃氣渦殼6中包含燃燒室出來的高溫燃氣，燃氣渦殼6出口與渦輪導向器8進ロ連接在一起，所述氣封環1、卡環2、隔熱罩板3、安裝法蘭4依次固定連接，所述安裝法蘭4和集氣殼體7螺栓聯接，其中，所述隔熱罩板3的圓周壁上沿軸向分布若干排徑向氣孔302 ;所述氣封環I的內圓周壁上沿軸向分布若干排環狀壁齒101 ;所述隔熱罩結構10覆蓋在渦輪9排氣段部件外側，所述氣封環I與燃氣渦殼安裝環11之間形成迷宮式氣封通道，二者之間形成狹長的氣膜層；所述隔熱罩板3和渦輪9排氣段部件外側之間形成氣封空間，所述集氣殼體7內的冷空氣自所述迷宮式氣封通道進入所述氣封空間，并通過所述徑向氣孔302流出氣封空間，實現對集氣殼體7內冷空氣的受熱量控制。所述徑向氣孔302的氣孔排數、每排氣孔數量、孔徑可變，各排氣孔的周向夾角可為零或非零。所述氣封空間內的熱空氣流量可通過氣孔的數量和孔徑調節。各排徑向氣孔302若存在周向夾角，可使隔熱罩板的溫度場受熱均勻，防止出現不必要的熱變形或熱損傷，影響整體氣動循環和換熱效果。氣封環I鑲嵌在卡環2內圏，由卡環2側面翻邊固定。卡環2和隔熱罩板3沿圓周焊接。卡環2的兩端均為連接翻邊201、202。隔熱罩板3和安裝法蘭5沿圓周焊接。隔熱罩板3包括筒狀主體301及與其一體形成的筒狀擴ロ段303，徑向氣孔302形成在所述筒狀主體301的圓周壁上。所述隔熱罩板3的兩端均為焊接邊。本發明的工作原理:隔熱罩10與集氣殼體7由螺栓聯接在一起,氣封環I與燃氣渦殼安裝環11形成迷宮式氣封通道，隔熱罩10覆蓋在渦輪排氣段部件外側，二者之間存在狹長的氣膜層。隔熱罩板3設有若干排徑向氣孔302，氣孔排數、每排氣孔數量、孔徑可變，各排氣孔的周向夾角可為零或非零。氣封內空氣與氣封外的空氣存在熱カ梯度，進而形成氣動力，氣流沿徑向孔302流向氣封外空間，此時，熱空氣流量可通過氣孔的數量和孔徑調節。氣體流動過程中，使得氣封空間內的靜壓低于氣封空間外的靜壓，從而，在氣封環與燃氣渦殼安裝環的縫隙處，冷空氣可以流進氣封空間，并繼續向徑向氣孔運動，最終流出氣封內空間。過程中，冷空氣與熱空氣發生換熱，使得流出氣封空間的熱空氣有一定程度的溫降，控制了集氣殼體內冷空氣的受熱量。各排徑向氣孔若存在周向夾角，可使隔熱罩板的溫度場受熱均勻，防止出現不必要的熱變形或熱損傷，影響整體氣動循環和換熱效果。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種燃氣輪機集氣殼體內熱端部件隔熱罩結構，包括氣封環、卡環、隔熱罩板、安裝法蘭，所述燃氣輪機的壓氣機軸向擴壓器出口、燃氣渦殼、渦輪的排氣段、轉子機匣均設置在集氣殼體內，所述集氣殼體內充滿所述壓氣機軸向擴壓器出ロ排出的壓縮空氣，所述燃氣渦殼中包含燃燒室出來的高溫燃氣，燃氣渦殼出口與渦輪導向器進ロ連接在一起，其特征在干， 所述氣封環、卡環、隔熱罩板、安裝法蘭依次固定連接，所述安裝法蘭和集氣殼體螺栓聯接，其中， 所述隔熱罩板的圓周壁上沿軸向分布若干排徑向氣孔； 所述氣封環I的內圓周壁上沿軸向分布若干排環狀壁齒， 所述隔熱罩結構覆蓋在渦輪排氣段部件外側，所述氣封環與燃氣渦殼安裝環之間形成迷宮式氣封通道，二者之間形成狹長的氣膜層；所述隔熱罩板和渦輪排氣段部件外側之間形成氣封空間，所述集氣殼體內的冷空氣自所述迷宮式氣封通道進入所述氣封空間，并通過所述徑向氣孔流出氣封空間，實現對集氣殼體內冷空氣的受熱量控制。
2.根據權利要求1所述的隔熱結構，其特征在于，所述徑向氣孔的氣孔排數、每排氣孔數量、孔徑可變，各排氣孔的周向夾角可為零或非零，所述氣封空間內的熱空氣流量可通過氣孔的數量和孔徑調節。
3.根據權利要求1或2所述的隔熱結構，其特征在于，各排徑向氣孔存在周向夾角。
4.根據權利要求1所述的隔熱結構，其特征在于，所述氣封環鑲嵌在卡環內圏，由卡環側面翻邊固定。
5.根據上述任一項權利要求所述的隔熱結構，其特征在于，所述卡環和隔熱罩板沿圓周焊接，所述卡環的兩端均為連接翻邊。
6.根據上述任一項權利要求所述的隔熱結構，其特征在于，所述隔熱罩板和安裝法蘭沿圓周焊接。
7.根據上述任一項權利要求所述的隔熱結構，其特征在于，所述隔熱罩板包括筒狀主體及與其一體形成的筒狀擴ロ段，所述徑向氣孔形成在所述筒狀主體的圓周壁上，所述隔熱罩板的兩端均為焊接邊。
8.根據上述任一項權利要求所述的隔熱結構，其特征在于，所述安裝法蘭包括螺栓孔和焊接邊，所述筒狀擴ロ段沿焊接邊的圓周焊接。
全文摘要
本發明公開了一種燃氣輪機集氣殼體內熱端部件隔熱罩，所述隔熱罩包括氣封環、卡環、隔熱罩板、安裝邊。氣封環鑲嵌在卡環內圈，由卡環側面翻邊固定；卡環和隔熱罩板沿圓周焊接；隔熱罩板和安裝邊沿圓周焊接；安裝邊和燃機機殼螺栓聯接。其中，隔熱罩板沿軸向分布若干排徑向氣孔；每排氣孔沿圓周均布，數量可根據需要調整；各排氣孔之間的周向夾角可以為零或非零。本發明結構簡單，成本低，可有效降低燃機熱端部件對集氣殼體內壓縮空氣的過度加熱，防止軸系零件環境溫度過高，引發熱失效故障。
文檔編號F02C7/24GK103089451SQ20131002044
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者陳巍 申請人:中國科學院工程熱物理研究所