一种用于烟气轮机排气涡壳的支撑结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型创造应用在石油化工行业催化裂化余热能量回收机组的烟气轮机装置上，用于支撑烟气轮机排气涡壳并自动调整其中心，以补偿由于高温高压高速烟气作用而在排气涡壳上产生的较大变形。一种用于烟气轮机排气涡壳的支撑结构，其特征是，在烟气轮机排气涡壳对称两侧分别安装一个热膨胀支架(8)；所述的热膨胀支架(8)由安装底座(1)、弹性支撑板(2)、膨胀板(3)、支撑座(4)组成，弹性支撑板(2)与膨胀板(3)形成纵向可以膨胀变化，轴向具有一定的刚性的结构；其可以随着排气涡壳内部温度的变化而发生纵向变化，正常变化范围在0～4mm之间。
【专利说明】一种用于烟气轮机排气涡壳的支撑结构
【技术领域】：
[0001] 本发明创造应用在石油化工行业催化裂化余热能量回收机组的烟气轮机装置上， 用于支撑烟气轮机排气涡壳并自动调整其中心，以补偿由于高温高压高速烟气作用而在排 气涡壳上产生的较大变形。
【背景技术】：
[0002] 目前在石油化工行业催化裂化余热能量回收机组上广泛应用的烟气轮机，入口采 用水平轴向进气，出口采用垂直轴向排气。排气涡壳一般采用圆柱刚性支撑组件连接。圆 柱刚性支撑组件具有稳定性好，不宜变形的特点。实际工作中，烟气轮机内部高温、高压、高 速烟气的膨胀作用，使排气涡壳自身发生较大变形，在圆柱刚性支撑组件的硬连接下，排气 涡壳外部无法发生较大变形，内部热膨胀无法释放，从而在排气涡壳内部产生较大变形，导 致排气涡壳内机匣与转子不同心，转静子之间间隙、封严件间隙等发生变化，严重时影响转 子的串动与负荷，轴承的承载能力，直接影响烟气轮机的安全、可靠、稳定工作。
【发明内容】
[0003] ：本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于支撑烟气轮 机排气涡壳并自动调整其中心的热膨胀支架，以补偿由于高温高压高速烟气作用而在排气 涡壳上产生的较大变形。
[0004] 本实用新型的目的是通过下述的技术方案实现的：一种用于烟气轮机排气涡壳的 支撑结构，在烟气轮机排气涡壳对称两侧分别安装一个热膨胀支架8。
[0005] 热膨胀支架8由安装底座1、弹性支撑板2、膨胀板3、支撑座4组成，弹性支撑板2 和膨胀板3采用薄壁板，安装底座1采用刚性好的底板，三者组成三角稳定支撑热膨胀组件 结构。弹性支撑板2上部与排气涡壳11连在一起，下部安放在安装底座1上，膨胀板3上 部安装在弹性支撑板2上，膨胀板3下部安放在安装底座1上，弹性支撑板2与膨胀板3形 成纵向可以膨胀变化，轴向具有一定的刚性的结构。其可以随着排气涡壳内部温度的变化 而发生纵向变化，正常变化范围在0?4mm之间，轴向具有一定较好的刚性，不宜发生较大 变形。
[0006] 本发明创造的优点是：
[0007] 700°C高温烟气进入到烟气轮机，经过涡轮机膨胀做功，然后通过内部扩张通道流 出排气涡壳。在此过程中，由于高温、高压、高速烟气膨胀过程，会使排气涡壳产生轴向、径 向、纵向的热膨胀量，从而发生较大的变形。
[0008] 此时通过一个特殊设计的热膨胀支架组件，随着烟气轮机工作温度的升高、压力 的上升，排气涡壳自身将发生较大的变形。通过弹性支撑板2的自适应调节弹性膨胀结 构，吸收温度升高带来的能量增量，自动弹性地随着温度的上升或下降，支撑板2产生向内 收拢或向外张开的变化，以适应温度变化带来的、自适应调节弹性支撑板2的纵向位置，改 变排气涡壳的纵向定心，从而达到调节内部纵向间隙目的；同时，弹性支撑板2轴向尺寸较 大，刚度较好，不宜变形，以保证转子不发生较大的轴向串动，可以确保其在合适的轴向间 隙下工作。
[0009] 通过上述自适应调节，大大降低排气涡壳内部中心过大的变形，以确保内部转静 子之间的间隙要求，保证叶片不会与机匣发生碰磨，提高密封封严装置的可靠性，降低了转 子和轴承由于间隙异常变化带来的负荷，提高了烟气轮机的工作性能。本实用新型将作用 到烟气轮机排气涡壳上的热膨胀量进行自适应调节，满足了烟气轮机转子系统的径向和轴 向间隙要求，使烟气轮机能够在高负荷、长周期条件下平稳、安全地运行。本膨胀支架通过 螺栓与排气涡壳11和底座2相连接，其他部分不需要做任何改动；本膨胀支架组件具有结 构简单，使用方便，制造成本低，自适应调节，可靠性高的特点。
【专利附图】
【附图说明】：
[0010] 图1是本发明的主结构示意图。
[0011] 图2是本发明的热膨胀支架的局部细节结构示意图。
[0012] 图3是本发明的热膨胀支架结构示意图。
[0013] 图4是本发明的弹性支撑板的纵向示意图。
[0014] 图5是本发明的支撑座示意图。
【具体实施方式】：
[0015] 热膨胀系统由安装底座1、弹性支撑板2、膨胀板3、支撑座4、底座5、调整垫6、安 装螺栓7、热膨胀支架8、螺栓9、调整垫10、排气涡壳11组成。
[0016] 本实例包括两个对称安装的热膨胀支架8。热膨胀支架8分别由安装底座1、弹性 支撑板2、膨胀板3、支撑座4组成。支撑座4通过氩弧焊接方法与排气涡壳连在一起，作为 弹性支撑板2的上部连接固定座，通过螺栓9把弹性支撑板2和排气涡壳11相连，用调整 垫10调节弹性支撑板2的纵向位置。弹性支撑板2和膨胀板3安放在安装底座1上，通过 安装螺栓7把安装底座1固定在底座5上，用调整垫6调节安装底座1的高度位置。弹性 支撑板2通过氩弧焊接方法与安装底座1连在一起，其可以随着排气涡壳内部温度的变化 而发生纵向变化，正常变化范围在0?4_之间，膨胀板3通过氩弧焊接方法与弹性支撑板 2和安装底座1连在一起，其一方面确保弹性支撑板2具有纵向膨胀变化量，一方面又要限 制弹性支撑板2较大的纵向膨胀量。安装底座1、弹性支撑板2、膨胀板3、支撑座4在轴向 有700mm的长度，这样使其在轴向具有一定的刚性，不宜发生较大变形。
[0017] 根据所述的烟气轮机热膨胀支架，其特征是在纵向具有0?4mm的膨胀变化量，在 轴向具有一定的刚性，不宜发生较大变形。以补偿内部高温、高压、高速烟气膨胀过程，使排 气涡壳产生轴向、径向、纵向的热膨胀量，从而自适应调节排气涡壳上产生的较大变形。
[0018] 700°C高温烟气进入到烟气轮机，经过涡轮机膨胀做功，然后通过内部扩张通道流 出排气涡壳。在此过程中，由于高温、高压、高速烟气膨胀过程，会使排气涡壳产生轴向、径 向、纵向的热膨胀量，从而发生较大的变形。
[0019] 此时通过一个特殊设计的膨胀支架组件，随着烟气轮机工作温度的升高、压力的 上升，排气涡壳自身发生较大变形，通过弹性支撑板2的自适应调节弹性热膨胀结构，吸收 温度升高带来的能量增量，自动弹性地随着温度的上升或下降，支撑板2向内收拢或向外 张开，以适应温度变化带来的、自适应调节弹性支撑板2的纵向位置，改变排气涡壳的纵向 定心，从而达到调节内部纵向间隙目的；同时，弹性支撑板2轴向尺寸较大，刚度较好，不宜 变形，保证转子不发生较大的轴向串动，在合适的轴向间隙下工作。
[0020] 通过上述自适应调节，大大降低排气涡壳中心过大的变形，确保了内部转静子之 间的间隙要求，保证了叶片不会与机匣发生碰磨，提高了密封封严装置的可靠性，降低了转 子和轴承由于间隙异常变化带来的负荷，提高了烟气轮机的工作性能。本实用新型将作用 到烟气轮机排气涡壳上的热膨胀量进行自适应调节，满足了烟气轮机转子系统的径向和轴 向间隙要求，使烟气轮机能够在高负荷、长周期条件下平稳、安全、可靠地运行。
【权利要求】
1. 一种用于烟气轮机排气涡壳的支撑结构，其特征是，在烟气轮机排气涡壳对称两侧 分别安装一个热膨胀支架（8); 所述的热膨胀支架（8)由安装底座（1)、弹性支撑板（2)、膨胀板（3)、支撑座（4)组成， 弹性支撑板（2)和膨胀板（3)采用薄壁板，安装底座（1)采用刚性好的底板，三者组成三角 稳定支撑热膨胀组件结构；弹性支撑板（2)上部与排气涡壳（11)连在一起，下部安放在安 装底座（1)上，膨胀板（3)上部安装在弹性支撑板（2)上，膨胀板（3)下部安放在安装底座 (1)上，弹性支撑板（2)与膨胀板（3)形成纵向可以膨胀变化，轴向具有一定的刚性的结构； 其可以随着排气涡壳内部温度的变化而发生纵向变化，正常变化范围在〇?4_之间。
【文档编号】F02C7/20GK203892025SQ201420208051
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】闫庆安, 张三多, 蒋学军, 孙有彬, 魏大勇 申请人:西安航空动力股份有限公司