专利名称：燃气轮机进气弯头补强减震结构的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种补强减震结构，尤其是一种用于燃气轮机进气系统的补强减
震结构。
背景技术：
燃气轮机发电具有高效、清洁、污染少等优势，燃气轮机机组能在紧急状态下能够 快速启动、响应和加载负荷，适合作为紧急备用和电网中尖峰负荷的电源，能较好地保障电 网的安全与运行。燃气轮机进气系统是燃气轮机的重要辅助系统，具有体积庞大、结构复杂的特点， 对其进行结构分析、采取补强降低结构震动的技术措施相对比较困难。另一方面，由于传统 研究主要针对燃气轮机本体、燃烧室、叶片形式、机组运行方式与燃气轮机效率之间的影响 关系。因此，许多研究都集中于燃气轮机本体方面，而对燃气轮机进气系统弯道特性、补强 减震等方面的研究较少。事实上，燃气轮机进气系统弯道的结构设计及弯道内的气体流动 情况对燃气轮机的性能也有着极为重要的影响，燃气轮机进气系统弯道的设计质量直接影 响着燃气轮机的使用性能及寿命。
发明内容
本发明是要提供一种燃气轮机进气弯头补强减震结构，该结构使得进气系统弯道 的进气流场畸变应达到最小，弯道出口气流均勻，压力损失小，降低由于气流涡动和消音器 振动而对燃气轮机进气系统弯道壳体的振动，以免造成燃气轮机的有效输出功率减少和燃 油消耗率增大导致整个动力装置的效率降低；使燃气轮机工作在较好的操作参数范围内。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种燃气轮机进气弯头补强减震结构，包 括燃气轮机进气系统弯道、燃气轮机进气系统弯头、连接板、燃气轮机进气系统竖直段，其 特点是燃气轮机进气系统弯道壳体外设有加强结构，燃气轮机进气系统弯头壳体外设有 补强结构和减震结构。燃气轮机进气系统弯道壳体外的加强结构由工字钢、H型钢和槽钢构成，弯道的 加强段壳体外沿外周用二圈工字钢加固，二圈工字钢之间的弯道壳体外沿外周用H型钢加 固，弯道壳体后端部壳体外沿外周用若干圈H型钢加固，且工字钢圈和H型钢圈与连接板平 行，弯道壳体后端底部垂直于H型钢方向上用槽钢加固，弯道壳体后端面和二侧面用若干 条平行弯道壳体底部的加强钢加固；燃气轮机进气弯头的补强结构在弯头的水平段和背部均垂直均布，弯头的水平段 和背部以及弯道壳体后表面的加强板用工字钢首尾相接，角度为45°，在弯头起始位置用 工字钢固定加强，工字钢外用槽钢加固；燃气轮机进气弯道减震结构包括二个平板，弹簧，平行四边形连杆机构，其中在平 板上开有均布的小孔，平板的外侧一边同燃气轮机进气系统弯道壳体连接，另一边同加强 钢相连；二平板之间通过弹簧连接平行四边形连杆机构。
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本发明的有益效果是实现了燃气轮机进气弯头补强减震结构的综合设计，采用 工字钢，H型钢和槽钢等加强结构的组合形式，提高了燃气轮机进气弯道的抗破坏强度；采 用减震结构实现了弯头部分对振动效应的卸载，结构设计新颖合理，具有广泛的实际应用 价值。
图1是本发明的燃气轮机进气弯道结构立体图；图2是燃气轮机进气弯道沿流场方向平面图；图3是图2的左视图；图4是图2的右视图；图5是燃气轮机进气弯道减震结构机构简图。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。燃气轮机进气系统是燃气轮机的重要组成部分，主要由过滤器、膨胀节、消声器、 弯道、过渡段、延伸段、压缩机等设备元件组成。本发明所指的燃气轮机进气系统弯道位于过滤消音部件与压气机之间，由进气蜗 壳和收缩喷管构成。用于使主气流在进入压气机之前由机组的径向过渡到轴向，因此燃气 轮机进气气道具有径向进气、轴向排气的非轴对称结构特点，空气流经进气气道除了产生 流动损失外，还会因为气流由径向过渡到轴向产生的90°折转，在进气道出口(即压气机 进口)截面产生非轴对称流动，因此，燃气轮机进气系统弯道的结构强度和气动性能对燃 气轮机的工作性能有着重要的影响。如图1所示，本发明的燃气轮机进气弯头补强减震结构，主要由燃气轮机进气系 统弯道1、燃气轮机进气系统弯头2、连接板3、燃气轮机进气系统竖直段4、加强钢5以及减 震机构6组成。其中燃气轮机进气系统弯道1中均勻布置了消音器，其中连接板3主要与 进气系统过滤段相连，多采用法兰连接形式，其中加强钢5中包括工字钢51，H型钢52和槽 钢53，由于本弯道壳体主要以在其腹板平面内受弯的构件为主，因此加强段主要采用工字 钢51 ；另外为了进一步加强特殊部位的强度，在这些位置上采用了 H型钢52和槽钢53。燃 气轮机进气弯头的补强结构主要是采用在壳体连接加强钢的形式，加强钢的布置尺寸在水 平段和背部均为垂直均布，均布的距离有计算得出。通过对燃气轮机进气系统的仿真分析， 可以得出弯道应力最大值位于弯头转向部分，同时由于气体通过消声器进入弯段是气流的 不均勻可能产生涡流现象，进气弯道容易发生振动的地方也集中在这里，因此弯头部分的 补强减震结构设计是提高进气系统弯道强度和抗震性能的重要内容。如图2所示，为燃气轮机进气弯道沿流场方向平面图，可以看出在沿流场方向，弯 道壳体表面的加强钢布置形式。如图3所示，为燃气轮机进气弯道入口方向平面图，在弯头部分的加强结构采用 工字钢52首尾相接，角度为45°的形式，同时在弯头起始位置也要采用工字钢52加强。如图4所示，为燃气轮机进气弯道背部平面图，可以看出在弯道壳体后表面的加 强钢布置形式。为了保证弯头部分的强度满足系统要求，此面在弯头部分的加强结构也同样采用工字钢52首尾相接，角度为45°的形式，在弯道起始位置也要采用工字钢52加强， 同时在弯头最开始的地方在工字钢加强的基础上，采用槽钢53，以避免方向变化对结构的影响。 如图5所示，为燃气轮机进气弯道减震结构机构简图，主要由平板61、螺钉62、螺 母63、垫圈64、弹簧65以及平行四边形连杆机构66组成。其中在平板61上开有均布的小 孔，简图以两个为例说明，实际根据连接平面长度决定。平板61的外侧一边同壳体连接，一 边同加强钢相连。根据平行四边形的可折叠原理，当弯道部分有振动产生时，将由弹簧65 传递至平行四边形连杆机构66，从而使平行四边形连杆机构66做伸缩和张合交替运动，从 而达到减震的目的。
权利要求
一种燃气轮机进气弯头补强减震结构，包括燃气轮机进气系统弯道(1)、燃气轮机进气系统弯头(2)，其特征在于所述燃气轮机进气系统弯道(1)壳体外设有加强结构，所述燃气轮机进气系统弯头(2)壳体外设有补强结构和减震结构(6)。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机进气弯头补强减震结构，其特征在于所述燃气轮 机进气系统弯道(1)壳体外的加强结构由工字钢(51)、H型钢(52)和槽钢(53)构成，弯道 (1)的加强段壳体外沿外周用工字钢(51)加固，二圈工字钢(51)之间的弯道壳体外沿外周 用H型钢(52)加固，弯道(1)壳体后端部壳体外沿外周用若干圈H型钢(52)加固，且工字 钢(51)和H型钢(52)与连接板(3)平行，弯道(1)壳体后端底部垂直于H型钢(52)方向 上用槽钢(53)加固，弯道(1)壳体后端面和二侧面用若干条平行弯道(1)壳体底部的加强 钢(5)加固。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机进气弯头补强减震结构，其特征在于所述燃气轮 机进气弯头(2)的补强结构在弯头(2)的水平段和背部均垂直均布，弯头(2)的水平段和 背部以及弯道(1)壳体后表面的加强板用工字钢(51)首尾相接，角度为45°，在弯头(2) 起始位置用工字钢(51)固定加强，工字钢(51)外用槽钢(53)加固。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机进气弯头补强减震结构，其特征在于所述燃气轮 机进气弯道减震结构(6)包括二个平板(61)，弹簧(65)，平行四边形连杆(66)机构，其中 在平板(61)上开有均布的小孔，平板(61)的外侧一边同燃气轮机进气系统弯道(1)壳体 连接，另一边同加强钢(5)相连；二平板(61)之间通过弹簧(65)连接平行四边形连杆(66) 机构。
全文摘要
本发明涉及一种燃气轮机进气弯头补强减震结构，包括燃气轮机进气系统弯道、燃气轮机进气系统弯头、连接板、燃气轮机进气系统竖直段，其特点是燃气轮机进气系统弯道壳体外设有加强结构，燃气轮机进气系统弯头壳体外设有补强结构和减震结构。本发明实现了燃气轮机进气弯头补强减震结构的综合设计，采用工字钢，H型钢和槽钢等加强结构的组合形式，提高了燃气轮机进气弯道的抗破坏强度；采用减震结构实现了弯头部分对振动效应的卸载，结构设计新颖合理，具有广泛的实际应用价值。
文档编号F02C7/04GK101865034SQ20101020101
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者任建兴, 华建宝, 周捷, 唐云, 朱瑞, 李芳芹 申请人:上海电力学院