涡轮盘腔封严结构的试验装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115524133A(43)申请公布日2022.12.27(21)申请号202211112573.4G01M3/26(2006.01)(22)申请日2022.09.12(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号申请人中国船舶重工集团公司第七0三研究所(72)发明人赵宁波李名家张立超邓福泉胡传龙李圣男李浪浪(74)专利代理机构哈尔滨市航友知识产权代理事务所(普通合伙)23216专利代理师张赞(51)Int.Cl.G01M15/14(2006.01)G01M15/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称涡轮盘腔封严结构的试验装置(57)摘要本发明属于燃气轮机技术领域，涉及涡轮盘腔封严结构的试验装置，其结构包括：转子组件，构成涡轮盘腔旋转封严结构；以及静子组件，构成涡轮盘腔内部封闭的腔室。转子组件依次包括轴承箱、主轴、转盘、篦齿、通流孔；静子组件依次包括出口侧机匣、端面机匣、进口侧机匣、支座、蜂窝以及压力传感器。本发明所提供的涡轮盘腔封严结构试验装置基于真实的涡轮盘腔结构，所采用的试验件结构方案解决了旋转封严结构泄漏量和压力测量的技术难题，实现了高压高转速下旋转封严结构泄漏量的准确测量，以及高转速下转子试验件系统的安全可靠运转。CN115524133ACN115524133A权利要求书1/1页1.涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，包括：轴承箱(1)，位于装置的起始位置，固定主轴并且对转盘起到支撑作用；主轴(2)，安装在轴承箱内，另一端通过B型平键连接转盘，带动转盘以设计转速旋转；转盘(3)，位于主轴末端，在静子组件内部；篦齿(4)，位于转盘侧面，通过螺栓连接与转盘固定，并随转盘高速旋转；出口侧机匣(5)，位于装置出口侧，右端与端面机匣连接，中间被主轴穿过，通过篦齿封严结构密封；端面机匣(6)，连接出口侧机匣和进口侧机匣，通过螺栓、螺母紧固，两侧安装石墨垫圈密封；进口侧机匣(7)，位于装置进口侧，左端连接端面机匣；支座(8)，位于装置末端并固定，用于支撑和固定机匣；蜂窝(9)，位于出口侧机匣内壁面，通过螺栓固定在静子组件上，与篦齿配合构成旋转封严结构；压力传感器(10)，位于进、出口侧机匣外壁面以及蜂窝结构上、下位置；通流孔(11)，位于转盘上沿周向均匀分布，通过螺栓与转盘连接固定。2.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述转子组件由轴承箱、主轴、转盘、篦齿和通流孔组成，主轴安装在轴承箱中与转盘采用B型平键连接构成单悬臂结构，结构简单尺寸较小，便于安装和试验。3.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述篦齿是可替换件，通过螺栓连接在转盘上，并且与出口侧机匣上的蜂窝配合组成旋转密封结构，用于研究封严结构对泄漏量的影响。4.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述通流孔是可替换件，通过螺栓连接固定在转盘上，连接前后两个腔室，用于研究通流孔结构对泄漏量的影响。5.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述静子组件由出口侧机匣、端面机匣、进口侧机匣、支座以及蜂窝组成，机匣之间通过螺栓、螺母连接紧固，通过加装石墨垫圈密封，机匣组成了封闭的前后腔室，出口侧机匣与主轴之间采用篦齿封严结构密封。6.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述蜂窝是可替换组件，通过螺栓连接在出口侧机匣内壁面上，并且与转盘上的篦齿配合组成旋转密封结构，用于研究封严结构对泄漏量的影响。7.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述压力传感器在径向和周向布置在机匣壁面，周向间隔90°～120°共布置3～4组压力传感器，径向在蜂窝上、下位置分别布置1个压力传感器，共6～8个压力传感器用于测量封严结构进出口压力。8.如权利要求1所述的涡轮盘腔封严结构的试验装置，其特征在于，所述蜂窝和篦齿结构是可替换组件，可替换的包括篦齿尺寸、封严间隙、齿数、旋转半径等，其中封严结构可以设计为篦齿封严、轮缘封严以及通流孔。2CN115524133A说明书1/3页涡轮盘腔封严结构的试验装置技术领域[0001]本发明属于燃气轮机空气系统技术领域，具体涉及涡轮盘腔封严结构试验装置。背景技术[0002]燃气轮机是关系到国防、电力、能源、环保、交通等领域的主要设备，其设计研发及制造维护的技术水平是一个国家工业实力的综合展现。积极进行提高燃气轮机效率水平的研究在国防建设与能源安全等方面具有重要意义，在保持燃气温度和压比不变的情况下，通过优化设计二次空气系统以减少冷气用量是提高燃机性能的有效途径。[0003]燃气轮机中轴流涡轮盘腔及封严流是二次空气