一种燃气轮机支撑柱冷却结构的制作方法

本发明涉及燃气轮机空气和冷却系统技术领域，尤其涉及一种燃气轮机支撑柱冷却结构。

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，供给燃烧室燃料燃烧，产生的高温高压燃气在透平中膨胀做功。其中轮盘、动叶、轴以及附属的转动部件统称为转子，其他非转动部件统称为静子。其中转子通过径向轴承支撑于轴承座上，轴承座直接或间接通过支撑柱支撑于燃机外部缸体之上。最后外部缸体通过支撑柱支撑于地基之上。

当今世界主流燃机轮机由于转子设计的需求，其中一个径向支撑轴承一般设计在透平出口附近，因此此处支撑柱不可避免的要穿过温度较高的热燃气通道，而支撑柱的温度过高会影响其强度和使用寿命，最终影响整个燃气轮机的运行安全和经济性。随着燃气轮机技术的发展，透平出口附近的气流温度越来越高，目前世界上主流“F”级燃机透平出口温度已达到600℃左右，因此如何降低支撑柱的温度成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够进一步降低支撑柱温度的燃气轮机支撑柱冷却结构，减少热燃气通道对支撑柱的热量传递，以解决现有燃气轮机支撑柱处温度较高，影响支撑柱强度和使用寿命的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气轮机支撑柱冷却 结构，包括支撑柱、外筒和内筒，所述支撑柱穿过所述外筒和所述内筒，所述支撑柱的一端与轴承座连接，另一端与外缸连接，所述支撑柱的外侧依次套设有第一隔热套和第二隔热套，且所述第一隔热套和支撑柱之间构成第一冷却通道，所述第一隔热套和第二隔热套之间构成第二冷却通道。

优选地，所述内筒包括内筒内壁和内筒外壁，所述内筒内壁和内筒外壁之间形成第三冷却通道，且所述第三冷却通道与所述第二冷却通道相连通，所述第三冷却通道通过第二通气孔与所述热燃气通道连通。

优选地，所述第一冷却通道与用于容纳轴承座的轴承座腔连通，所述轴承座腔通过第一通气孔与所述热燃气通道连通。

优选地，所述第一隔热套的一端连接于外缸，另一端连接于内筒内壁。

优选地，所述第二隔热套的一端与外筒连接，另一端与内筒外壁连接。

优选地，所述外缸上设置有第一供气口和第二供气口，且所述第一供气口与所述第一冷却通道相连通，所述第二供气口与所述第二冷却通道相连通。

优选地，所述第二通气孔、第一通气孔、第一供气孔和第二供气孔均设有流量调节装置。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的燃气轮机支撑柱冷却结构，包括支撑柱、外筒和内筒，所述支撑柱穿过所述外筒和所述内筒，所述支撑柱的一端与轴承座连接，另一端与外缸连接，所述支撑柱的外侧依次套设有第一隔热套和第二隔热套，且第一隔热套和支撑柱之间构成第一冷却通道，第一隔热套和第二隔热套之间构成第二冷却通道，通过两个冷气通道有效地减少热燃气通道对支撑柱的热量传递，降低支撑柱的温度，改善支承柱的工作环境，提高支撑 柱的使用寿命。

第一冷却通道与用于容纳轴承座的轴承座腔连通，降低进入轴承座腔内的气体温度，改善轴承的工作环境，提高机组的寿命和安全性。

附图说明

图1是本发明实施例所述的燃气轮机支撑柱冷却结构的纵向剖视示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

其中，图1中箭头的方向表示的是冷却气体流动的方向。

图中：1：外缸；2：支撑柱；3：第一隔热套；31：第一冷却通道；4：第二隔热套；41：第二冷却通道；5：内筒；51：内筒内壁；52：内筒外壁；53：第三冷却通道；54：第二通气孔；55：第一通气孔；6：外筒；7：轴承座腔；8：热燃气通道；9：轴承座；10：轴承；11：第一供气口；12：第二供气口；13：转子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，在燃机轮机透平出口附近设置有轴承10，该轴承10安装于轴承座9上，本发明实施例提供的燃气轮机支撑柱冷却结构，包括支撑柱2、外筒6和内筒5，支撑柱2穿过外筒6和内筒5，支撑柱2的一端与轴承座9连接，另一端与外缸1连接，轴承座9通过支撑柱2将转子13的重量传递到外缸1上，外缸1通过外部支撑连接于地基，支撑柱2的外侧依次套设有第一隔热套3和第二隔热套4，且第一隔热套3和支撑柱2之间构成第一冷却通道31，第一隔热套3和第二隔热套4之间构成第二冷却通道41，通过两个冷气通道有效地减少热燃气通道8对支撑柱2的热量传递，降低支撑柱2的温度，改善支承柱的工作环境，提高支撑柱2的使用寿命。

其中，外筒6为单层环状筒，内筒5由内筒外壁52和内筒内壁51组成，内筒外壁52和内筒内壁51之间形成第三冷却通道53。外筒6和内筒外壁52上均开有孔，第一隔热套3从孔中穿过并与内筒内壁51连接，在外筒6和内筒外壁52之间为透平出口热燃气通道8，第一隔热套3与内筒外壁52之间有间隙，第三冷却通道53通过间隙与第二冷却通道41相连通，第三冷却通道53通过第二通气孔54与热燃气通道8连通，使冷气可以通过第二冷却通道41进入第三冷却通道53，然后经第二通气孔54进入热燃气通道8内。

为了同时降低轴承座腔7内的温度，优选地，如图1所示，第一冷却通道31与用于容纳轴承座9的轴承座腔7连通，轴承座腔7通过第一通气孔55与热燃气通道8连通，使冷气通过第一冷却通道31、轴承座腔7和设置在轴承座腔7前端的第一通气孔55流入到热燃气通道 8，降低流经部位的温度。

为了保证第一冷却通道31和第二冷却通道41之间相互独立，使冷气按照预定路线流动，优选地，如图1所示，第一隔热套3的一端连接于外缸1，另一端连接于内筒内壁51，同样为了保证第二冷却通道41与热燃气通道8相对独立(除设定的第二通气孔54之外，尽量保持不连通状态)，优选地，第二隔热套4的一端与外筒6连接，另一端与内筒外壁52连接。

为了使供冷方便，优选地，如图1所示，外缸1上设置第一供气口11和第二供气孔12，且第一供气口11与第一冷却通道31相连通，第二供气口12与第二冷却通道41相连通，使冷气形成两个独立流路，第一个流路是冷气从第一供气口11进入第一冷却通道31，然后经过轴承座腔7、第一通气孔55流入热燃气通道8；第二个流路是冷气从第二供气口12进入第二冷却通道41，然后经过第三冷却通道53和第二通气孔54流入热燃气通道8，冷气带走了流经处的热量，减少热燃气通道8内气流传递给支撑柱2的热量，提高支撑柱2的使用寿命。

为了使气体流量可根据实际情况进行调节，优选地，在第二通气孔54、第一通气孔55、第一供气孔11和第二供气孔12均设置流量调节装置，用于控制此处的通过气体的流量，具体的流量调节装置可选流量调节阀等可以控制流量大小的装置。

综上所述，本发明提供的燃气轮机支撑柱冷却结构，包括支撑柱、外筒和内筒，所述支撑柱穿过所述外筒和所述内筒，所述支撑柱的一端与轴承座连接，另一端与外缸连接，所述支撑柱的外侧依次套设有第一隔热套和第二隔热套，且第一隔热套和支撑柱之间构成第一冷却通道，第一隔热套和第二隔热套之间构成第二冷却通道，通过两个冷气通道有效地减少热燃气通道对支撑柱的热量传递，降低支撑柱的温度，改善支承柱的工作环境，提高支撑柱的使用寿命，同时使沿着支撑柱进入轴承座腔内的气体温度降低，改善轴承座内测量仪表、滑油系统的工作环境，从而间接提升了燃气轮机的使用寿命、可靠性和安 全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。