燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，包括壓氣機、透平、推力軸承、推力平衡腔室，壓氣機和透平之間連有高壓抽氣管道，還包括低壓抽氣管道，低壓抽氣管道包括第一段和第二段，第一段與壓氣機連通，第二段與推力平衡腔室連通，第一段和第二段通過一引射器連通；所述高壓抽氣管道上設有支管路，所述支管路與引射器連通，支管路上設有閥門，推力軸承上設有與控制器電連接的溫度檢測器和載荷信號采集器，控制器控制閥門的開閉。本發(fā)明通過推力軸承所反饋的溫度及載荷信號對支管路上的閥門開口大小進行調節(jié)，改變高壓氣體進入到引射器中的流量，從而調節(jié)推力平衡腔室內(nèi)的壓力，保證燃氣輪機機組的軸向力平衡。
【專利說明】
燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及燃氣輪機，尤其涉及一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)
【背景技術】
[0002]工業(yè)燃氣輪機主要包括壓氣機、燃燒室及透平三大部件?？諝膺M入壓氣機后被壓縮成高溫高壓的空氣，然后供給燃燒室燃料燃燒，其產(chǎn)生的高溫高壓燃氣在透平中膨脹做功。
[0003]燃氣輪機在運行過程中，氣流會對轉子葉片及輪盤產(chǎn)生軸向力作用，從而產(chǎn)生軸向上的力，而為了防止轉子發(fā)生軸向上的移動，推力軸承會承受來自燃氣輪機轉子的軸向力。目前，燃氣輪機一般在壓氣機前端和透平后端分別設計一個徑向軸承，在壓氣機設計一組主、副推力軸承，所述徑向軸承安裝的部位設有軸承座(一個壓氣機軸承座和一個透平軸承座)。轉子通過兩個徑向軸承支撐在靜子上，徑向軸承只承受徑向力。主、副推力軸承主要承受轉子的軸向力，主推力軸承一般承受指向壓氣機出口方向的軸向力，副推力軸承承受指向壓氣機進口方向的軸向力。
[0004]為了使推力軸承所承受的軸向力不至于過大，現(xiàn)有技術一般是通過從壓氣機抽氣，將具有一定壓力的氣流直接引入推力平衡腔室中；而通常推力平衡腔室設計定型后，所能提供的軸向力基本固定，無法在不改變后軸頭結構的情況下對其進行主動的調節(jié)，限制了整個軸向推力系統(tǒng)的裕度。當整機軸向力超過推力軸承所能承受的工作范圍時，需通過對推力平衡腔室內(nèi)的壓力進行調節(jié)，從而平衡軸向力。
[0005]針對上述問題，需要提供一種結構簡單、并且能精確控制壓縮空氣流量及壓力的可調節(jié)裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，能夠可靠并且精確控制氣體進入推力平衡腔室的流量，從而保證燃氣輪機機組的軸向力平衡，克服現(xiàn)有技術上的缺陷。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，包括壓氣機和透平，所述壓氣機前端設有推力軸承，所述透平后端設有推力平衡腔室，所述壓氣機和透平之間連有高壓抽氣管道，還包括低壓抽氣管道，所述低壓抽氣管道包括第一段和第二段，所述第一段與壓氣機連通，所述第二段與推力平衡腔室連通，第一段和第二段通過一引射器連通;所述高壓抽氣管道上設有支管路，所述支管路與所述引射器連通，所述支管路上設有閥門，所述推力軸承上設有溫度檢測器和載荷信號采集器，所述溫度檢測器和載荷信號采集器均與一控制器電連接，所述控制器控制閥門的開口大小。
[0008]優(yōu)選地，所述引射器包括第一進氣口、第二進氣口、排氣口、混合腔和擴散腔，所述混合腔和擴散腔沿氣體流動方向設置，所述第一進氣口與低壓抽氣管道的第一段連接，所述排氣口與低壓抽氣管道的第二段連接，所述第二進氣口與高壓抽氣管道上的支管路連接。
[0009]進一步地，所述第一進氣口和第二進氣口位于引射器的一側，所述排氣口位于引射器的另一側，所述混合腔和擴散腔在引射器的中間位置。
[0010]進一步地，所述第二進氣口上設有噴嘴。
[0011]如上所述，本發(fā)明燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0012]本發(fā)明在高壓抽氣管道上設置支管路，并且在支管路上設置開口大小可控的閥門，通過推力軸承所反饋的溫度及載荷信號對所述的閥門開口大小進行調節(jié)，改變高壓氣體進入到引射器中的流量，從而調節(jié)推力平衡腔室內(nèi)的壓力，保證燃氣輪機機組的軸向力平衡。
[0013]本發(fā)明的實施機構簡單，工作可靠，便于加工和安裝。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結構示意簡圖。
[0015]圖2為本發(fā)明中引射器的示意圖。
[0016]圖中:1、壓氣機11、推力軸承
[0017]2、透平21、推力平衡腔室
[0018]3、高壓抽氣管道 31、支管路
[0019]32、閥門33、閥門
[0020]4、低壓抽氣管道 41、第一段
[0021]42、第二段5、引射器
[0022]51、第一進氣口52、第二進氣口
[0023]53、排氣口54、混合腔
[0024]55、噴嘴56、擴散器
[0025]6、溫度檢測器7、載荷信號采集器
[0026]8、控制器
【具體實施方式】
[0027]說明書附圖所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中間”等用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明為一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，燃氣輪機包括壓氣機I和透平2，所述壓氣機I前端設有推力軸承11，所述透平2后端設有推力平衡腔室21，所述壓氣機I和透平2之間連有高壓抽氣管道3。還包括低壓抽氣管道4，所述低壓抽氣管道4包括第一段41和第二段42，所述第一段41與壓氣機I連通，所述第二段42與推力平衡腔室21連通，第一段41和第二段42通過一引射器5連通。所述高壓抽氣管道3上設有支管路31，所述支管路31與所述引射器5連通，所述支管路31上設有閥門32，所述推力軸承11上設有溫度檢測器6和載荷信號采集器7，所述溫度檢測器6和載荷信號采集器7均與一控制器8電連接，所述控制器8控制閥門32的開口大小。本發(fā)明中的高壓抽氣管道3和低壓抽氣管道4均為現(xiàn)有結構，因此不做過多陳述。
[0029]本發(fā)明的工作原理是:
[0030]燃氣輪機工作時，壓氣機I中的氣體會分別通過高壓抽氣管道3和低壓抽氣管道4進入透平2和推力平衡腔室21。其中，高壓抽氣管道3中的部分高壓氣體會通過支管路31進入到引射器5，然后與經(jīng)過引射器5的低壓氣體在混合腔54進行混合，混合后的氣體壓力改變，即混合后的氣體壓力高于低壓抽氣管道4中的低壓氣體壓力，且低于高壓抽氣管道3中的高壓氣體壓力。進入引射器5中的高壓氣體流量通過閥門32控制，S卩:溫度檢測器6和載荷信號采集器7實時采集推力軸承11反饋的信號，所述信號傳入控制器8，控制器8再控制支管路31上的閥門32，閥門32的開閉大小能夠調節(jié)引射器5噴出的氣體流量和壓力，這樣就能對推力平衡腔室21中的氣體壓力進行有效且穩(wěn)定的調節(jié)，精確控制推力平衡腔室21流入、流出的氣量，調節(jié)壓力大小，從而保證燃氣輪機機組的軸向力平衡。在所述高壓抽氣管道3上還設有閥門33，閥門33位于支管路31的上游一側，即高壓氣體先經(jīng)過閥門33再進入支管路31。通過閥門33能夠進一步控制高壓氣體在高壓抽氣管道3中的氣體壓力和流速，更加精確的控制支管路31中進入引射器5中的高壓氣體流量和壓力。
[0031 ] 在本實施例中，所述引射器5包括第一進氣口 51、第二進氣口 52、排氣口 53、混合腔54和擴散腔56，所述混合腔54和擴散腔56沿氣體流動方向設置，所述第一進氣口 51與低壓抽氣管道4的第一段41連接，所述排氣口 53與低壓抽氣管道4的第二段42連接，所述第二進氣口 52與高壓抽氣管道3上的支管路31連接。進一步地，所述第一進氣口 51和第二進氣口 52位于引射器5的一側，所述排氣口 53位于引射器5的另一側，所述混合腔54和擴散腔56在引射器5的中間位置。第一進氣口 51和第二進氣口 52位于同一側可以讓高壓氣體和低壓氣體同時進入混合腔54進行充分混合，然后再從排氣口 53排出。
[0032]在本實施例中，所述擴散腔56的橫截面從混合腔54向排氣口53 —側先減小再變大，即中間部分細，兩端部分粗，這樣設置可以保證混合腔54中的氣體能夠充分混合，不會過快的通過擴散腔56，而當氣體通過擴散腔56的中間部分后又能夠快速擴散并流入第二段42中，保證氣體的流速。
[0033]除此之外，為了控制來自高壓抽氣管路3的氣體流量和壓力，提高高壓氣體的流速，所述第二進氣口 52上設有噴嘴55。所述噴嘴55朝向排氣口 53—側。來自支管路31的高壓氣體由噴嘴55噴出，經(jīng)過噴嘴55后的高壓氣體流速增加，因此能夠有效帶動來自低壓抽氣管路4的低壓氣體。
[0034]綜上所述，本發(fā)明一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，能夠能可靠并且精確控制氣體的流量，從而保證燃氣輪機機組的軸向力平衡。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的一些實際問題從而有很高的利用價值和使用意義。
[0035]上述實施方式僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明還有許多方面可以在不違背總體思想的前提下進行改進，對于熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，可對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，包括壓氣機(I)和透平(2)，所述壓氣機(I)前端設有推力軸承(11)，所述透平(2)后端設有推力平衡腔室(21)，其特征在于:所述壓氣機(I)和透平(2)之間連有高壓抽氣管道(3)，還包括低壓抽氣管道(4)，所述低壓抽氣管道(4)包括第一段(41)和第二段(42)，所述第一段(41)與壓氣機(I)連通，所述第二段(42)與推力平衡腔室(2)連通，第一段(41)和第二段(42)通過一引射器(5)連通;所述高壓抽氣管道(3)上設有支管路(31)，所述支管路(31)與所述引射器(5)連通，所述支管路(31)上設有閥門(32)，所述推力軸承(11)上設有溫度檢測器(6)和載荷信號采集器(7)，所述溫度檢測器(6)和載荷信號采集器(7)均與一控制器(8)電連接，所述控制器(8)控制閥門(32)的開口大小。2.根據(jù)權利要求1所述的燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述引射器(5)包括第一進氣口(51)、第二進氣口(52)、排氣口(53)、混合腔(54)和擴散腔(56)，所述混合腔(54)和擴散腔(56)沿氣體流動方向設置，所述第一進氣口(51)與低壓抽氣管道(4)的第一段(41)連接，所述排氣口(53)與低壓抽氣管道(4)的第二段(42)連接，所述第二進氣口(52)與高壓抽氣管道(3)上的支管路(31)連接。3.根據(jù)權利要求2所述的燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一進氣口(51)和第二進氣口(52)位于引射器(5)的一側，所述排氣口(53)位于引射器(5)的另一側，所述混合腔(54)和擴散腔(56)在引射器(5)的中間位置。4.根據(jù)權利要求2所述的燃氣輪機軸向力調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述第二進氣口(52)上設有噴嘴(55)。
【文檔編號】F02C9/18GK106014649SQ201610549828
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】計京津, 何院, 黃丹萍
【申請人】上海電氣燃氣輪機有限公司