设置的动叶冷却气通道和轮盘冷却气通道；还包括位于第一级轮盘I外侧的第一密封腔室12，以及位于最后一级轮盘外侧的第二密封腔室15 ;所述第一密封腔室12通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将冷却气正向依次引入第一级间腔室5至第N级间腔室；所述第二密封腔室15通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将冷却气逆向依次引入最后的级间腔室至第N+1级间腔室；其中，N为任意正整数。
[0024]本实施例结合包含四级轮盘的燃气轮机的透平转子的冷却气引气结构为例进行说明，请参见图2。其中该冷却气引气结构对应的燃气轮机包含四级动叶和三级级间腔室。从图中左至右的轮盘依次为第一级轮盘1、第二级轮盘2、第三级轮盘3和第四级轮盘4，同理动叶和级间腔室的命名也按照从左往右的顺序排序。其中，第四级轮盘4也即最后一级轮盘，第三级轮盘3也即倒数第二级轮盘。
[0025]第一密封腔室12设置在第一级轮盘I的外侧也即前端，由第一密封环13和转子形成。在第一密封环13上设计有引气结构，该引气结构引入一股第一冷却气14a注入第一密封腔室12，进入第一密封腔室12的第一冷却气14a对第一级轮盘I进行冷却，然后分为两路。一路经过第一级轮盘I上向上的动叶冷却气通道进入第一级动叶8根部，并对第一级动叶8进行冷却；另一路经过第一级轮盘I上向后的轮盘冷却气通道进入第一级间腔室
5。进入第一级间腔室5的第一冷却气14a继续对第一级轮盘I和第二级轮盘2进行冷却，然后从第二级轮盘2上向上的动叶冷却气通道进入第二级动叶9的根部，并对第二级动叶9进行冷却。在第二级轮盘2上没有设置轮盘冷却气通道，因此第一冷却气14a不继续向后冷却剩余级的轮盘和动叶，而是从第二级动叶9上全部排入燃气通道。
[0026]第二密封腔室15设置在第四级轮盘4的外侧也即后面，由第二密封环16和转子形成。在第二密封环16上设计有引气结构，该引气结构引入一股第二冷却气14b注入第二密封腔室15。注入第二密封腔室15的第二冷却气14b通过第四级轮盘4上的轮盘冷却气通道对第四级轮盘4进行冷却，第二冷却气14b进入第三级间腔室7以后，继续对第四级轮盘4和第三级轮盘3进行冷却，然后分为两路。一路经过第四级轮盘4上向上的动叶冷却气通道进入第四级动叶11的根部，并对第四级动叶11进行冷却；另一路经过第三级轮盘3上的向前的轮盘冷却气通道进入第二级间腔室6，同样对第三级轮盘3和第二级轮盘2进行冷却。由于第二级轮盘2上未开轮盘冷却气通道，因此第二冷却气14b全部从第三级动叶10排入燃气通道。
[0027]本实施例中，第一密封腔室12通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将第一冷却气14a正向引入至第一级间腔室5 (也即第N级间腔室，此处N等于一)。而第二密封腔室15通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将第二冷却气14b逆向依次引入至第三级间腔室7(也即最后的级间腔室)至第二级间腔室6 (也即第N+1级间腔室)。当然进入第一密封腔室12和第二密封腔室15后的冷却气同样会进入动叶冷却气通道，但是由于动叶冷却气通道并没有特殊的要求，采用现有的轮盘上设置的动叶冷却气通道的结构形式亦可；并且其对动叶冷却的原理和现有技术中动叶冷却原理几乎相同，因此此处不对其做过多描述。
[0028]应当理解的是，本实施例的燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，可以应用在包含任意级轮盘的燃气轮机上；且可以在除了第一级轮盘I和最后一级轮盘以外的第M级轮盘上不开设轮盘冷却气通道，从而使得第一级轮盘I和最后一级轮盘外侧的密封腔室可以分别引入冷却气，从而很好地实现透平转子冷却气分级引气的功能。
[0029]第一密封腔室12和第二密封腔室15可以通过各自的引气结构供入两种不同的冷却气。其中进入第一密封腔室12的第一冷却气14a从前向后流动负责冷却透平前几级轮盘和动叶，进入第二密封腔室15的第二冷却气14b从后向前流动负责冷却剩余的后几级轮盘和动叶。由于透平前几级温度比后几级高，冷却设计复杂，需要冷却气的压力比后面级高。因此进入第一密封腔室12的第一冷却气14a可以从压气机高压抽气，而进入第二密封腔室15的第二冷却气14b可以采用相对压力较低的气源，从而节省燃气轮机高压冷却气的用量，提高燃机效率。当然第一密封腔室12和第二密封腔室15的气源不受上述限制。
[0030]以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，包括每两级相邻的轮盘之间设置的级间腔室，以及轮盘上设置的动叶冷却气通道和轮盘冷却气通道；其特征在于，还包括位于第一级轮盘外侧的第一密封腔室，以及位于最后一级轮盘外侧的第二密封腔室；所述第一密封腔室通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将冷却气正向依次引入第一级间腔室至第N级间腔室；所述第二密封腔室通过相应轮盘上的轮盘冷却气通道将冷却气逆向依次引入最后的级间腔室至第N+1级间腔室；其中，N为任意正整数。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，其特征在于，所述第一密封腔室和第二密封腔室的冷却气的气源为燃气轮机的压气机或者外部气源。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，其特征在于，所述第一密封腔室和第二密封腔室的冷却气的气源不同。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，其特征在于，所述第一密封腔室的冷却气的气压高于所述第二密封腔室的冷却气的气压。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，其特征在于，所述第一密封腔室和第二密封腔室均由密封环和转子形成。
【专利摘要】本发明涉及燃气轮机结构、冷却及空气系统设计技术领域，提供了一种燃气轮机透平转子的冷却气引气结构。该燃气轮机透平转子的冷却气引气结构，包括分别设置在第一级轮盘和最后一级轮盘外侧的密封腔室，并且第N级间腔室至第N+1级间腔室之间的轮盘上不设置轮盘冷却气通道，从而第一级轮盘外侧的密封腔室将冷却气正向依次引入第一级间腔室至第N级间腔室；最后一级轮盘外侧的密封腔室将冷却气逆向依次引入最后的级间腔室至第N+1级间腔室，从而很好地实现透平转子冷却气分级引气的功能，进而减少了透平转子高压冷却气的用量，提高了燃气轮机的工作效率。
【IPC分类】F01D5-08
【公开号】CN104675440
【申请号】CN201510094781
【发明人】刘国峰
【申请人】北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月3日